应变速率对中碳马氏体组织温变形流变应力的影响

利用温压缩实验,在Gleeble-3500热力模拟试验机上测定了中碳钢马氏体(M)和铁素体+珠光体(F+P)两种组织的流变曲线。对比研究了应变速率对这两种组织流变行为的影响。结果表明:在相同温度下,M组织的应变速率敏感性指数(mM)和加工软化率(sM)都大于F+P组织的相应参数(mF+P)和(sF+P)。应变速率为0.001 s-1,变形温度为600℃、650℃、700℃,M组织的流变曲线均低于F+P组织的流变曲线;当应变速率从0.01 s-1增加到10 s-1,M组织和F+P组织的流变曲线相交,交点应变为临界应变,大于临界应变,M组织的流变应力低于F+P。这表明,对降低钢材温轧或零件温挤压的变形应力和成本来说,M组织可能比F+P更好。此外,对导致M组织上述流变行为的机理进行了初步探讨。     

贝氏体等温淬火对中铬耐磨钢组织性能的影响

研究了贝氏体等温淬火对中铬耐磨钢组织特征和力学性能的影响,通过光学显微镜(OM)和扫描电镜(SEM)观察了试验钢的组织形貌变化,通过冲击磨损试验测试了其耐磨性。结果表明:随着贝氏体等温时间的延长,试验钢的硬度逐渐降低,韧性先升高后降低,当等温时间为6 h时,试验钢表现出较好的硬度(57.6 HRC)和冲击韧性(26 J·cm~(-2))结合;贝氏体等温淬火获得的下贝氏体/马氏体复相组织展现出比回火马氏体更好的抗冲击磨料磨损性能;当复相组织中下贝氏体含量为50%时,试验钢的耐磨性最好。     

淬火温度对NM550钢组织和性能的影响

通过光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)和力学性能、耐磨性能检测等方法研究了淬火温度对NM550组织和性能的影响规律。结果表明,在800～1000℃范围内随淬火温度的升高,试验钢的显微组织由铁素体和马氏体的复相组织转变为全马氏体组织。随淬火温度的增加,试验钢的原始奥氏体晶粒尺寸不断增大,导致马氏体板条块(Block)尺寸不断增大,大角度晶界的数量逐渐减少。在830～900℃之间淬火时,试验钢的强度、硬度和低温冲击性能良好;当淬火温度高于920℃时,强度略有下降,而硬度和韧性的下降幅度较大,尤其是试验钢的硬度降低到530 HBW以下。淬火温度在860～900℃时,试验钢具有最佳的耐磨性能。     

FV520(B)钢时效组织和力学性能分析

通过透射电镜、电子拉伸、示波冲击试验,分析了马氏体沉淀硬化不锈钢FV520(B)850℃油淬后分别在560、600和630℃时效后的组织和力学性能。结果表明,淬火态FV520(B)钢560℃和600℃时效处理后,组织均为过时效马氏体+残余奥氏体,但细微组织有较大的差别,630℃时效处理后,组织为过时效马氏体+马氏体+ 残余奥氏体;560℃时效后强度最高;三种时效温度下,FV520(B)均具有较高的冲击韧度,600℃时效后冲击韧度最高;时效温度对FY520(B)冲击韧度的影响主要决定于其对塑性变形功(Apl)的影响。     

中高碳钢淬火组织温变形行为的研究

利用Gleeble 3500热力模拟试验机对45、T8和T12钢淬火马氏体(M)组织进行单轴温压缩实验,变形温度为550~700℃,应变速率为1.0~0.001 s-1,测定3种钢M组织的应力-应变曲线,对比研究碳含量、变形温度和应变速率对其流变行为的影响。测试结果表明,同一应变速率随着变形温度的升高以及同一变形温度随着应变速率的降低,其M组织的流变应力都随之降低;由于材料的自扩散激活能随着碳含量的增加而减小,碳含量越高其回复再结晶速度越快,流变应力越低,使得中碳钢M组织的流变应力高于高碳钢,其中流变应力高低排列为:45钢T8钢T12钢。     

