珠光体钢(α+θ)微复相组织的形成与力学性能

系统研究了珠光体钢在冷轧与随后退火及温变形(温楔横轧)过程中的组织演变规律、力学性能变化、合金元素添加的影响等,发现共析珠光体钢经大冷变形及随后适当温度退火可以形成铁素体晶粒与渗碳体颗粒尺寸均在亚微米量级的(α+θ)微复相组织.冷轧变形后的珠光体组织非常不均匀,主要由不规则弯曲片层、带有剪切带的粗大片层以及精细片层组成.大冷变形能明显提高共析珠光体钢的屈强比和加工硬化指数,随轧制压下率的增大,共析珠光体钢冷轧态试样的强度提高,延性在冷轧压下率小于60%时出现急剧下降后又几乎保持不变.合金元素的添加使冷轧态试样的强度提高,但对延性的影响几乎可以忽略.实际温楔横轧后高碳钢棒件表层也具有超微细(α+θ)复相组织,温楔横轧过程中靠近表层的铁素体基体发生了动态连续再结晶,铁素体晶粒及渗碳体颗粒尺寸分别在0.4μm和0.2μm左右.温楔横轧后硬度与抗拉强度沿高碳钢棒件截面分布不均匀,心部略高于表层,但是在屈服强度方面.表层最高(约600MPa),心部次之(580MPa),其余部位介于二者之间.     

W1300无取向硅钢热变形行为的模拟分析

采用热模拟变形的方式在跨越奥氏体/铁素体转变的1100℃～800℃温度范围内观察了W1300无取向硅钢,在不同的模拟热轧变形流程中应力应变曲线的演变规律,并对比分析了热变形后的微观组织。研究表明,奥氏体区终轧之后相变得到的等轴铁素体组织难以再经加热粗化。铁素体区终轧后热轧组织的变形特征明显,内在的变形储存能可以推动高温卷取或常化退火过程中铁素体基体的静态再结晶,并获得粗大晶粒。铁素体与奥氏体变形抗力的明显差异会造成两相共存时热轧变形的不稳定性。     

钢的热处理组织分析：第四讲 钢的热处理组织分析实例（二）

5 40Cr球化退火组织 图6为40Cr球化退火组织。从显微观察可见,该组织由两部分组成:白亮块和分布着小颗粒的白亮块。40Cr钢球化退火后只能由铁素体与渗碳体两相组成。所以白色颗粒状物为渗碳体,白亮块及分布有渗碳体颗粒的白亮块(基体)均为铁素体。从形态看也可判断它是铁素体块及分布有渗碳体的铁素体。形成这种组织完全决定于退火工艺。球化前原始组织为大块状铁素体与珠光体的混合组织,经750℃加热时,组织为铁素体块+(奥氏体和少量的渗碳体);缓冷后,铁素体块不变,而奥氏体分解为球状珠光体,致使缓冷后组织中碳化物分布极不均匀,     

高碳钢中珠光体在温楔横轧过程中的组织演变

采用温楔横轧方法制备出表层具有超微细复相组织的高碳珠光体钢棒件,研究了珠光体组织在温变形过程中的演变.结果表明,珠光体组织中的渗碳体片层主要以弯曲扭折的形式协调塑性变形,表现出较强的塑性变形能力;剧烈塑性变形促进了渗碳体片层的球化,表层球化完全的渗碳体颗粒粒径均小于0.2μm;温楔横轧后铁素体基体发生了动态连续再结晶,等轴铁素体平均晶粒尺寸为0.3～0.4 μm,0.5R处和心部的渗碳体球化不完全,铁素体再结晶也不完全;铁素体晶粒的超细化和渗碳体片层的球化明显改善高碳珠光体钢棒件的塑性,温变形过程中应变、应变速率及温度分布的不均匀是引起组织性能差异的根本原因.     

