马氏体时效钢的研究现状

马氏体时效钢具有很高的强度和优良的加工性能,在航空航天、军工装备、汽车动力、精密仪器等领域有广泛应用。介绍了马氏体时效钢的发展历史、成分与性能特点、强韧化机理、制造工艺等,并重点分析了马氏体时效钢的疲劳性能与影响因素。马氏体时效钢以析出强化为主,屈服强度可以超过2 GPa,但超高强马氏体时效钢在一些情况下会发生疲劳强度随抗拉强度提高而降低的情况。提高钴含量,降低钛和铝含量,表面氮化、喷丸处理能够有效提高马氏体时效钢的疲劳强度。为满足耐超高周疲劳器件的制造需求,通过调整合金元素含量,严格控制杂质元素,结合适当的热处理调控析出物,抑制疲劳裂纹萌生,从而进一步提升高强马氏体时效钢的超高周疲劳性能,这是未来的一个发展趋势。     

对马氏体时效钢切削性能的研究

马氏体时效钢是一种超高强度钢,在航空航天领域应用广泛,但其切削性很差,会引起刀具急剧磨损、工件表面质量恶化,且生产率极低,有时甚至无法加工。主要以18Ni钢为例,通过对钢时效热处理的分析研究,揭示时效钢的切削性能特点。     

DP800冷轧双相钢组织性能的研究

通过研究临界区加热温度、过时效温度对超高强低碳冷轧双相钢力学性能和组织的影响,结果发现,马氏体和新生铁素体晶粒在1 μm左右时,含有50%左右马氏体的双相钢同样能够保证良好的塑性;在缓冷速度5℃/s和急冷温度700℃不变的情况下,随着加热温度的升高,马氏体的体积分数变化不明显;马氏体分解是300℃过时效比250℃过时效抗拉强度下降40 MPa左右的主要原因;过时效时铁素体中部分位错发生回复、松弛、形成亚结构,使屈服强度降低.     

大截面新型预硬型塑料模具钢SDP1Cu的时效析出强化机制

在固溶处理时采用油冷和缓冷两种冷却方式来模拟得到大截面新型预硬型塑料模具钢SDP1Cu的表面和心部组织,研究了不同时效处理(350～600℃保温1～20 h)对组织与硬度的影响,并通过电阻法和熟化理论探讨了时效析出强化机制。结果表明：随着时效温度的提高和时间的延长,油冷后马氏体组织和缓冷后贝氏体组织逐渐分解直至消失,渗碳体颗粒弥散分布在铁素体基体上;在500℃时效2～20 h后,油冷和缓冷钢的硬度差在0.5 HRC之间,截面硬度均匀性良好;富铜析出相在高于400℃后开始析出,随着时效温度升高,析出相尺寸增大,析出强化机制由模量强化和共格强化相结合的位错切过机制转变为位错绕过机制。     

采用马氏体时效钢制造机床零件

近代金属切削机床中有些零件决定着机床的精度和寿命。这些零件的热处理常常遇到较大的困难,特别在小批生产中这种情况更为突出。对成品零件进行这种强化热处理尤其紧要,因此对齿轮加工机床分度副的海波齿轮、薄板状镶钢导轨等类重要零件,研究采用马氏体时效钢是否合理就很有益,因为根据文献[1]这类钢种的强化处理不产生明显的残留变形。对上述零件提出的主要要求是具有高度的耐磨性,并配合以足够的强度和良好的工艺性,文献[1～3]对此已有论述,但缺乏耐磨性方面的数据。 把不同情况下03 X11H10 M 2T马氏体时效钢试样的耐磨性和广泛使用的…     

压铸模新材料

前苏联基辅工业大学和《电炉炼钢》工厂对含16％～21％Ni的钢进行了研究。这类钢与马氏体时效钢的差别是不含钻。在a→γ转变区时效后,形成复杂的马氏体-奥氏体组织,兼备高强度和塑性。表1列举了这类钢的钢号和化学成分。 H16T3钢在600℃以上的温度下,在时效的同时形成转变的奥氏体,生成具有高塑性的马氏体-奥氏体组织。但是,在此温度下软化过大(达30％)。因此,为了在达到具有高强度马氏体的同时形成必需转变的马氏体数量,需要适当降低a→γ转变区温度。这可以用两种方法来达到:在钢的成分内加镍和钼或采用特殊的热处理方法。 H21M2T2(?)钢在900℃水淬后可以进行机械加     

