Mn含量对热轧TWIP钢组织性能的影响

利用室温冲击试验、拉伸试验、扫描电镜和透射电镜等研究了Mn含量对热轧孪生诱发塑性(TWIP)钢显微组织和力学性能的影响.结果 表明:随着Mn含量的增加,试验钢的冲击吸收能量增加,抗拉强度逐渐降低,伸长率有所增加,孪晶的尺寸也得到细化.     

高强度高塑性TWIP钢的组织和性能

研究了一种高强高塑的汽车用TWIP钢。TWIP钢的锰含量为15％～30％,抗拉强度为600～1100MPa,断后伸长率高达95％。介绍了孪晶诱发相变的微观机理,层错能对TWIP效应的影响以及显微组织对钢的力学性能的影响。锰含量为15％～30％时,钢的塑性得以提高的机理主要是γ→ε→α相变诱发的TRIP效应;随着锰含量增加,孪晶形成逐渐起主导作用。     

高强韧TWIP铸铁的形变组织与力学性能

采用熔炼法制备出新型Fe-15Ni-12Mn-3.5C-2.5Si高强韧合金铸铁,该合金铸铁经高温固溶碳原子后,表现出高的塑性变形能力,连续冷轧变形量可达50%.拉伸试验结果表明,轧制后的试样经再高温固溶处理,合金的抗拉强度为730.81 Mpa.伸长率高达20%,是同类型QT700-2球墨铸铁的伸长率的lO倍,并具有较高的加工硬化特性.研究表明,该合金铸铁经固溶处理后组织由奥氏体、球状石墨及少量碳化物组成,良好的塑性是通过奥氏体基体密集孪生切变实现的,其高塑性源于TWIP效应;提高固溶处理温度,铸铁的抗拉强度略有降低而塑性大幅度提高.这种高强韧球墨铸铁合金对于制备减振降噪、安全性高的发动机曲轴、主轴等结构件具有重要的应用前景.     

不同加工工艺对高强高塑性TWIP钢组织与性能的影响

采用三种工艺对成分为25Mn-3Si-3Al的TWIP钢进行了试制，并对轧后钢板的组织性能进行了对比分析。结果表明，轧制后退火处理钢板的室温组织为奥氏体基体中存在大量的退火孪晶，在拉伸变形中形成的形变孪晶使产品获得了高强度、高塑性。     

Fe-Mn-C系TWIP钢的组织和性能

研究了Fe-Mn-C系TWIP钢的组织和性能,结果表明钢板经热轧-冷轧-热处理后,钢板可达到有57.3%的延伸率,480MPa的屈服强度和1140MPa的抗拉强度。其室温组织为单相奥氏体基体并伴有退火孪晶,拉伸变形后通过XRD检测和TEM观察发生了少量的γ→α和γ→ε→α相变同时内部有大量的滑移带和变形孪晶共存。即Fe-Mn-C系TWIP钢变形时同时有TRIP效应、TWIP效应,使钢板具有优良的力学性能。     

固溶处理对TWIP钢组织和力学性能的影响

用拉伸试验、金相观察、SEM和EDS等方法研究固溶温度和时间对TWIP钢微观组织、拉伸性能及断口形貌的影响,并采用X射线衍射仪测定材料的物相组成。结果表明,固溶温度和时间对TWIP钢塑性的影响程度明显大于强度,伸长率最佳的固溶处理工艺为1000~1050℃固溶60 min。随固溶温度的升高和固溶时间的延长,奥氏体晶粒长大,退火孪晶数量和退火孪晶界面积增加。拉伸时发生典型的延性断裂,拉伸前的组织为伴有大量退火孪晶的奥氏体,在拉伸过程中退火孪晶转变成形变孪晶,使TWIP钢的塑性提高。     

退火工艺对TWIP钢显微组织的影响

对特定成分的TWIP钢进行不同的退火处理,用金相、透射电镜对其拉伸变形前后的组织进行观察和分析.结果表明:退火后有退火孪晶和大量的层错存在,而且随温度的升高,晶粒尺寸变大、孪晶的数量和层错密度也随晶粒尺寸的增加而增大;此外孪晶移动到边界处会受到阻碍,形成非共格的孪晶界面.     

