等温淬火温度对超细贝氏体钢组织及耐磨性的影响

设计了一种0.7C的低合金超细贝氏体钢,并通过膨胀仪、二体磨损实验、光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射、激光扫描共聚焦显微镜及能谱仪,研究了不同等温淬火温度对超细贝氏体钢的贝氏体相变动力学、微观组织以及干滑动摩擦耐磨性的影响,揭示超细贝氏体钢在二体磨损条件下的耐磨性能和磨损机理.研究结果表明,不同等温温度下的超细贝氏体钢都由片层状贝氏体铁素体和薄膜状以及块状的残留奥氏体组成;随着等温温度的升高,超细贝氏体的相变速率提高,相变孕育期及相变完成时间缩短,但贝氏体铁素体板条厚度增加,残留奥氏体含量增加,硬度值有所降低;超细贝氏体钢磨损面形貌以平直的犁沟为主,主要的磨损机理为显微切削;不同等温温度下所获得的超细贝氏体的耐磨性能都优于回火马氏体,且随着等温温度的降低,耐磨性能提高.其中在250℃等温所获得的超细贝氏体钢具有最优的耐磨性能,其相对耐磨性为回火马氏体的1.28倍.这主要与超细贝氏体钢中贝氏体铁素体板条的细化及磨损过程中残留奥氏体的形变诱导马氏体相变（TRIP）效应有关.      

高碳铬轴承钢的成分设计和热处理工艺的研究进展

叙述了高碳铬轴承钢中Mn、Si、Cr、Mo和Al含量及热处理工艺包括马氏体淬火-回火,贝氏体等温淬火、贝氏体-马氏体和马氏体-贝氏体淬火以及纳米贝氏体钢的研究进展。近10年发展的高强度、高塑性和高韧性的纳米贝氏体钢,因其由纳米尺寸的超细贝氏体铁素体板条和板条间富碳的残余奥氏体薄膜组成的特殊组织结构导致其在耐磨和接触疲劳性能方面也具有优越性,该纳米贝氏体轴承钢有良好的应用前景。     

大直径锻造耐磨钢球热处理工艺的优化

通过对淬火温度、自回火温度和贝氏体等温转变时间对大直径锻造钢球的硬度、冲击韧性以及组织的影响的研究,对比分析了不同热处理工艺的微观组织和性能的关系.研究结果表明:锻后空冷利用余热淬火时,较优淬火温度为750℃;淬火后自回火温度较高时,钢球芯部马氏体/下贝氏体复相组织中贝氏体组织含量较高且硬度较低,为了保证淬火后钢球具有高硬度及自回火的过程,则较优自回火温度为160℃;随着贝氏体等温转变时间的延长,贝氏体含量及冲击韧性显著提高,当贝氏体等温转变时间超过110 s时,硬度明显降低,即贝氏体较优等温转变时间为110 s.与常规淬回火相比,可得到钢球组织和性能的较优匹配,综合性能优于淬回火处理.     

淬火分配工艺对低碳低合金钢组织与性能的研究

研究了0.15C-Mn-Si-Cr低碳低合金钢在Ms点以下不同温度预淬火-碳分配工艺(QP工艺)及贝氏体转变对钢组织与性能影响。结果表明,实验钢经QP处理后获得贝氏体/马氏体复相组织,与淬火回火钢相比能获得更多的残余奥氏体量,随着淬火碳分配温度的升高,钢中残余奥氏体量增加,等温温度超过310℃后,钢中析出碳化物,残余奥氏体量减少。在250℃预淬火温度等温碳分配淬火,钢的冲击韧性显著高于传统的淬火回火钢。     

一种新型奥氏体-贝氏体复相钢的等温淬火工艺研究

研究了一种新型奥氏体-贝氏体复相钢的等温淬火工艺,对不同工艺参数下奥氏体-贝氏体钢进行组织、力学性能检测,研究结果表明：奥氏体化温度850℃、保温时间90 min,等温淬火温度200℃、等温淬火时间120 min为最佳热处理工艺参数,其微观组织为针状的贝氏体以及均匀分布的残余奥氏体。此时,奥氏体/贝氏体钢的抗拉强度1 289 MPa,伸长率6.3%。     

TRIP780钢贝氏体区等温转变的规律

采用 DIL805L 型淬火膨胀仪测定了 C-Si-Mn 系 TRIP780钢贝氏体区等温转变曲线。依据膨胀量-时间曲线,计算出相变过程中的组织转变率,分别统计不同工艺下的转变率以及对应的时间关系。研究了 TRIP 钢在等温转变时的相变规律。结果表明：加热温度相同时,贝氏体转变速率随着等温温度的升高而提高,但总转变率降低;在等温温度相同时,加热温度越高,转变率也相应增大。在贝氏体等温转变图上,转变终了线为 C 形,即存在一个鼻尖,对应于最短的转变时间。     