连续退火工艺参数对超高强度双相钢组织和力学性能的影响

在Gleeble-3500型热模拟试验机上模拟冷轧超高强度双相钢的连续退火,采用扫描电镜和拉伸试验机研究了连续退火过程中退火温度、退火时间和过时效温度对该钢组织与力学性能的影响。结果表明:随着退火温度的升高,该钢的屈服强度和抗拉强度下降,伸长率提高,显微组织(铁素体+马氏体和少量的粒状非马氏体组织)中粒状非马氏体增多;退火时间对该钢力学性能的影响较小;随着过时效温度的升高其抗拉强度呈下降趋势,屈服强度、伸长率和屈强比呈上升趋势,当过时效温度高于360℃时,则出现了屈服平台。     

Ferro—TiC尼龙切割刀的生产制造

<正> Ferro—TiC为钢结硬质合金某一系列的牌号,是由超硬的TiC颗粒均匀弥散分布在经时效硬化的马氏体钢基体上组成的。TiC硬质相使刀具具有硬质合金的一些优点,而钢基体又具有工具钢的特殊性能,它是用粉末冶金的     

变温循环相变超细化后00Cr13Ni7Co5Mo4Ti马氏体时效不锈钢的组织与性能

研究了00Cr13Ni7Co5Mo4Ti马氏体时效不锈钢的变温循环相变晶粒超细化工艺及其细晶处理后的组织与力学性能。结果表明:经过变温循环相变处理后,马氏体时效不锈钢的晶粒尺寸由180μm细化至6μm,得到细小的等轴晶粒;马氏体板条被多个小马氏体簇切割成多段而碎化,使马氏体组织进一步细化;与传统高温固溶后时效处理工艺相比,经变温循环相变处理后钢的屈服强度提高170MPa,抗拉强度提高100MPa,伸长率提高了18%,断面收缩率提高13%。     

超高强度钢的机械稳定性

4种超高强度钢在室温下作了试验以测定单向的和循环的应力-直变曲线。列出了几种在回火或时效状态下加工硬化的指数。四种钢都具有不到0.1的加工硬化指数。这些钢的微观组织为马氏体,具有高密度的相变位     

应变时效对P91马氏体钢高温低周疲劳行为的影响

采用疲劳试验、内耗试验和透射电镜观察等研究了应变时效处理对P91马氏体钢在550℃高温低周疲劳行为的影响。结果表明:碳原子形成的Cottrell气团在位错处偏析并对其有效钉扎是P91钢产生应变时效的主要原因;应变时效试样在高温低周疲劳时出现的显著包辛格(Bauschinger)效应降低了它的疲劳寿命;包辛格效应主要机制是应变时效导致林位错密度增大,在循环载荷下,形成了稳定的胞状结构。     

630℃长时时效对G112钢组织和力学性能的影响

利用扫描电镜、冲击试验机和拉伸试验机等研究了630℃长时时效对G112钢组织和力学性能的影响;并用X射线衍射仪及扫描电镜的背散射电子系统分析了经不同时间时效后G112钢中的析出相及其含量。结果表明:630℃时效态试验钢中存在Laves相、M23C6相和M(C,N)相;随着时效时间的延长,各析出相含量不断增多,其中Laves相的析出速度和析出量都比M23C6相高,平均尺寸比M23C6相小,对强化的作用较大;630℃时效3 000h后G112钢的高温强度下降了约12.0%,室温冲击功下降了约52.2%;G112钢力学性能的变化是马氏体板条回复和析出相强化共同作用的结果。     

形变时效改善超高强度钢应力腐蚀抗力的研究

本文对比了15CrMnMoV低碳马氏体型高强度钢的形变时效处理和三种中碳马氏体型超高强度钢40iMnCrNiMoV（300M）,45CrMnMoV（D6AC）和28Cr3SiMnCrNiMoWV（28Cr3）常规热处理的强韧化效果。同时其回火脆性和低温韧性也得到显著改善。SEM、TEM和织构反极图分析结果发现,15CrMnMoV钢形变时效除综合利用了固溶、马氏体相变、时效和加工硬化因素外,强烈板织构形成的大量潜在解理面具有异常突出的强韧化作用。这是使15CrMnMoV钢的强韧性,特别是水质应力腐蚀断裂门槛值远高于同等强度水平的300M、D6AC和28Cr3的主要原因。冷轧后的时效虽强化效果不大,但韧化作用很显著。     

马氏体时效钢的刀-屑接触区变形试验研究

对不同热处理后06Ni6CrMoVTiT1马氏体时效钢进行了切削试验,并用光学显微镜和电子显微镜对所得切屑根部进行了观察分析。试验结果表明：在切削固溶态和时效态的马氏体时效钢时,均会出现积屑瘤（以下简称BUE）,其原因是多方面的,自回火和应变时效析出是产生BUE的主要因素,相应BUE裂纹尖端圆钝。     