退火温度对TWIP钢组织性能和氢致脆性的影响

采用电化学结合低应变速率拉伸实验(SSRT)的方法和OM、SEM等手段研究了退火温度对Fe-18Mn-0.6C TWIP钢充氢条件下力学性能和变形行为的影响,并探讨了各类微观组织结构对氢致脆性的作用。结果表明,TWIP钢晶粒尺寸随退火温度的升高逐渐增大,700℃退火板晶界处容易观察到(Fe, Mn)3C渗碳体。900℃退火获得的中等尺寸均匀晶粒的TWIP钢具有最高的强塑积。在电化学充氢和SSRT同时进行下,TWIP钢的强度和塑性大幅下降,随退火温度的升高,强塑积损失率(R)呈增大趋势。高温退火得到的大尺寸晶粒在变形中更容易产生形变孪晶,孪晶/孪晶交叉位置和孪晶/晶界交叉位置是氢致裂纹的主要来源。尽管相对低温退火得到大尺寸晶粒和界面处层错能(SFE)变化使TWIP钢在变形中不容易产生形变孪晶,但其局部粗大的碳化物与形变孪晶间产生的应力集中处极易形成空位,演化成裂纹源,使相对低温退火的TWIP钢本身塑性不高。低于800℃退火对TWIP钢提高氢脆抵抗力没有明显作用。     

水淬工艺对TWIP钢显微组织和力学性能的影响

研究了一种用于汽车车体的高强、高塑性中C-高Mn系孪晶诱发塑性(TWIP)钢,有助于达到汽车减排、节能和安全的目的。通过单向拉伸实验和OM观察,分析研究了水淬工艺对TWIP钢的力学性能和微观组织的影响规律,采用SEM和TEM对不同变形程度TWIP钢的精细结构进行了分析。结果表明,随着水淬温度的提高,退火孪晶体积分数和晶粒尺寸增大,塑性、加工硬化性提高,而试件的强度和屈强比降低,可以获得抗拉强度960 MPa,延伸率60.5%,具有优异的综合力学性能(强塑积最高达6.096×10~4 MPa%)的试件;具有大量退火孪晶的奥氏体在变形过程中产生大量的形变孪晶,提高了TWIP钢的强度和塑性。     

高强高韧合成球墨铸铁的组织及力学性能

以废钢为主要原材料(20%生铁+20%回炉料+60%废钢),使用中频感应电炉熔炼,采用中间加入和镜面加入联合增碳方式,制备了合成球墨铸铁QT450-23铸件。合成铸铁球化级别1级,球化率95%,石墨圆整,球径10～20μm,基体为100%铁素体。合成铸铁抗拉强度为450MPa,伸长率为23.3%。在高温组织中,奥氏体枝晶发达,显著提高材料的冲击韧性,V型缺口冲击试样常温冲击韧性为18.4 J/cm2,是相同成分和工艺条件下,传统生铁为主配方球铁的2倍。     

较高温度等温淬火(回火)对球墨铸铁性能的影响

分别采取普通等温淬火、两级等温淬火、等温淬火＋回火3种热处理工艺对较高温度下球墨铸铁（成分为质量分数％；3.80C,2.46Si,0.25Mn,0.026S,0.036P,0.051Mg,0.022RE)的组织和性能进行了研究，发现热处理工艺带变窄或消失，得到基体中不含奥氏体的贝氏体球墨铸铁。这种球墨铸铁虽然塑韧性较差，但具有较高的强度、硬度和疲劳极限，而且耐磨性和切削性良好。     

奥-贝球铁焊缝的组织与力学性能

用Ｘ射线衍射仪，光学显微镜和电子显微镜，系统地研究了球铁焊缝金属等温贝氏体转变过程，等温温度等温时间为焊缝组织与力学性能的影响。研究结果表明，球铁焊缝金属贝氏体相变快，等温时间在１５－２４０ｍｉｎ范围内焊缝基体组织主要为贝氏体铁素体和残工体且具有高的综合力学性能。     

