高氮低镍奥氏体不锈钢的力学性能及析出相

通过对高氮低镍奥氏体不锈钢(0Cr25Ni2Mn17Mo1NbN)进行1100℃固溶处理,水冷,利用万能拉伸试验机测试其力学性能并和316L奥氏体不锈钢进行对比。将高氮低镍奥氏体不锈钢在不同温度(700、750、800℃)时效2 h,利用光学显微镜和洛氏硬度计,观察不同温度下时效2 h试验钢的析出状况和试验钢的硬度,利用扫描电镜、透射电镜来观察和分析试验钢800℃析出物的形貌及种类。试验结果表明,高氮低镍奥氏体不锈钢在1100℃固溶处理后有良好的力学性能,高氮低镍奥氏体不锈钢在800℃大量析出相为σ相,其次是Cr2N,伴有少量Cr23C6析出,还有微量Nb(C,N)析出。析出相形态有胞状、短棒状和片状布满整个基体。试验钢时效后的硬度值要比时效前(固溶态)的硬度值高,且试样随时效温度升高其硬度值呈现上升趋势。     

T91钢550℃时效初期析出相演变行为研究

采用Thermal-Calc软件、金相显微镜、透射电子显微镜和显微硬度仪等试验设备,研究了T91钢经1 050℃固溶处理及550℃时效不同时间后显微组织及力学性能的变化。结果表明,时效初期,随着时效时间的延长,析出相的尺寸增大且数量增多,马氏体发生回复,亚晶界合并粗化,导致T91钢的硬度下降;时效后的T91钢,其析出相尺寸细小、种类较多。MX型析出相主要在晶界和基体内析出,随着时效时间的延长其尺寸变化不大;M_2X型析出相呈针状,属于亚稳相,主要在时效早期析出;M_(23)C_6碳化物呈"包夹"式结构,富Fe、Cr、V、Ti等元素,随着时效时间的延长其尺寸增大,中间贫Cr、Fe元素区域缩小,形状逐渐由椭圆形变成圆形。     

热处理工艺对1Cr22Mn15N不锈钢析出行为的影响

用金相法、电镜观察等分析研究了固溶 时效处理过程中温度、时间对1Cr22Mn15N不锈钢碳(氮)化物析出的影响。结果表明,对于1Cr22Mn15N不锈钢,在试验温度范围内Cr23C6多呈颗粒状、蠕虫状、层片状、菊花状沿晶界分布,并逐渐向晶内生长,而σ相多呈颗粒状析出;得到了其相应的等温析出物动力学曲线,Cr23C6的等温析出的鼻尖温度约为850℃,相应的孕育期为100～180s,950℃以上析出物较少,其中不析出的临界冷却速度约为3.3℃/s;析出物主要是Cr23C6,时效时间越长析出物就越多,随时效时间的延长有少许σ相的析出,氮主要是以Cr23C6和过饱和间隙原子的形式存在。     

无磁钻铤用0Cr19Mn21Ni2N奥氏体不锈钢800 ℃等温时效析出机制

通过Thermo-Calc热力学软件计算、光学显微镜、扫描电镜及透射电镜对0Cr19Mn21Ni2N奥氏体不锈钢在800 ℃等温时效过程中碳化物、氮化物的析出机制进行了研究。结果表明：第二相碳化物、氮化物析出的成分、种类、分布随局部C元素贫化而发生变化。在800 ℃等温时效过程中,当时效时间为10~60 min时,晶界上较高浓度的C元素偏析、较大的晶格错配能和畸变能为M23C6首先在晶界位置形核并形成连续析出颗粒提供充足的热力学和动力学条件;随着时效时间进一步延长,由于碳化物M23C6的较多析出导致该析出区域C元素逐渐贫化,?M23C6析出的热力学和动力学条件逐渐受到抑制,氮化物Cr2N开始在晶界析出的M23C6碳化物附近形核。随后,片层状Cr2N逐渐在相邻晶粒内长大,其生长方向与奥氏体晶格取向具有固定的位向关系。     