预奥氏体化对中Mn TRIP钢组织及力学性能的影响

为了提高钢的综合力学性能,用盐浴法对中Mn TRIP钢进行了热处理.采用SEM、TEM、XRD和拉伸测试研究了预奥氏体化处理对中Mn TRIP钢显微组织及力学性能的影响.实验结果表明:全马氏体冷轧态组织经两相区退火处理后,会析出大量渗碳体颗粒,随着退火时间延长,渗碳体颗粒逐渐溶解,马氏体组织逐渐转变为奥氏体和铁素体双相片层状组织;而在两相区退火处理前添加两相区预奥氏体化处理后,渗碳体析出被有效抑制,双相片层组织迅速形成;相比于常规两相区退火处理,预奥氏体化处理能够提高组织中残余奥氏体体积分数和综合力学性能.     

Q345B厚钢板显微组织中带状组织的形成原因及工艺改进

为解决Q345B厚钢板显微组织中带状组织不合格的问题,分析了其带状组织的形成机理和影响因素,并提出了工艺改进措施.结果表明:当钢从奥氏体相区冷却时,铁素体中碳元素聚集,直到温度降低至奥氏体化温度Ar1时,保留到最后的奥氏体转变为珠光体,在轧制过程中珠光体聚集,最终形成铁素体和珠光体带状组织.影响带状组织形成的主要因素为...     

喷射成形超高碳钢超塑性变形后的微观组织

研究了喷射成形超高碳钢的超塑性及其变形前后的显微组织.变形前,喷射态超高碳钢的组织为典型珠光体组织,而变形后,珠光体中的条状碳化物逐渐发生碎化和球化,并弥散分布于晶界处,此外,在铁素体基体中以及碳化物颗粒周围出现了高密度位错亚结构,而基体铁素体晶粒也有所伸长.喷射成形超高碳钢超塑性微观机制是以晶界滑动为主,晶内变形以及位错蠕变起了协调作用.     

控制轧制和控制冷却对低碳钢板的组织和抗冷脆性的影响

本文研究了控制轧制工艺参数(奥氏体化温度、道次压下率及终轧温度)对低碳钢板轧后铁素体晶粒平均直径和脆性转化温度的影响及其相互关系。试验结果表明:轧制工艺参数中终轧温度起主要作用,决定着轧后铁素体晶粒平均直径、脆性转化温度及-40℃时的冲击韧性;在约800℃终轧,效果最好。轧后快冷时间及冷却速度对低碳钢板的组织和脆性转化温度影响的试验结果表明,延长快冷时间及加快冷却对轧后组织产生复杂影响:使魏氏组织级别增大;使伪共析珠光体量增加;使珠光体退化及细化。这样复杂的组织变化,对脆性转化温度带来复杂的影响。文中提出了低碳钢中珠光体退化的几种机制。     

低温临界区退火时间对22MnB5钢组织和性能的影响

为了研究22MnB5钢在退火过程中的组织演变规律,细化热冲压成形后马氏体板条束,通过扫描电镜(SEM)、能谱分析、电子背散射衍射(EBSD)分析技术和拉伸实验等方法,研究了不同低温临界区退火时间对22MnB5钢显微组织和力学性能的影响,并阐述了不均匀奥氏体在退火过程中的转变机制及合金元素对粒状珠光体形成的影响.研究表明,经低温临界区不同退火时间保温及随后等温处理后,得到不同的珠光体形态,在770℃保温0.5 h,并在700℃等温处理后,得到铁素体基体上分布颗粒状碳化物的粒状珠光体组织;随着临界区保温时间的延长,奥氏体转变逐渐均匀,使部分奥氏体在随后的等温过程中发生共析转变,得到多边形铁素体+片层状珠光体组织.粒状珠光体组织有利于细化淬火后的马氏体板条束,提高综合力学性能.     

Ti超低碳烘烤硬化钢铁素体区轧制试验研究

实验室进行了Ti处理超低碳烘烤硬化钢的常规奥氏体区热轧和铁素体区润滑轧制以及冷轧、连续退火试验,结果表明与常规奥氏体区轧制相比,铁素体区润滑轧制能够提升超低碳烘烤硬化钢板的深冲性能,在伸长率相当的情况下退火后钢板的屈服强度和烘烤硬化BH值均略有所下降.EBSD微观取向分析表明,铁素体区润滑轧制退火钢板中的<111>//ND纤维织构稍强,两种情况下退火板中晶粒间取向都是以大角度晶界为主.     

