固溶温度对8Cr4Mo4V轴承钢的中温相转变和力学性能的影响

在不同温度对8Cr4Mo4V钢固溶处理后在260℃盐浴中发生相转变而生成贝氏体组织,测定了钢的硬度和冲击韧性。使用扫描电镜、电子探针和光学显微镜等手段观察钢的微观组织,分析了合金元素扩散、贝氏体形核及贝氏体尺寸与固溶温度的关系,研究了固溶处理温度对力学性能的影响。结果表明,在1050℃和1065℃固溶处理后钢中的点状碳化物仍有剩余,阻碍了晶粒的长大;在1095℃和1110℃固溶处理后点状碳化物溶解,晶粒平均尺寸增大。固溶处理促使含Cr和V的碳化物溶解,但对含Mo碳化物的影响较小;高温固溶处理后Mo元素仍然存在于碳化物中,在基体中则较少。高温固溶处理使更多的Cr和V元素溶入基体中,降低了碳元素在基体中的扩散系数和贝氏体形核数目以及贝氏体的最终生成量,使贝氏体的组织粗化;随着固溶温度的提高,钢的硬度提高,而冲击韧性降低。     

奥氏体化条件对675装甲钢中马氏体相变的影响

利用高分辨热膨胀仪,结合显微组织分析,研究了奥氏体化过程中奥氏体化加热温度和保温时间两个重要参数对675装甲钢快速冷却中马氏体相变的影响,包括原奥氏体晶粒尺寸、马氏体显微组织形态和马氏体相变点(Ms)。结果表明:奥氏体化温度对原奥氏体晶粒尺寸的影响程度远大于保温时间;奥氏体化过程中,675装甲钢中钒微合金碳化物(V4C3)在大约1000℃能全部溶入到奥氏体中,从而失去钉扎奥氏体晶界的作用,致使晶粒开始粗化;随原奥氏体晶粒尺寸增大,快速冷却得到的马氏体尺寸迅速增大,表现出对原奥氏体晶粒的组织遗传现象;马氏体相变点(Ms)受到奥氏体晶粒尺寸和钒微合金碳化物向奥氏体中溶解程度两个因素综合作用。     

合金元素及时效处理对Fe-Mn-Al-C低密度钢中κ-碳化物的影响特性综述

Fe-Mn-Al-C低密度钢具有密度低、力学性能优良的特性,在汽车结构材料领域具有广阔的应用前景。作为Fe-Mn-Al-C低密度钢中主要的析出相,κ-碳化物的沉淀硬化效应是Fe-Mn-Al-C低密度钢中最为显著的强化机制,对优化低密度钢的力学性能有着重要的作用。然而,κ-碳化物的析出形态特征及位置对Fe-Mn-Al-C低密度钢性能的作用机制存在差异,且κ-碳化物的形态特征易受到低密度钢合金元素构成及热处理条件的影响。因此,近年来科技工作者对Fe-Mn-Al-C低密度钢中κ-碳化物的形成机制及形态特征影响因素开展了深入的研究,并取得了一定的成果。研究结果表明,Fe-Mn-Al-C低密度钢中κ-碳化物的形成机制为调幅分解+有序化反应。低密度钢中Al含量增加有利于促进κ-碳化物的析出与长大,Mn含量对全奥氏体Fe-Mn-Al-C钢中κ-碳化物析出的影响较弱,对双相Fe-Mn-Al-C钢中κ-碳化物的析出有明显的抑制作用。在400～650℃的时效温度下,细小的κ-碳化物会在奥氏体基体弥散分布,而在650～750℃的较高温度范围内时效时,粗大的碳化物会以片层状形态存在于奥氏体或两相区晶界。κ-碳化物对Fe-Mn-Al-C钢力学性能的影响具有两重性,细小的晶内κ-碳化物能够起到强化作用,而粗大的晶粒间κ-碳化物则造成材料延展性及韧性的损失。本文基于国内外研究进展,分析总结了Fe-Mn-Al-C低密度钢中κ-碳化物的形成机理与形态特征的影响因素,以及κ-碳化物形态特性对材料性能的影响规律,并对控制Fe-Mn-Al-C低密度钢κ-碳化物形态特征方法进行了总结和展望。总结认为Fe-Mn-Al-C钢中Al的质量分数应控制在7%～10%之间,以为κ-碳化物析出提供驱动力,时效处理温度为550～650℃,时效时间在1 h以内,以避免形成粗大的κ-碳化物破坏低密度钢的性能,同时展望了通过向Fe-Mn-Al-C低密度钢中添加强碳化物形成元素抑制粗大的κ-碳化物形成的新工艺手段。     