稀土双相不锈钢的时效硬化行为

利用金相、X射线衍射、电子能谱分析和硬度测量方法研究了在400～900℃等温时效对Fe—Cr—Ni—Mo—Cu—Re双相不锈钢组织和硬度的影响。在650～900℃(上温区)以及400～550℃(下温区)的时效均导致钢的硬度显著增大。上温区时效引起的硬化及脆化主要是由于σ相的析出,其中在750℃附近钢的硬化及脆化速度最快。下温区时效时钢的硬化及脆化是因铁素体中发生富Cr的α′相转变(475℃脆性)所致,其中在480℃左右钢的析出硬化速度最大。在650～750℃和400～480℃两个时效温度范围内,钢的硬度变化与时间和温度之间的关系符合Arrhenius方程,其时效过程激活能分别为200.8kJ/mol和117.4kJ/mol。     

高温时效对2205双相不锈钢中σ相析出行为的影响

对2205双相不锈钢进行了750、800、850、900和950℃分别保温0.5、1、2h的时效处理,采用定量金相、SEM和EDS、化学萃取、XRD和电子背散射衍射(EBSD)等方法研究了2205双相不锈钢中σ相析出与时效时间、温度的变化规律。结果表明:2205双相不锈钢经不同时效工艺处理后的组织主要由奥氏体、铁素体、σ相组成,σ相一般在γ/α相界处或铁素体内析出;在相同时效温度下,随着时间的延长,σ相的析出量明显增多,而在850℃进行时效处理会使钢中σ相的析出量达到最高值。此外,采用EBSD方法有望对2205双相不锈钢中的σ相进行准确的定量分析。     

高温时效对2507超级双相不锈钢组织和性能的影响

对2507超级双相不锈钢在920℃进行了不同保温时间的时效处理,采用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪和能谱仪分析了不同时效状态下的组织演变规律,通过硬度试验和冲击试验研究了时效时间对2507超级双相不锈钢性能的影响。结果表明,920℃时效处理时,大量的σ相沿γ/α及α/α晶界析出,并向铁素体内部长大,其形成机理为铁素体共析转变成σ相和二次奥氏体γ2;在时效5 min内σ相的析出速率最快,随着时效时间的延长,σ相的含量增加,但析出速率逐渐变小;σ相的出现严重降低了超级双相不锈钢的冲击韧性,并且使其硬度明显增加,冲击功和硬度值的大小与σ相析出量有关,当920℃时效30 min时,σ析出相的含量接近于28%,对应双相不锈钢的冲击功和硬度值分别为6 J和376 HB。     

C含量对高氮奥氏体不锈钢18Mn18CrN析出行为的影响

研究碳(C)含量为0.05%~0.77%时对18Mn18CrN高氮奥氏体不锈钢750~850℃时效析出行为的影响。结果表明,C含量未改变实验钢中析出方式和析出相类别,Cr2N析出相首先沿晶界以颗粒形貌析出,而后以片层状向晶内生长。随着时效时间的增加,片层状析出相体积分数及片层间隙增加,元素的扩散是控制其长大的主要因素。增加C含量可降低Cr2N相析出孕育时间,增加Cr2N相体积分数,降低Cr2N相扩散激活能,其中QD(A1)=157.63kJ·mol-1;QD(A3)=32.92kJ·mol-1。随C、N含量增加,实验钢中Cr2N相体积分数呈线性趋势增加,但其增加程度更敏感于N含量的变化。     

15-5PH不锈钢在580℃时效过程中的析出强化行为

对15-5PH不锈钢进行了1 040℃×1 h水冷的固溶处理，随后于580℃时效不同时间。利用维氏硬度计、光学显微镜和原子探针层析技术(atom probe tomography, APT)研究了不锈钢时效过程中析出相演变规律及其对硬度的影响。结果表明：时效初期，15-5PH不锈钢的硬度迅速上升并在时效5 min后达到峰值411.0 HV0.5,随后快速下降。时效5 min的钢中富Cu相的数量密度大，强化作用明显，硬度达到峰值。随着时效时间的延长，富Cu相逐渐粗化，强化作用减弱，硬度迅速下降。时效过程中Nb(C,N)颗粒与富Cu相分布在相邻位置，且随着时效时间的延长，铌碳氮化物不断析出长大，元素富集程度不断提高。     