组织特征对980MPa级先进超高强钢成形性能和拉伸行为的影响

以CP980钢、DP980钢、QP980钢为研究对象，采用单轴拉伸试验并结合数字图像相关技术，研究了组织特征对980 MPa级先进超高强钢单轴拉伸行为以及全局、局部成形性的影响。结果表明：QP980钢由马氏体、铁素体、残余奥氏体组织组成，在均匀变形阶段奥氏体相变产生的相变诱导塑性效应使该钢具有最优的全局成形性，但是新生马氏体相与其他相的硬度差较大，导致其局部成形性最差并形成准解理断裂；DP980钢由铁素体和马氏体组织组成，其强化机制以马氏体硬相强化和铁素体位错强化为主，全局成形性居中，同时因铁素体和马氏体之间具有一定的协调变形能力，其局部成形性较好，断裂形式主要为韧性断裂；CP980钢为铁素体、贝氏体、马氏体的多相组织，各相硬度差小，协调变形能力较强，局部成形性最好，断裂形式为韧性断裂。     

高温时效对P92耐热钢持久性能的影响

将P92耐热钢在650℃分别时效600,1 200h后,再在170MPa,650℃下进行单轴拉伸蠕变试验,观察了时效和蠕变断裂后试验钢的显微组织,分析了其持久性能。结果表明:时效后试验钢中的板条马氏体发生粗化,组织中析出了Laves相,且时效时间越长,Laves相的数量越多、直径越大;蠕变断裂后,近断口组织中的板条马氏体均变为等轴状;时效后试验钢的蠕变断裂寿命缩短但蠕变断裂应变提高,持久性能下降;时效前后试验钢在蠕变过程中均发生了韧性断裂,时效后蠕变断口上的韧窝较小且较浅。     

钢中马氏体的形态、性质及其应用

“认识从实践始”,我国劳动人民在二千多年前就将钢进行淬火,可见当时已对淬火钢的性质有了认识。自从应用金相显微镜来观察淬火钢的组织以来,人们对马氏体的认识逐步深化。X线衍射的研究,确定钢中马氏体是单相的体心正方(立方)结构。六十年代里以穿透电子显微镜考察马氏体的亚结构,使人们对马氏体的成分、组织结构和     

基于遗传算法的18Ni300钢持久性能的神经网络预测

本文研究时效温度和时效时长对18Ni300马氏体时效钢持久性能的影响,对经过不同时效处理的18Ni300钢进行不同高温条件下的持久性能测试。结果表明:在时效温度480℃时,时效处理5h的18Ni300钢的持久性能较时效处理5h有明显提高,且经不同时效处理的马氏体时效钢的持久性能随测试温度的增加而逐渐下降。从模型泛化能力和预测精度出发,根据有限的持久性实验数据,基于遗传算法构建了预测18Ni300钢持久性能的3-12-1型GA-BP神经网络模型。18Ni300钢持久性能的GA-BP网络预测结果与试验数据的吻合性较好,这说明所构建的18Ni300钢的持久性能GA-BP神经网络模型的预测精度和可靠性较高,可有效用于时效处理对18Ni300钢持久性能的预测。     

铝合金压铸模堆焊金属粉芯焊丝的研究

根据几类马氏体时效钢的性能和模具堆焊特点 ,确定了铝合金压铸模堆焊金属粉芯焊丝的合金系 ,研究了不同的时效工艺对堆焊层金属硬度的影响机理以及合金元素对堆焊层金属力学性能的影响规律 ,得到最佳时效工艺为 5 0 0℃× 3 h,证明了所研制焊丝堆焊层金属中的强化相是 Ni3 Ti、Ni3(Ti,Al)型金属间化合物。     

提高渗硼马氏体时效钢耐热性的渗铬工艺

这是一种复合的化学热处理工艺,可用来提高马氏体时效钢制造的各种航空和火箭零件及压力铸造用压模部件的强度性能。过去报道的钢件渗铬的渗剂成份含铬粉为25～75%,含Al_2O_3为70～20%,含NH_4Cl为5%。这种渗剂成份从保证耐热性和耐磨性的观点看是有前途的。但是,马氏体时效钢用这种渗剂在1050～1100℃渗铬时,由于沿奥氏体晶粒边界形成网状碳化物,且晶粒尺寸增大,会使心部性能明显变脆,因而使马氏体时效钢的使用性能大大降低。