用声学显微镜方法研究形变热处理对钢的组织和性能的影响

取得了用扫描声学显微镜（ＣＡＭ）研究钢和合金的组织与性能的结果，这种显微镜可以观察未经复杂化学处理之试样的表面层组织和和种性质的缺陷、测量一些弹性力学的特征值，研究了声学显微镜方法对经不同形式热加工和机械加工之材料的灵敏度。     

形变热处理对NHS15钢微观组织和高周疲劳性能的影响

研究了经形变热处理和常规热处理后NHS15高强度钢的微观组织结构和高周疲劳性能。结果表明,经形变热处理后,实验钢的屈服强度提高,试样的原奥氏体晶粒被细化,晶粒在轧制方向上被轻微拉长,且晶界被扭曲成锯齿状;形变热处理试样的马氏体束变细,回火后析出的碳化物更加细小、弥散;在107循环周次内,与常规热处理相比,形变热处理提高了试样的疲劳断裂抗力和疲劳寿命;常规热处理试样的疲劳断裂多起源于表面和内部基体,而形变热处理试样的断裂多源于内部夹杂物;疲劳断口裂纹源GBF处的应力场强度因子幅ΔK_(GBF)不随疲劳寿命N_f变化而变化。     

复合形变热处理对38MnVS钢组织及性能的影响

利用热变形与温变形相结合的复合形变热处理工艺对38MnVS非调质钢进行了处理,借助光学显微镜、扫描电镜、能谱仪、拉伸试验机、摆锤冲击试验机及显微硬度仪等对其组织结构及力学性能进行了表征。结果表明,当复合形变热处理工艺为1150~1200℃热变形(25%变形量)+650℃温变形(15%变形量)时,能够显著改善其组织结构,并有效增加珠光体团位错密度及形变强化效应,其显微组织主要为珠光体和沿晶界或晶内分布的均匀细小铁素体,抗拉强度、屈服强度和冲击吸收功(25℃)分别为935.8 MPa、625.5 MPa和11.8 J,相对于传统的控锻控冷工艺分别提升9.4%,12.5%和61.6%,且试样冲击断口具有解理断裂和微孔聚集型断裂混合特征。     

形变和热处理对幕墙用6063铝合金组织与性能的影响

研究了形变和热处理相结合的方法对6063铝合金显微组织、力学性能、电导率和耐腐蚀性能的影响。结果表明,当变形量从25%增加至50%时,固溶(S)+变形(D)+时效(A)态试样硬度峰值出现的时间缩短,且硬度峰值有所增加;在变形前施加预时效处理,固溶+预时效(PA)+变形+时效态合金的硬度峰值时间不变,但是相同时效时间下的硬度有所增加;经过变形处理的固溶+变形+时效态试样的强度明显高于未经变形的固溶+时效态试样,但是断后伸长率有所降低,且50%变形的试样的强度高于25%变形的试样;S+PA+50%D+A试样的抗拉强度和屈服强度相较于S+50%D+A提高幅度较为明显,而断后伸长率不仅没有降低反而略有升高。固溶+时效、固溶+变形+时效以及固溶+预时效+变形+时效态合金的电导率都会随着时效时间的延长而升高,且在相同时效时间下,S+50%D+A试样的电导率最低,而S+PA+50%D+A试样的电导率最高;3种合金耐腐蚀性能从高至低的顺序为:S+50%D+AS+25%D+AS+PA+50%D+A。     

形变热处理对Al-Li合金组织和性能的影响

研究了形变热处理对2091型Al-Li合金显微组织和力学性能的影响,结果表明,固溶＋8％变形＋双级时效可以使合金获得良好的强塑性配合。合金中主要强化相δ（Al3Li）适宜的粒度、析出相S’（Al2CuMg）分散沉淀、晶界上平衡相析出量的减少以及δ＇无沉淀析出带（PFZ）的窄化,是合金强塑性改善的主要原因。     

辙叉用贝氏体钢的形变组织和性能研究

研究了在不同形变量下,铁路辙叉用贝氏体钢的形变组织和性能变化规律。结果表明,贝氏体钢随形变量的增加,其硬度明显提高,增加值高达170 HV。在塑形变形过程后,贝氏体等轴晶逐渐沿着与压缩垂直的方向被压扁、拉长,晶界逐渐消失,贝氏体组织逐渐碎化。贝氏体钢中的组织主要为铁素体和奥氏体,部分残余奥氏体在塑性变形过程中向马氏体转变。贝氏体铁素体板条随形变量的增加逐渐变窄甚至弯曲断裂,位错增值并相互缠结,产生位错林、位错胞,固定钉扎位错阻碍位错运动,增大辙叉贝氏体钢的变形抗力,产生明显的加工硬化效果。     