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 为了研究含铜超低碳钢等温时效铜析出,对试验钢在950 ℃固溶,经650 ℃保温1、20、45 h和400~650 ℃保温1 h等温时效后,通过金相、扫描电镜和透射电镜观察及维氏硬度测试揭示等温时效对铜析出的影响规律。试验结果表明随着时效时间的增长,试验钢晶粒尺寸差别不大,但Cu时效析出颗粒的尺寸和形貌存在很大差异,反映在试验钢的平均硬度值发生变化：时效时间为1 h时,试验钢硬度值最高,平均硬度值达到189 HV;时效时间为20 h和45 h时硬度值降低,在160 HV左右。400~650 ℃保温1 h结果表明随着时效温度增长,试验钢的硬度呈现先上升后下降的趋势。     

超超临界锅炉用HR3C钢的σ相析出行为研究

利用OM,SEM和TEM研究了一种超超临界用HR3C钢在700和750℃长期时效至2000 h过程中σ相的析出行为,借助相计算方法探究了影响σ相析出的因素.结果表明,HR3C钢在700和750℃时效1000 h就有不规则块状第二相在晶界析出,且随时效时间延长而增多和粗化;EDS分析表明该相主要含Fe和Cr,结合SAED的分析结果最终确定其为σ-FeCr金属间化合物;通过相计算方法对初始态HR3C钢进行分析认为,显微组织或相结构等差异可能是影响后续σ相析出行为的原因.     

650℃时效处理对2205双相不锈钢组织及硬度的影响

研究了650℃时效处理对2205双相不锈钢组织的影响,发现,650℃时效5 h,钢中开始有中间相析出,析出相集中在α相及α/γ相界。TEM物相分析表明,析出相有R相和σ相。此外,随着时效时间的延长,γ相的硬度无明显变化,而α相的硬度则逐渐升高。     

高温条件下长时间加热对1Cr25Ni16Mn7N钢组织与性能的影响

研究了1Cr25Ni16Mn7N奥氏体热强不锈钢经固溶处理后,在600℃～800℃长时间加热对力学性能的影响。结果表明,随加热温度的提高,加热时间的延长,材料的强度变化不大,塑性降低,且冲击韧度明显降低。利用扫描电镜、透射电镜等手段分析研究加热前后的显微组织变化后发现：加热到600℃时,Cr23C6首先在晶界处析出,700℃加热500h后σ相析出,这丽种主要脆性相的析出导致高温加热后冲击韧度明显下降。1Cr25Ni16Mn7N钢与其他25Cr-20Ni型钢相比高温析出特征基本一致,主要析出相为Cr23C6和σ相。     

马氏体时效钢等温时效析出行为

以马氏体时效钢为研究对象,将试验钢经900 ℃固溶后,再进行500 ℃等温时效处理,采用光学显微镜、扫描电镜及维氏硬度计表征了时效过程中其显微组织与析出相及硬度变化规律,在此基础上,分析了时效工艺对马氏体时效钢显微硬度变化的影响。结果表明,在时效初期,试验钢硬度增幅明显,并于12 h时达到峰值,为585 HV30。随着时效时间进一步延长,试验钢进入过时效状态,硬度开始缓慢下降。试验钢基体由板条马氏体与残留奥氏体组成,且基体分布着细小弥散的第二相颗粒。时效0.5 h时,析出相尺寸为5~10 nm,当时效达到12 h时,析出相缓慢长大至20~25 nm。     

固溶和时效处理对塑料模具钢NAK80组织和硬度的影响

通过OM、SEM和TEM显微组织观察以及洛氏硬度测量,研究了固溶温度和时间以及时效时间对两种成分(加Cr和不加Cr)NAK80实验钢组织和硬度的影响规律。结果表明:时效时间对预硬化硬度影响很大,薄规格(30 mm)和厚规格(70 mm)实验钢均在时效6 h时达到峰值硬度;在一定范围内升高固溶温度和延长固溶时间对硬度的提升作用非常小。实验钢时效处理后的组织主要是粒状贝氏体+析出相,薄规格加Cr成分还存在一些板条贝氏体。TEM分析表明,析出相主要由ε-Cu和Ni-Al强化相组成,以单独或复合的形式在晶界处大量析出。     