Ni元素对高碳纳米结构贝氏体钢组织和性能的影响

设计了含Ni和无Ni两种纳米结构贝氏体钢种,进行了不同温度下等温淬火热处理实验,目的是研究Ni对等温淬火纳米结构贝氏体钢相变、组织和性能的影响。结果表明,与连续冷却工艺不同,在等温淬火过程中,Ni元素的添加降低了贝氏体相变驱动力,减少贝氏体体积分数,同时使TTT曲线右移,减慢等温贝氏体相变动力学。此外,在等温淬火后,Ni元素的添加提高钢的冲击性能,但由于贝氏体量的减少和残余奥氏体的增多,使钢的拉伸性能降低。其次,随着相变温度的升高,含Ni钢和无Ni钢的强塑积略有增加。     

临界淬火对超厚水电钢冲击韧性的影响

通过设计对比实验,研究了临界淬火工艺对超厚水电站用钢板的组织和性能的影响.试验结果发现,临界淬火较低的加热温度得到了细小的奥氏体晶粒和一定量的未溶铁素体,临界淬火后试验钢近表面得到了未溶铁素体+板条马氏体组织,厚度t/4处得到了未溶铁素体+板条贝氏体+粒状贝氏体组织,厚度t/2处得到未溶铁素体+先共析铁素体+粒状贝氏体...     

煤机用钢27SiMn的冷却转变

利用热模拟机和淬火膨胀仪进行了27SiMn钢的连续冷却和等温冷却实验,分析了热膨胀曲线,结合组织观察及硬度检测,得到其连续冷却和等温冷却时的组织转变规律,绘制出CCT曲线和TTT曲线。结果表明:冷速在0.5~2.0℃/s时,实验钢只发生铁素体和珠光体转变;发生贝氏体转变的冷速为5~20℃/s,且为无碳化物贝氏体;冷速10℃/s开始发生马氏体转变,生成全马氏体组织的临界冷速约为50℃/s。在710℃等温,实验钢只发生铁素体转变;500~660℃等温时铁素体和珠光体的转变同时发生;340℃等温发生马氏体转变;发生贝氏体转变的温度范围为390~450℃。     

调质低碳贝氏体钢的组织和性能

研究了C-Mn-Mo-Cu-Nb-Ti-B系低碳微合金钢915℃淬火和490~640℃回火的调质工艺对钢的组织及力学性能的影响.用扫描电镜和透射电镜对实验钢的组织、析出物形态和分布以及断口形貌进行观察,采用X射线衍射仪分析钢中残余奥氏体的体积分数.结果表明:调质后,实验钢获得贝氏体、少量马氏体及残余奥氏体复相组织,贝氏体板条宽度只有250 nm,残余奥氏体的体积分数随着回火温度的升高而降低,经淬火与520℃回火后残余奥氏体的体积分数为2.1%.调质后析出物的数量激增,6~15 nm的析出物占70%以上.实验钢经过915℃淬火与520℃回火后,其屈服强度达到915 MPa,抗拉强度990 MPa,-40℃冲击功为95 J.细小的析出物及窄的板条提高了钢的强度.板条间有残余奥氏体存在,改善了实验钢的韧性.      

含Cu的Mn-Nb-B系超低碳贝氏体钢的强韧化机理

对一种含铜超低碳Mn-Nb-B系微合金钢进行TMCP工艺,得到屈服强度达850 MPa的超低碳贝氏体钢。采用光学显微镜和扫描电子显微镜对试验钢不同板厚处的组织进行观察与分析,通过透射电子显微镜分析试验钢板条贝氏体间析出物,结果表明,屈服强度850 MPa超低碳贝氏体钢组织主要为细小的板条贝氏体,沿板厚方向上贝氏体板条宽度变化不大,板条长度从表层到心部逐渐增大。贝氏体板条的细化和微细析出物的形态、大小及分布对试验钢的强韧性起决定作用。     

超厚高强钢心部组织对断裂机制的影响

摘要：为了研究超厚钢板心部显微组织与微观断裂机制的关系,利用扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）和电子背散射衍射（EBSD）等技术手段对试验钢板1/4厚度、1/2厚度（心部）显微组织及裂纹形貌进行表征和分析。结果表明,心部处低温冲击韧性较1/4厚度处有明显的降低,这是由于心部组织为回火板条贝氏体和回火粒状贝氏体,其中粒状贝氏体的比例较高,粒状贝氏体中M-A岛的存在促进了微孔或微裂纹的启裂;1/4厚度处为回火板条马氏体与回火板条贝氏体二者的混合组织,板条间的位错运动释放局部应力集中,而舒缓裂纹尖端区域所受应力,产生裂纹钝化、阻碍裂纹扩展,提高低温冲击韧性。     

Ms以下温度等温淬火对中碳贝氏体钢相变和性能影响

摘要：设计了马氏体起始相变温度（Ms）以上和以下2个不同温度等温淬火试验，结合热膨胀仪、扫描电镜显微组织、X光衍射和拉伸试验等试验手段，研究了对比于Ms以上温度等温淬火试验，Ms以下等温淬火对中碳贝氏体钢相变、组织和性能的影响。结果表明，贝氏体相变可以发生在Ms温度以下，且其相变动力学被明显促进。相比于Ms以上温度等温淬火，Ms温度以下等温淬火虽然可以加速相变动力学，但导致强度和伸长率下降，因此降低了最终的力学性能。这主要是因为Ms温度以下等温淬火试样组织内部出现了大量的回火无热马氏体（AM）和少量的贝氏体和残余奥氏体（RA）。因此，Ms温度以下等温淬火热处理后的组织性能未必优于Ms温度以上等温处理后组织性能，这主要取决于具体的成分和工艺。     