低碳钢形变诱导相变组织在保温中的变化

通过热模拟实验，考察了在不同变形温度和不同奥氏体晶粒尺寸等条件下保温对低碳钢形变后组织演变的影响。结果表明，在较低温度下变形得到的铁素体在保温时更稳定，随温度升高，易发生铁素体向奥氏体的逆相变。细晶奥氏体转变后的铁素体在保温时长大缓慢，所得组织稳定，并且保温后的组织也更为均匀。     

奥氏体变形对22CrSH齿轮钢连续冷却相变的影响

为了研究奥氏体变形对22CrSH齿轮钢连续冷却相变的影响,在Gleeble 1500热模拟机上,将22CrSH钢在950℃变形0.4及未变形处理,然后连续冷却.利用膨胀曲线、光学显微镜、透射显微镜,结合各种腐蚀方法,分析了22CrSH钢相变行为及相变组织.研究表明:奥氏体变形使多边形铁素体加珠光体混合组织的临界冷速增大;当奥氏体变形及降低冷速时,大量的晶界仿晶型铁素体占据了奥氏体晶界,贝氏体相变向针状铁素体相变转变;变形使奥氏体在中温相变区稳定性增加,室温组织中M/A岛的数量增多.     

退火处理对异种钢激光焊接头组织及性能的影响

目的 通过研究相同时间不同退火温度下304/Q345激光焊接头的组织和性能,得到优化后的退火处理制度,为制定异种钢激光焊退火工艺提供一定的理论指导和技术支撑。方法 基于前期大量试验,在激光功率和离焦量不变的情况下,调节焊接速度由15 mm/s到35 mm/s,通过改变焊接速度获得性能优异的焊接接头。由于异种钢物理化学性能差异较大,接头组织不均匀,因此还需对激光焊接头进行退火处理。结果 焊缝区显微组织由板条马氏体与残余奥氏体组成,Q345低碳钢热影响区显微组织为多面体状铁素体与黑色珠光体,其中铁素体含量更多,304奥氏体不锈钢热影响区在奥氏体晶界上析出了铁素体。不同退火温度下碳元素均由Q345低碳钢侧向焊缝迁移,在Q345低碳钢侧形成脱碳层,在焊缝中形成黑色条带状增碳层。随着退火处理温度的升高,峰值温度升高,高温停留时间变长,碳迁移强度随之增加,黑色条带状区域增碳层宽度增大。拉伸性能测试结果表明,试样均断裂于Q345母材一侧,且断口存在韧窝,属于典型韧性断裂。此外,焊缝区硬度(390HV左右)最高,热影响区硬度(300HV)次之,母材的硬度(130HV左右)最低。结论 在给定试验参数范围内,优化后的最佳退火工艺参数为550 ℃-1.5 h。     

温轧温度对Cr-Ti-B系低碳钢组织与织构的影响

使用扫描电镜、电子背散射衍射、透射电子显微镜和固体内耗仪研究了温轧温度对Cr-Ti-B系低碳钢组织和织构的影响.结果 表明,温轧后钢的组织由变形铁素体和少量珠光体所组成,随着温轧温度的提高铁素体晶内剪切带的含量呈现先提高后降低的趋势,在450℃温轧剪切带的含量最高.剪切带的形成,与Ti和B元素的偏聚密切相关.在350℃...     

金相及电镜法研究低碳钢铁素体的动态回复过程

利用光学金相显微镜结合透射电镜薄膜分析详细研究了低碳钢中铁素体相的动态回复过程。试验结果表明存在两种铁素体亚结构的发展途径:当应变速率较低时,随着应变的增加,铁素体亚晶粒逐步细化并始终保持等轴状;当应变速率较高时,铁素体晶粒内先形成层状亚结构,在随后的变形过程中再转变为等轴亚晶。     

800MPa级冷轧耐候双相钢连续冷却相变及组织性能研究

为了探索一种800 MPa级冷轧耐候双相钢的连续冷却转变规律及退火后组织性能变化,利用For-master-FⅡ全自动相变仪及连续退火模拟实验机,进行了连续冷却转变(CCT)曲线的测定及连续退火实验.结果表明:实验钢的过冷奥氏体在很低的冷却速度(0.5℃/s)下即可发生马氏体转变,而珠光体转变较少.当冷速为80℃/s时,仅发生马氏体转变;退火后实验钢显微组织中的马氏体呈带状分布,经最优工艺退火后实验钢的显微组织为多边形铁素体(79%)+块状马氏体(16%)+细小的残余奥氏体(5%),残余奥氏体主要分布于马氏体晶粒内部或铁素体的晶界处;实验钢屈服强度为387 MPa,抗拉强度为863 MPa,延伸率为18%,强塑积达到15534.     