显微组织对低碳钢耐蚀性的影响

用不同热处理工艺得到铁素体+珠光体与马氏体两种不同组织的低碳钢,通过周浸试验和扫描电镜(SEM)、电化学和X射线衍射（XRD）等手段分析两者的耐蚀性能差异表明,在周浸试验条件下,组织均匀的马氏体钢的耐蚀性明显优于由铁素体和珠光体组成的复相钢;马氏体组织的自腐蚀电位较高,阳极腐蚀电流密度较小,形成的锈层更加致密,且主要由性质稳定的α-FeOOH构成。     

TC4-DT合金的高温流变特性及组织演变

采用Gleeble-3800热模拟试验机,分别在800、950、1100℃下,以1×10~(-2) s~(-1)变形速率,对三种组织的棒材(铸态、细片层组织及等轴组织)的TC4-DT合金样品进行了压缩试验。并对数据进行了分析。结果表明:在相变点以下,TC4-DT合金的流变抗力主要取决于组织类型,而它与晶粒尺寸关系不大;片层组织流变抗力高于等轴组织的流变抗力。     

亚温淬火-回火组织对18CrNiMo7-6齿轮钢疲劳性能的影响

以不同厂家生产的两炉18CrNiMo7-6齿轮钢(标记为IQ-T-1、IQ-T-2)为研究对象,分析了试验钢经亚温淬火-回火(Intercritical quenching and tempering,IQ-T)处理后的显微组织对其力学性能、旋转弯曲疲劳性能和疲劳裂纹扩展行为的影响。结果表明:IQ-T-1试验钢的强度和疲劳强度较IQ-T-2试验钢分别提高了97 MPa和96 MPa,具有更好的力学性能和疲劳性能。IQ-T-1试验钢组织为细小铁素体+小块马氏体+回火马氏体,而IQ-T-2试验钢组织为粗大铁素体+回火马氏体。IQ-T-1试验钢中细小铁素体+小块马氏体使裂纹分枝、裂纹闭合和应力屏蔽现象均更为显著,对裂纹萌生和扩展的阻碍作用更大。     

12CrMo钢F+M双相组织对强度和硬化特性影响的有限元分析

本文用有限元网格模拟12CrMo钢铁素体(F)+马氏体(M)双相组织的显微结构,利用轴对称弹塑性大应变有限元程序,计算了几种不同马氏体含量12CrMo钢的应力应变曲线,和相应的实验结果吻合较好.结果表明:马氏体含量是影响双相组织强度的主要因素。在低应变时,双相组织的流变应力和马氏体含量成线性关系,在高应变时呈非线性关系.强度随马氏体岛的直径减小而略增大.当马氏体含量为50％时,以马氏体为基体的双相组织强度高于以铁素体为基体的.计算的应力应变曲线在颈缩之前可用两段幂硬化规律近似,第一阶段的硬化指数n_1≈0.30—0.45,n_1对基体相比较敏感,而对第二相的尺寸、形状变化不敏感.硬化的第二阶段代表了12CrMo钢双相组织的应力应变曲线上绝大部分硬化规律。和n_1相反,n_2对第二相尺寸、形状变化比较敏感.对基体相不敏感.n_2在数值上约等于(1/2)n_1,和Mileiko理论值接近,但n_2大于实际测量的最大均匀应变ε_u.     

1OOO MPa级高强钢焊接热影响区组织和韧性

利用Gleeble-1500热模拟试验机进行1 000MPa低碳QT钢不同焊接热输入的热模拟试验,研究了焊接热影响区粗晶区(CGHAZ)组织与韧性及其变化规律.结果表明,一次热循环后,随着热输入的增加,冲击韧度先是增加然后下降,组织由马氏体向马氏体(M)与贝氏体(B)的混合组织转变,粗大的M和B组织及板条间和板条内碳化...     