热处理对齿轮钢组织和性能的影响

以17Cr2Ni2Mo齿轮钢为原型,采用V、Nb微合金化的方法制备了新型齿轮钢棒材。通过OM、SEM+EDS、TEM等手段研究了热处理过程中齿轮钢显微组织与力学性能的变化规律。研究结果表明,经920℃奥氏体化+200℃回火处理后,齿轮钢取得了较好的强度与冲击性能的结合,这主要与齿轮钢基体中析出的V(C,N)和NbC粒子有关。     

热处理对双相钢组织和性能的影响

利用不同设备研究热处理工艺对双相钢组织和性能的影响。结果表明:亚温区二次淬火可使双相钢获得更高的强度和更好的塑性,而且,随亚温淬火温度升高,双相钢的强度提高,塑性改善。     

高温形变热处理对20CrMnTiH钢锻件组织及性能的影响

为探究锻件在锻后空冷+正火+淬火+回火后性能合格率低的原因,以及采用高温形变热处理对其进行工艺改进后的具体影响,通过显微组织观察和力学性能检测等方法,研究了20CrMnTiH钢锻件在原工艺和高温形变热处理后的组织转变特性和力学性能。结果表明,原工艺的冷速不足导致其淬火组织中出现粒状贝氏体,粒状贝氏体回火产生的碎片状铁素体导致其硬度不足且分布离散,晶粒不够细化则导致冲击性能不足。改进后的工艺保证了充足的冷速,最终得到大量回火托氏体+少量贝氏体的均匀混合组织,而锻热淬火保留的大量塑性变形位错则在回火过程中形成亚晶块,极大地细化了晶粒,同时α相上大量弥散分布的θ-Fe₃C 质点对拉伸变形时的位错起到了钉扎作用,最终使锻件性能得到显著提升。     

形变热处理对Cu-Cr-Zr合金时效组织和性能的影响

通过对Cu-1．0Cr-0．2Zr合金固溶处理、冷轧以及随后的时效处理工艺,研究形变及时效过程对材料力学性能、导电性能及其组织结构的影响规律。结果表明：研究合金具有很强的时效强化效应;时效前的预冷变形能显著提高Cu-1．0Cr-0、2Zr合金的力学性能而保持较高的导电性;在最佳的形变热处理工艺条件下其合金的抗拉强度和屈服强度分别达到了527．0和487、0MPa,伸长率为12．3％,电导率为82、0％IACS。合金力学性能的提高与电学性能的小幅降低主要是由时效过程的固溶体贫化、基体的回复与再结晶以及新相的析出三个因素控制,其中细小弥散均匀分布的析出相是获得高的力学性能和导电性能的重要影响因素。     

形变/热处理对Cu-Ni-Si-Mg合金组织和性能的影响

研究了冷变形/时效处理对引线框架用Cu-Ni-Si-Mg合金金相组织、显微硬度及电导率的影响。结果表明:Cu-Ni-Si-Mg合金固溶后经冷轧变形,其等轴晶组织随变形量的增大,晶粒沿变形方向逐渐伸长,变形量越大,则伸长越显著,当变形量很大时,其组织呈纤维状;经形变处理后在相同温度条件下进行时效处理,时效初期显微硬度和电导率快速上升,随后到达峰值后并缓慢下降;Cu-Ni-Si-Mg合金固溶后经80%变形并在450℃时效6h后可得到良好的综合性能,此时显微硬度为305HV,电导率为36%IACS。     

形变热处理对Cu-Ag-Cr和Cu-Ag-Zr合金组织和性能的影响

采用中频熔炼-铁模铸造-热轧-固溶-冷轧-时效处理工艺,制备了Cu—Ag-Cr和Cu—Ag-Zr两种合金板材。通过拉伸力学性能测试、电导率测试、金相和透射电子显微镜观察,研究了固溶-预冷变形-时效对加入微量Cr、Zr的Cu—Ag合金组织和性能的影响。结果表明：在Cu—Ag合金中添加微量Cr和Zr,能显著地提高铜银合金的力学性能,添加Cr时,电导率有-定降低,而添加Zr时,电导率没有明显变化;两种合金较好的形变热处理工艺为时效前进行30％冷变形,然后在450℃下时效4h,在此工艺条件下Cu—Ag-Cr合金的抗拉强度、伸长率、相对电导率分别为397MPa、16．8％和78％IACS,Cu—Ag-Zr合金的抗拉强度、伸长率、相对电导率分别为373MPa、10％和96％IACS;形变热处理能够显著提高研究合金的力学性能而不明显降低电导率,微量Cr、Zr以Cr单质和Cu3Zr粒子的形式在基体中弥散析出,是合金强度提高的主要原因,而纯铜的基体仍使其具有较高的电导率。     