钢中渗碳体特性的理论计算与实验研究

采用第一性原理方法计算了钢中渗碳体的电子结构、力学与物理性能.确定了不同结构Fe3C、Fe2C及Fe5C2等铁碳化物之间的稳定性,从原子和电子层次揭示了添加合金元素与附加应力对渗碳体相稳定性的影响规律与机制.研究了珠光体渗碳体在大冷变形及退火过程中的演变规律,建立了共析珠光体钢在大冷变形过程中铁素体的碳过饱和度与冷轧压下率问的定量关系,阐明了添加元素Cr、Mn、Si对冷变形过程中渗碳体溶解行为的影响规律,给出了重度冷轧后珠光体钢的退火组织分为细晶区与粗晶区的有力判据,分析了粗晶区与细晶区中渗碳体颗粒随退火时间的变化规律,发现2个区域内珠光体渗碳体颗粒的粗化动力学均符合关系式d=ktn,但渗碳体颗粒的粗化机制不同,而且进一步研究了Cr、Mn、Si等元素对2个区域内渗碳体颗粒粗化机制的影响规律.此外还研究了中高碳钢在温变形与热变形条件下渗碳体的球化规律,提出了高碳珠光体钢在不变形、中碳钢在珠光体区大变形条件下渗碳体的快速球化工艺,为进一步深化与丰富钢铁材料的超细化理论及其工业化应用提供了理论与实验支持.     

预先冷变形对09SiMnCrMo钢临界区奥氏体化过程的影响

举文研究了09SiMnCrMo 钢预先冷变形组织在临界区加热时的奥氏体化过程。结果表明,临界区奥氏体化过程可分为二个阶段,冷变形使第一阶段提前,使第二阶段奥氏体含量出现一个超出其平衡量的最大值。温度的不同会导致奥氏体形核、铁素体再结晶以及珠光体内渗碳体的球化发生先后变化。     

20CrMnTi钢两相区变形力学行为及微观组织研究

为了研究20CrMnTi钢温变形机理,利用等温压缩实验对该材料在两相区变形时温度与变形抗力之间的关系进行了研究,并用冶金学的方法对其进行了分析.结果表明:在Ac1温度以下变形时,铁素体的动态回复和珠光体中Fe3C相的球化导致流变应力在较小应变时出现"峰值",而后流变应力连续下降;在Ac1温度以上变形,770℃时因形变诱导铁素体相变,使流变应力下降,800℃时两相内的铁素体动态回复、奥氏体动态再结晶,使应变达到一定值后软化和硬化处于动态平衡,流变应力趋于稳定,且诱导相变和动态再结晶使晶粒超细化.     

2205和2507双相不锈钢双道次热压缩条件下的微观组织演变及变形行为

对DSS2205和SDSS2507进行1000~1200℃的双道次热压缩实验,以研究热变形道次间隔过程中双相不锈钢的微观组织演变及其对合金后续变形行为的影响。结果表明:较高的变形温度(1200℃)不利于奥氏体稳定。随着保温时间的延长,γ→δ相变使得奥氏体占比逐渐降低,亚稳铁素体再结晶晶粒明显长大,合金第二道次热变形时的流变应力水平逐渐降低。在较低的变形温度下(1000℃),δ→γ相变占据主导,保温时间的延长促使铁素体晶界处形成大量的块状奥氏体相,抑制了铁素体再结晶晶粒长大。合金在第二道次热压缩变形时,块状奥氏体相的形成致使铁素体内大量位错发生缠结,并聚集在奥氏体/铁素体相界面处。对比DSS2205和SDSS2507较低温度下的微观组织演变过程可知,双相不锈钢第二道次变形抗力的提高主要与保温过程中铁素体内块状奥氏体相的形成有关。