7Cr17Mo马氏体不锈钢组织和冲击韧性

采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、洛氏硬度计、冲击试验机等观察和分析了7Cr17Mo马氏体不锈钢在980～1110℃不同温度淬火下的组织特征和性能变化。结果表明,淬火组织为残留奥氏体和碳化物分布于隐针马氏体基体上,碳化物以(Fe,Cr)23C6为主。随着淬火温度的升高,残留奥氏体含量增加,马氏体过饱和度增加,针状马氏体组织变粗,1060℃时硬度升高到最大值59 HRC。冲击试验结果表明在980～1080℃淬火时,随淬火温度升高,冲击韧性提高,1080℃时冲击韧性最好,其后下降。SEM断口形貌表明室温下冲击断裂方式为微孔聚集型断裂。     

焊后低温热处理对马氏体不锈钢组织和性能的影响

对ZG06Cr13Ni4Mo马氏体不锈钢进行了焊后低温热处理工艺试验(240、300 ℃),通过显微组织分析、拉伸及弯曲试验、硬度试验及残余应力测试对不同低温热处理下焊接接头的显微组织、力学性能、硬度和残余应力等进行了研究。结果表明,经低温热处理后,接头焊缝热影响区组织为回火马氏体及碳化物,接头焊缝区的组织为低碳马氏体+块状马氏体+碳化物,接头的抗拉强度变化不大,硬度略有下降,经240 ℃低温热处理后,焊接接头焊缝处的残余应力消除了69.1%。     

Cu-0.2%Zr-0.15%Y合金动态再结晶及组织演变

利用Gleeble-1500D热模拟试验机,对Cu-0.2%Zr-0.15%Y合金进行高温热压缩热模拟试验,对合金在应变速率为0.001~1 s-1、变形温度为550~900℃时,试验过程中的流变应力变化、动态再结晶机制及其微观组织变化进行了研究。结果表明,试验合金流变应力受应变温度和变形速率的影响极大,动态再结晶的显微组织对温度的变化反应敏感,当变形温度降低或者应变速率升高时,其流变应力曲线随之上升。通过流变应力、应变速率和变形温度之间的联系,解出了该合金在热压缩变形时的应力指数(n)、应力参数(α)、结构因子(A)、热变形激活能(Q)以及其本构方程。     

13Cr超级马氏体不锈钢热压缩变形行为与组织演变

通过Gleeble-3500热模拟试验机对13Cr超级马氏体不锈钢进行单道次压缩变形试验,系统研究变形温度在950~1150 ℃、应变速率为0.001~10 s^-1条件下的热变形行为。利用双曲正弦模型建立了13Cr超级马氏体不锈钢的流变应力本构方程,求得试验钢的热变形激活能为412 kJ/mol,并基于动态材料模型(DMM)理论绘制了材料的热加工图,得出材料的最佳热变形工艺参数窗口为:变形温度1032~1072 ℃,应变速率0.039~0.087 s^-1。组织演变结果表明,试验钢在高变形温度和低应变速率的条件下,容易发生动态再结晶。当应变速率一定时(0.01 s^-1),变形温度从950 ℃升到1050 ℃,动态再结晶的体积分数从18.7%升高到60.1%,组织的再结晶程度提高,晶粒均匀细小;当变形温度一定时(1050 ℃),随着应变速率的降低,动态再结晶的晶粒长大粗化。     

回火温度对9Cr-3W-3Co马氏体钢组织和硬度的影响

对9Cr-3W-3Co马氏体钢进行正火及不同温度的回火处理,采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和维氏硬度计等手段研究了不同回火温度下的组织演变及其对硬度的影响。结果显示:随着回火温度的升高,硬度值出现先缓慢下降再显著上升的变化趋势。通过对各回火温度下试验钢组织特征的观察与分析,并对各回火温度下析出相尺寸及马氏体板条宽度的统计分析,可知试验钢在760~790℃回火时硬度值的缓慢下降与马氏体板条宽化、位错回复有关;而790~840℃回火时硬度值的显著升高与合金元素固溶强化及淬火马氏体组织含量的升高有关。     