Effect of center microstructure on fracture mechanism of ultra-thick high strength steel

In order to study the relationship between microstructure and fracture mechanism of ultra-thick steel plate, scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM) and electron backscatter diffraction (EBSD) were used to characterize and analyze the microstructure and crack morphology of 1/4 and 1/2 thickness (center) of the test plate. The results show that the low temperature impact toughness at the center is significantly lower than that at the 1/4 thickness, which is due to the microstructure of the center is tempered lath bainite and tempered granular bainite, and the proportion of granular bainite is higher. The presence of M-A island in granular bainite promotes the initiation of micro pores or micro cracks. The 1/4 thickness is a mixed microstructure of tempered lath martensite and tempered lath bainite. The dislocation movement between laths releases local stress concentration, and relieves the stress at the crack tip region, resulting in crack passivation, hindering crack propagation and improving low temperature impact toughness.     

高碳贝氏体钢的低温转变组织与性能

摘要：采用光学与扫描电子显微镜、X射线衍射等手段研究了不同等温温度（300、250、200℃）对于高碳（质量分数0.79%）贝氏体钢低温转变样品的相含量、组织尺寸和力学性能的变化规律。结果表明,随贝氏体等温温度的降低,贝氏体最终转变量更高,贝氏体铁素体板条和薄膜状残余奥氏体宽度、块状残余奥氏体尺寸减小,抗拉强度升高,塑韧性降低。300℃的贝氏体抗拉强度为1525MPa,贝氏体铁素体宽度是116nm,而200℃的贝氏体铁素体板条尺寸达到62nm,抗拉强度达到1 928MPa。研究发现,在未充分转变的贝氏体样品中,尺寸大于4.7μm的块状残余奥氏体在冷却过程中易发生马氏体相变,而小于该尺寸的残余奥氏体比较稳定,可以保留到最终组织中。     

AM对低碳贝氏体钢等温相变和显微组织的影响

摘要：设计了马氏体起始相变温度（Ms）以上和以下5个不同温度等温淬火实验,研究了Ms以上和以下温度等温淬火对低碳贝氏体钢组织和相变动力学的影响。结果表明,试样在Ms以下等温淬火时,保温前生成的先马氏体（AM）显著缩短了等温贝氏体相变孕育期,加速贝氏体形核,细化贝氏体组织。然而,Ms以下等温淬火时,总的等温贝氏体相变动力学与先马氏体的体积分数（fAM）有很大关系,当fAM较低时,AM的形成缩短了贝氏体相变孕育期,加速了贝氏体相变,当fAM过高时,又阻碍贝氏体相变,延长贝氏体总的相变时间。最后,采用Austin Rickett(AR)和Johnson Mehl Avrami Kolgomorov(JMAK)动力学模型对等温贝氏体相变动力学进行分析,结果表明,与AR模型相比,JMAK模型更适用于本研究的实验结果。     

纳米贝氏体的热力学分析及强韧化研究

针对目前高碳高硅低温贝氏体(纳米结构贝氏体)相变速度缓慢的现状,采用贝氏体相变热力学理论分析主要合金元素对低温贝氏体相变驱动力的影响,设计了新型纳米结构贝氏体钢成分0.83C-2.44Si-0.43Mn-0.73Al.利用膨胀仪研究该成分贝氏体钢在不同温度下的相变整体动力学,综合使用扫描电子显微镜、X射线衍射、电子背散射衍射等方法研究热处理工艺对实验钢组织和力学性能的影响.结果表明,350℃等温转变贝氏体的抗拉强度为1401 MPa,延伸率为42.21%,强塑积可达59136 MPa·%,在室温拉伸过程中发生明显的相变诱导塑性效应;230℃等温转变组织中贝氏体铁素体片层厚度小于100 nm,抗拉强度达2169 MPa.      

The Influence of Hot Charging Conditions on Microstructure and Precipitation of High Strength Nb–Ti Complex Microalloyed Steels

A comprehensive microstructure analyses were conducted for hot charging processed Nb, Ti microalloyed steel, especially focusing on the evolution of microstructure and precipitation behavior. Hot charging process was simulated in the laboratory in the current research. Precipitation and microstructure in Ti–Nb microalloyed HSLA steels were investigated in different hot charging temperature conditions using transmission electron microscope (TEM), optical microscopy, analytical transmission electron microscopy, and energy dispersive spectroscopy (EDS). The results showed that the microstructure consists of fine and homogeneous lath bainite at 1000°C, lath bainite and granular bainite at 900°C. As the hot charging temperature decreased, there appeared a small fraction of proeutectoid ferrite along grain boundary at 800°C. The grain sizes in hot charging are coarse compared with that of 700°C due to the phase transformation didn't occur. The chemical composition of complex carbonitrides changes from Ti rich to Ti–Nb uniform with decreasing temperature.