原铁液硅含量对厚大断面球墨铸铁件石墨形态与力学性能的影响

为研究原铁液硅含量对厚大断面球墨铸铁件凝固组织石墨形态和力学性能的影响,使用高精度热模拟系统,考察了不同硅含量的原铁液经过相同球化孕育工艺处理后在相同凝固条件下获得的厚大断面球墨铸铁件试样的凝固组织石墨形态和力学性能。结果表明,球化孕育工艺相同时,随着原铁液硅含量提高,厚大断面球墨铸铁件石墨形态恶化,力学性能下降。当钇基重稀土球化剂和含Ba孕育剂加入量分别为1.8%和0.4%时,原铁液硅含量控制在1.2%以内,有利于防止厚大断面球墨铸铁件石墨畸变,提高铸件力学性能。     

奥－贝球铁焊缝的组织与力学性能

用Ｘ射线衍射仪、光学显微镜和电子显微镜，系统地研究了球铁焊缝金属等温贝氏体转变过程，等温温度及等温时间对焊缝组织与力学性能的影响。研究结果表明，球铁焊缝金属贝氏体相变快，等温时间在１５～２４０ｍｉｎ范围内焊缝基体组织主要为贝氏体铁素体和残余奥氏体且具有高的综合力学性能。随着等温温度从３１０℃增至４００℃，焊缝金属中残余奥氏体量增多，贝氏体铁素体条宽化，焊缝塑性提高，强度降低。     

Ni对高锰奥氏体球墨铸铁组织和性能的影响

为减少奥氏体铸铁中镍的添加量,研究了3种不同镍含量的Fe-13Mn-3.5C-3Si-3Cu-xNi高锰奥氏体球墨铸铁.铸铁经固溶处理后,奥氏体基体上的碳化物数量随镍含量的降低增多,抗拉强度、抗弯强度、伸长率以及冲击韧度均下降.镍含量为4％和8％时,铸铁表现出优异的综合力学性能,其较高的强度和塑性源于形变过程中的TWIP效应.随着镍含量从8％降为0,铸铁的摩擦系数和磨损率先增大后减小,其主要磨损机理由粘着磨损变为磨粒磨损.研究表明,为保证奥氏体球铁的综合性能,合金中需保留少量的镍元素.     

锰对奥贝球铁组织和性能的影响

奥贝球铁在实现高硬度的同时具有较高的韧性，适合制造在一定冲击条件下的耐磨零件。通过对高硅条件下锰对奥贝球铁组织和性能的影响的研究，为该材料的应用提供了基础。     

二次孕育对大断面球铁组织及性能的影响

介绍了4种不同类型的二次孕育剂对模拟尺寸为φ590 mm×800 mm的大断面球墨铸铁的组织及性能的影响。结果表明,二次孕育工艺对球铁尤其是大断面球铁的石墨及力学性能均有良好的改善作用;利用Si-Ba-Ca孕育剂进行孕育处理后再添加0.15%的该孕育剂作为二次孕育处理,可改善铸件组织及提高铸件力学性能;S-O孕育剂和Si-Ba-Ca孕育剂的效果相对较好,模拟铸件中碎块状石墨区域明显减少、石墨球形态圆整、球化率较高,还可以有效避免孕育衰退,使铸件获得较好的微观组织和最佳的综合力学性能。     

非合金奥贝球铁中锰的偏析行为及其对性能的影响

研究了Mn在非合金奥贝球铁中的偏析行为。由于增加锰量使组织中的白亮区增多 ,导致非合金奥贝球铁的塑性和韧性显著下降 ,但Mn可提高淬透性     

加S-O-Ce孕育剂对球铁组织和性能的影响

对采用普通孕育剂和采用添加S-O-Ce的孕育剂生产厚壁球墨铸铁件进行了对比,结果显示：采用加S-O-Ce的孕育剂能增加球墨数量、提高球墨圆整度,提高力学性能以及降低缩松倾向.分析了加S-O-Ce孕育剂的孕育机理,认为加S-O-Ce的孕育剂对力学性能的影响是组织改善与抑制有害元素作用的综合结果.