Cu-Ni-Si-Cr合金动态再结晶及组织演变

在Gleeble-1500D热模拟试验机上,采用高温等温压缩试验,对Cu-2.0Ni-0.5Si-0.4Cr合金在应变速率为0.01～5s-1、变形温度为600～800℃、最大变形程度为60%条件下的流变应力行为进行了研究。结果表明:随变形温度升高,合金的流变应力下降,随应变速率提高,流变应力增大;在应变温度为700,800℃时,合金热压缩变形流变应力出现了明显的峰值应力,表现为连续动态再结晶特征;从流变应力、应变速率和温度的相关性,得出了该合金高温热压缩变形时的应力指数(n)、应力参数(α)、结构因子(A)、热变形激活能(Q)和流变应力方程;合金动态再结晶的显微组织强烈受到变形温度的影响。     

淬火温度对汽车用超高强钢组织与力学性能的影响

对Fe-Mn-Si-Cr超高强钢进行了淬火+回火热处理,采用扫描电镜(SEM)、拉伸试验等方法研究了不同温度淬火对试验钢组织与力学性能的影响。结果表明:经750～810℃亚温淬火,Fe-Mn-Si-Cr钢组织为铁素体与马氏体混合组织。随着淬火温度的升高,组织中铁素体含量逐渐减少,马氏体含量逐渐增多。880℃完全淬火后,Fe-Mn-Si-Cr钢的组织为板条马氏体组织。810℃/30 min淬火+480℃/30 min回火的Fe-Mn-Si-Cr钢,综合力学性能最佳,其抗拉强度、伸长率和强塑积分别达到1679 MPa、11.2%和18805 MPa·%,与880℃完全淬火试验钢相比,试验钢的抗拉强度相当,而伸长率、强塑积分别提高了6.7%、6.3%。     

热处理对高Cr热作模具钢组织和力学性能的影响

通过中频真空感应炉冶炼了试验钢,采用箱式电阻炉进行了热处理试验,并分析了预处理、淬火、回火等不同热处理下的组织、硬度变化规律,探讨了淬火温度对试验钢最终组织和力学性能的影响。结果表明,试验钢预处理后的组织为高温回火马氏体+弥散的第二相,组织均匀细化,晶界连续的网状组织完全消除。淬火组织为板条马氏体+残余奥氏体,硬度较高;回火组织主要为回火马氏体+少量残余奥氏体,马氏体板条较为明显,硬度下降。随淬火温度提高,回火组织中回火马氏体板条更为细小化,残余奥氏体含量略有增加;试验钢淬火态、回火态硬度均提高;冲击功先略有降低,当淬火温度超过1040℃时又提高。     

变强度热冲压件数值仿真及其组织性能预测

基于Merklein流变应力模型、Kirkaldy相变动力学模型和Koistinen方程,建立了热-力-相耦合有限元模型,得到了硼钢22Mn B5在热冲压过程中温度、组织和维氏硬度的分布规律。仿真结果表明:当模具感应加热端温度升至400℃时,加热端板料的冷却速度为13.6℃·s~(-1),低于马氏体形成冷却速度27℃·s~(-1)。根据感应加热方式研制出变强度冲压件的热冲压新型分区模具,并进行了热冲压试验。结果表明:该新型模具升温速度快,升温至400℃只需5 s,同一模具可冲压不同加热区形状的零件。冲压件加热区为贝氏体组织,硬度为260 HV;过渡区为马氏体、贝氏体和铁素体多相混合组织,硬度为340 HV;低温区为板条状马氏体组织,硬度为491 HV。研制出的新型热冲压模具可以获得变强度热冲压件,满足汽车B柱类零件变强度的要求。     

激光功率对船用10CrNiMnMoV钢表面处理后组织的影响

为扩大船用NbV微合金化10CrNiMnMoV钢的应用范围,改善其表面性能(主要是提高其耐磨性),利用高功率CO2激光对其进行了表面熔凝处理,研究了不同激光功率对其组织的影响.结果表明:随激光功率的增加,熔凝区形成的组织分别为细小马氏体和铁素体以及极少量的粒状贝氏体(3.5kW)、板条马氏体和马氏体间的少量铁素体(4kW和4.5kW)、板条马氏体组织(5kW).热影响区上部主要形成了细小的马氏体组织,下部的组织主要是铁素体、珠光体、少量马氏体和粒状贝氏体及细小碳化物.