热处理工艺对12Cr1MoV钢显微组织和力学性能的影响

通过热模拟试验对12Cr1MoV钢进行了不同工艺的正火+回火热处理,研究了热处理工艺对该钢显微组织及力学性能的影响。结果表明:12Cr1MoV钢正火+回火后的正常显微组织为回火贝氏体+铁素体或回火贝氏体+铁素体+珠光体或铁素体+珠光体;如果回火温度过高或正火冷却速率不足,则分别会导致钢中出现两相区组织黄块马氏体和钒的碳化物沿晶界及晶内聚集长大的情况,显著降低钢的力学性能。     

Ti(C,N)基金属陶瓷的烧结工艺研究

采用真空烧结工艺制备了Ti(C,N)基金属陶瓷,研究了烧结温度和保温时间对Ti(C,N)基金属陶瓷显微组织和力学性能的影响,并用SEM观察其断口形貌.结果表明:随着烧结温度的升高,金属陶瓷的组织逐渐变得均匀,硬质颗粒逐渐球化,且其环形相逐渐变得完整;温度过高,保温时间过长,晶粒都会明显长大,环形相变厚,导致材料性能下降.经1440℃烧结,保温60min,可获得较佳的性能,其抗弯强度达1914.2MPa,硬度HRA达90.1.     

热处理工艺对Ti-230合金薄板组织和性能的影响

研究了不同退火温度和退火时间对Ti-230钛合金板材显微组织和力学性能的影响.测试了不同退火工艺条件下合金薄板的强度和塑性.用金相显微镜和透射电镜观察了微观组织和析出相粒子Ti2Cu的分布.实验结果表明,随着退火温度从650℃升至790℃(保温30 min),合金板材的抗拉强度从541 MPa升到580 MPa,延伸率从27.5%降到26%.在给定790℃,保温时间分别为5,15,30 min条件下退火,其强度和延伸率变化不是十分明显.从OM和TEM对组织的观察得出,随着退火温度的升高,晶粒度明显增大,晶粒等轴化程度增加,析出的Ti2Cu粒子随退火温度的升高和保温时间的延长明显减少.采用790℃,30min退火工艺,其晶粒尺寸,Ti2Cu粒子的分布及Cu在基体中的固溶度可以达到良好的匹配,使合金获得最佳的力学性能.     

热处理工艺对18Cr23MoVRE耐磨铸钢组织及性能的影响

研究了18Cr23MoVRE耐磨钢在不同的热处理工艺下的显微组织和力学性能。研究结果表明,18Cr23MoVRE耐磨钢经不同温度淬火+300℃回火处理后,其组织均为回火马氏体基体+少量碳化物。淬火温度提高,试验钢的硬度增加,冲击韧性略有下降。在1000℃淬火+300℃回火时,试验钢获得优良的综合性能,硬度可达到HRC58.5,冲击韧性达到5.8J。     

TiCp/Cr15高铬铸铁复合材料的制备与性能

以TiC_p粉末和水雾化Cr15高铬铸铁粉末为原料,采用粉末冶金液相烧结技术制备TiC_p增强高铬铸铁复合材料。研究了TiC_p含量对高铬铸铁的物相组成、显微组织和力学性能的影响。研究结果表明,全致密的TiC_p增强高铬铸铁基体复合材料的构成相为TiC、M₇C₃型碳化物、马氏体和少量奥氏体;随着TiC_p添加量增大,金属基体逐步呈孤岛状,并在其中析出越来越多的M₇C₃型碳化物,同时TiC_p逐步呈连续网状分布;同时,其硬度稳步提升,而抗弯强度和冲击韧性降低。当TiC_p添加量为20wt%时烧结态复合材料具有最佳综合力学性能。此时硬度为HRC 66.8 ,冲击韧性为6.86 J/cm2,抗弯强度为1 343.10 MPa。当TiC_p添加量为25wt%时硬度达到最大值HRC 67.20 。      