热处理工艺对新型低温油井管用钢组织和性能的影响

借助光学显微镜、扫描电镜、拉伸试验机等研究了热处理工艺对自主设计的新型高强、高韧、无Ni低温油井管用钢(简称IMR-LS10钢)组织和性能的影响。结果表明:在800~880℃淬火时,随着淬火温度的升高,IMR-LS10钢的平均晶粒尺寸先增大后减小,经650℃回火后的抗拉强度逐渐增大,-45℃低温冲击吸收能量先增大再减小,840℃淬火时达到峰值38.6 J;在880~1000℃淬火时,随着淬火温度的增加,IMR-LS10钢的晶粒尺寸逐渐增大,经650℃回火后的抗拉强度先减小再增大,低温冲击吸收能量逐渐增大;经880℃淬火+200~750℃回火后IMR-LS10钢抗拉强度逐渐降低;回火温度低于500℃时,IMR-LS10钢的低温冲击吸收能量缓慢增加,当回火温度达到550℃时,低温冲击吸收能量达到峰值32.98 J,随后,低温冲击吸收能量出现降低趋势,并在650℃时出现最小值;IMR-LS10钢的最佳调质热处理工艺方案为880℃淬火+550℃回火。     

热处理工艺对13MnNiMoR压力容器用钢组织和性能的影响

对13MnNiMoR钢热轧态、正火态和回火态下的组织进行了对比分析,进行了常温及高温拉伸性能和冲击性能试验,研究了正火、回火工艺对试验钢组织和性能的影响。试验结果表明,试验钢的力学性能均能达到要求,但接近下限;应适当降低正火温度以获得较细的晶粒,或提高Nb含量,充分利用回火时Nb的碳氮化物析出,以提高强度。     

热处理工艺对KD级抽油杆用钢组织和性能的影响

采用力学、OM、SEM和TEM研究了某KD级抽油杆用试验钢经3种不同的工艺热处理后力学性能及微观组织的变化。结果表明:经室温入炉回火热处理的材料可获得的综合力学性能较好。500 ℃入炉回火的热处理工艺使材料冲击性能最差,其原因是粒状贝氏体中M+A岛分布不均匀、形状各异且以带尖角的大块状居多,造成应力集中;第二相颗粒析出物的存在使得材料具有较高的强度。     

热处理工艺对叶片用KT5331钢组织和性能的影响

采用SEM、TEM等手段研究了不同热处理工艺下的超超临界机组叶片用KT5331马氏体耐热钢组织和性能。结果表明,KT5331耐热钢随着回火温度的提升,强度稍许下降,冲击吸收能量增加;在1100℃淬火,570℃+690℃两次回火处理后试样的综合性能较好,可以作为最终热处理工艺。组织为板条状回火马氏体,晶界和晶内分布细小的碳化物,并有少量的δ铁素体,冲击断口显示为准解理断裂。增加1150℃+700℃的预处理改善了锻后组织均匀性,但导致原奥氏体晶粒长大,恶化合金的冲击性能。     

热处理工艺对工程机械用钢组织与性能的影响

研究了一次淬火、二次淬火和回火对工程机械用钢组织与性能的影响。结果表明:热轧态试验钢中的铁素体呈现出板条状形态,M/A岛则主要分布在奥氏体晶界和铁素体边界上;经过一次淬火处理后,工程机械用钢呈现出板条贝氏体形态,内部亚结构是高密度的位错缠结构成的位错胞;热轧态试验钢中的奥氏体含量约4.23%,经过一次淬火处理后试验钢中残留奥氏体基本消失;经过两次淬火和回火后,工程机械用钢获得了板条贝氏体组织以及弥散析出的细小颗粒状ε-Cu相;740~780℃二次淬火+500~560℃回火处理后,试验钢的力学性能满足工程机械用钢指标要求,且屈强比保持在0.86左右。     

热处理工艺对低温压力容器用钢组织性能的影响

对低温压力容器用09MnNiDR钢板热轧、正火和回火后组织进行观察,分析热处理工艺对该钢组织的影响规律.结果表明,正火后钢板晶粒明显细化,沿厚度方向均得到铁素体+片层珠光体组织,珠光体分布更均匀;回火后大部分片层状珠光体组织消失,渗碳体由片层状变为球形,且组织中大量弥散的纳米级微合金粒子的析出导致部分铁素体晶粒内部位错密度仍较高.最终回火态钢板力学性能的检测结果表明,实验所得回火态钢板综合性能良好.     

热处理对熔模铸造贝氏体钢组织和性能的影响

研究了不同的热处理工艺对熔模铸造RZG20Si2Mn2Mo贝氏体钢组织和性能的影响.试验结果表明,RZG20Si2Mn2Mo贝氏体铸钢熔模铸造晶粒粗大,常规的正火处理不能细化组织和提高韧性,提出了通过常规正火热处理前的淬火和高温回火或直接加热至1 000 ℃超高温正火可以有效的改善铸造贝氏体钢的晶粒粗大现象,并阐述了改善组织提高韧性的原因.