高Nb含量316LN不锈钢的时效析出行为北大核心CSCD

对高Nb含量的316LN奥氏体不锈钢,在650、750和800℃时效处理不同时间。通过定量金相,SEM、XRD及TEM等分析技术,分析了析出相随时效时间和温度的变化关系。结果表明:时效初期,析出相沿晶界呈颗粒状、短棒状析出,随时效时间延长析出相沿晶界呈链状析出,析出量不断增多,并逐渐向晶内生长,最终以不连续的片状布满整个晶面。750℃为时效敏感温度,该时效温度下,析出相的量最多,孕育时间最短。整个时效阶段,时效优先析出相为Z-Cr Nb N相,且作为氮化物的主要存在形式,而不是常见的ε-Cr2N相。316LN不锈钢中,Nb元素的添加,一定程度上抑制了ε-Cr2N相和Z-Cr23C6相的析出,加速了σ-FeCrMo相的析出。     

0Cr14Mn21NiN奥氏体不锈钢的析出行为

采用Thermal-Calc热力学计算软件对0Cr14Mn21NiN奥氏体不锈钢C、Cr含量变化对试验钢碳化物析出热力学特征进行了计算。通过光学显微镜、扫描电镜、透射电镜等分析方法探讨了时效温度、保温时间、变形对试验钢析出行为的影响。结果表明:析出相主要是在晶界处产生的Cr₂₃C₆,试验钢析出敏感温度为750~850 ℃。在800 ℃下时效30 min的试验钢晶界处可以明显观察到析出相的产生,随保温时间的延长,析出相含量逐渐增多,尺寸变大,并逐渐向晶内生长。时效前的变形明显缩短了析出相的孕育时间,变形后保温1 min的试验钢晶界处可观察到较多析出相的产生,晶界明显变粗。     

高Nb含量316LN不锈钢的时效析出行为

对高Nb含量的316LN奥氏体不锈钢,在650、750和800℃时效处理不同时间。通过定量金相,SEM、XRD及TEM等分析技术,分析了析出相随时效时间和温度的变化关系。结果表明:时效初期,析出相沿晶界呈颗粒状、短棒状析出,随时效时间延长析出相沿晶界呈链状析出,析出量不断增多,并逐渐向晶内生长,最终以不连续的片状布满整个晶面。750℃为时效敏感温度,该时效温度下,析出相的量最多,孕育时间最短。整个时效阶段,时效优先析出相为Z-Cr Nb N相,且作为氮化物的主要存在形式,而不是常见的ε-Cr2N相。316LN不锈钢中,Nb元素的添加,一定程度上抑制了ε-Cr2N相和Z-Cr23C6相的析出,加速了σ-FeCrMo相的析出。     

轨道交通车辆大型材用7005铝合金的热处理特性

利用力学性能测量和透射电镜观察等手段对轨道交通车辆大型材用7005铝合金热处理特性进行研究。结果表明:该合金在线挤压淬火后于105℃时效时,随着时效的进行,开始阶段硬度上升很快,时效8h后,硬度(HB)达100HB;时效50h后,硬度(HB)可达125HB以上;此后随着时效时间的延长硬度上升缓慢,时效200h后,硬度仍未达到峰值;经(105℃,8h)+(155℃,8h)双级时效后,σb=395MPa,σ0.2=330MPa,δ=12%,硬度为117HB。合金在较高温度(155℃和180℃)单级时效及双级时效时间过长,均引起析出相粒子明显长大、粗化,导致合金强度降低。     

单级时效制度对7150铝合金组织和性能的影响

通过硬度测试、电导率测试、室温拉伸性能测试和显微组织观察(TEM),研究了7150铝合金在单级时效处理过程中时效温度和时效时间对其合金组织和性能的影响.结果表明,7150铝合金有很强的时效强化效应,时效初期,合金硬度迅速上升;单级时效处理的温度越高,合金达到峰时效所需的时间越短.120℃时效时,28 h合金达到硬度峰值;140℃时效时,合金12 h达到硬度峰值;合金在120℃和140℃时效时,过时效现象不明显;电导率随时效时间的延长而不断上升,时效温度越高,电导率的增长速率越快;120℃峰时效时合金基体内有大量细小相析出,晶界析出相呈连续分布;在120℃进行过时效处理,合金粗大析出相数量明显增加,晶界析出相呈不连续分布,但合金的硬度、抗拉强度和屈服强度下降不大,伸长率有所下降.