粉末冶金TiVNbTa难熔高熵合金的组织和力学性能

将机械合金化(MA)与放电等离子烧结(SPS)相结合制备了难熔TiVNbTa高熵合金,研究了这种合金的机械合金化过程、相组成和显微组织,以及烧结温度和O、N含量对其力学性能的影响。结果表明:机械合金化后高熵合金粉末为BCC结构,放电等离子烧结成的块体高熵合金由BCC基体和FCC析出相组成,其析出相为TiN+TiC+TiO的复合物。烧结温度为1100℃的高熵合金具有良好的综合力学性能,压缩屈服强度达到1506.3 MPa,塑性应变为33.2%。随着烧结温度的提高,合金发生了从准脆性到塑性再到脆性断裂的转变。O和N含量的提高对高熵合金强度的影响较小,但是使其塑性显著降低。     

34Mn2V钢在正火条件下钒碳化物的析出机理及其对力学性能的影响

利用TEM分析研究了34Mn2V钢在不同正火工艺下钒的碳化物的析出机理及其对力学性能的影响.     

正火温度对含硅型高铬马氏体耐热钢性能的影响

以一种硅和碳量分别为1.5%和0.32%的含硅型高铬马氏体耐热钢为对象,研究了正火温度对其组织和力学性能的影响。结果表明,实验钢中的大量碳化物在980℃以上正火时溶解,热膨胀曲线上发生额外膨胀现象,回火后沿板条界析出杆状和粒状两种形态碳化物;在1030-1100℃正火并回火后沿晶界析出的含硅Cr23C6碳化物易粗化,呈链状分布于晶界;正火温度低于1030℃时拉伸强度随着温度的提高而提高,在更高温度下正火基本保持不变;随着正火温度的提高,冲击韧性总体呈降低趋势,分布在晶界的大尺寸链状含硅碳化物弱化晶界是冲击韧性快速降低的主要原因。     

热压烧结TiB2陶瓷的显微结构和力学性能研究

以Ｙ２Ｏ３－Ａｌ２Ｏ３为烧结助剂,通过热压制备了ＴｉＢ２陶瓷,研究了烧结温度,烧结时间和晶化处理对材料的显微结构和力学性能的影响。实验结果表明,随着烧结温度的升高,烧结体失重增加,其抗弯强度和断裂韧性降低,烧结时间延长,其显微结构的均匀性降低,对力学性能不利。晶粒直径对ＴｉＢ２陶瓷的力学性能有重要影响,晶化处理能够导致晶界析出ＹＡＧ相,从而提高ＴｉＢ２陶瓷的高温抗弯强度。     

34Mn2V钢在正火条件下钒碳化物的析出机理及其对力学性能…

利用ＴＥＭ分析研究了３４Ｍｎ２Ｖ钢在不同正火工艺下钒的碳化物的析出机理有其对力学性能的影响。     

不同钼含量的油井管用28CrMo钢中的碳化物相分析

对不同成分(主要是钼含量不同)的油井管用调质态28CrMo钢的微观组织进行研究,采用物理化学相分析技术研究了碳化物析出相的类型、含量及结构,并用X射线小角散射分析碳化物析出相的粒径分布,研究了碳化物的溶解、析出规律及合金元素在基体与各相间的分配,探讨了它们同性能之间的关系,进而为合理的工艺制度的建立提供了理论依据。结果表明:碳化物类型为M_3C和MC型,颗粒尺寸在10～140 nm范围占80%以上,抗回火性能的差异由碳化物相中的Mo_3C和VC决定。     

铁素体耐热钢中碳化物对NiAl析出相及力学性能的影响

与传统碳化物强化的铁素体耐热钢不同,新型铁素体耐热钢以NiAl相强化为主,但存在室温脆性大的问题,限制了NiAl强化型铁素体耐热钢的应用。本工作通过增加NiAl强化型铁素体耐热钢中的碳含量,研究碳化物和NiAl析出相的晶界分布及其对钢的力学性能的影响。结果表明,随着碳含量的增加,碳化物的析出量增加,碳化物在晶界处由不连续的块状析出转变为连续均匀分布。碳化物的析出降低了α-Fe基体与NiAl相的错配度,NiAl析出相的尺寸减小约30 nm,面积分数略有降低,钢的硬度、强度和塑性得到提升,该研究将为新型NiAl强化铁素体耐热钢脆性改善提供理论指导。     

热处理工艺参数对超高强度衬板用合金钢组织及冲击磨料磨损性能的影响

对于一种自行设计成分的超高强度衬板用合金钢进行了热处理试验,采用正交试验及极差分析的方法,分析了热处理参数对试验钢力学性能的影响。通过冲击磨料磨损试验,对比优化后工艺及原有工艺的耐磨性,进一步研究了热处理参数对耐磨性的影响。结果表明,各热处理参数对硬度均影响不大,回火温度对试验钢的屈服强度和抗拉强度影响最大,淬火温度对试验钢的冲击韧性影响最大。试验钢的最优热处理工艺为:(950℃保温1.5h)油淬+(300℃保温2h)回火+空冷至室温。试验钢在热处理后获得了均匀的贝氏体+马氏体+残余奥氏体混合组织,抗拉强度达到1839MPa,屈服强度达到1631MPa,硬度达到50.1HRC,冲击韧性值达到11.9J/cm2,综合力学性能良好,且耐磨性在任何冲击功条件下均高于原有工艺。     

新型耐热钢Super304H高温时效后的组织与性能

采用光学显微镜、扫描电子显微镜及X射线衍射等手段并通过显微硬度和冲击实验,研究了Supre304H钢经750～1350℃时效后的微观组织和性能.结果表明:高温时效后Super304H钢的微观组织为γ相+析出相;随时效温度的不同,基体晶粒尺寸及析出相的种类、分布发生不同的变化.在750℃左右因微细沉淀强化及细晶组织使得显微硬度达到最大值,而后随温度升高以及析出相、晶粒尺寸与固溶元素的变化,显微硬度呈现先快速下降后缓慢下降的趋势;时效试样的冲击功值随温度升高在850℃左右,由于M23C6沿晶界大量析出导致晶界脆化而达到最低值,后又因析出相的再溶解致使晶界脆化效果趋弱而逐渐升高.     

热压烧结及轧制工艺对CuCr/CNTs复合材料组织与性能的优化

基于电工材料高电导、高强度的发展需求,本工作通过粉末真空热压烧结成功制备出微量Cr元素掺杂的功能化碳纳米管增强铜基复合材料(CuCr/CNTs),系统研究了热压烧结及轧制工艺对复合材料电导率和力学性能的影响.研究发现,在烧结温度为900℃、保温1 h、保压压力为50 MPa的工艺下,样品的电导率高达96.2％IACS,硬度为73.0HV.通过对微观组织与性能的分析,发现热压烧结工艺显著影响基体晶粒的尺寸以及界面处碳化物的数量,界面处适量Cr3 C2纳米相的存在可以改善界面润湿性,增强界面结合,有利于电流传递和载荷传递.通过进一步冷轧,CNTs定向排列并均匀分散,样品的电导率和力学性能均有提升,在电导率保持96.6％IACS时,其屈服强度可达311 MPa,拉伸强度达到373 MPa,具有非常好的工程应用前景.     

正火12CrlMoV钢的回火脆化及影响因素

采用示波冲击韧性试验研究了正火１２ＣｒｌＭｏＶ钢回火脆化的行为、机制及影响因素。结果表明，基体α相的时效析出行为是导致回火脆化的主要原因，峰时效阶段沉淀出细小碳化物质点对位错的强钉扎作用使基体塑性变形能力下降，质点与基体的共格、半共格关系使基体弹性畸变能较高，冲击断裂过程为理解纹萌生控制的脆性失稳断裂。     

时效工艺对AerMet100钢强韧性能的影响

采用正常时效、预时效+正常时效、双时效等多种时效工艺对热锻后的Aer Met100钢进行热处理,研究时效工艺对Aer Met100钢回火组织及力学性能的影响。结果表明:正常时效处理后Aer Met100钢的抗拉强度较高(1978 MPa),但是冲击韧性较低(冲击功74J);双时效处理后冲击韧性较高(冲击功102J),但是抗拉强度较低(1662 MPa);经过预时效+正常时效(510℃×30 min,+482℃×5 h)处理得到优良的强韧性能,其抗拉强度为1946 MPa,冲击功为104 J。强韧性提高的原因是:510℃预时效促进了C原子扩散,提高了膜状逆转奥氏体含量及其稳定性,有利于韧性的改善;同时,预时效保温时间短(≤30 min),析出相M2C未与基体脱离共格关系,析出的强化作用提高了强度。