退火工艺对1200MPa级TRIP钢的组织和力学性能的影响

采用不同的退火工艺得到了多边形铁素体基TRIP钢(TPF)、贝氏体铁素体基TRIP钢(TBF)和回火马氏体基TRIP钢(TAM)3种不同基体结构的TRIP钢,并对它们的显微组织和力学性能进行研究。结果表明,退火工艺的不同导致实验钢的微观组织完全不同,力学性能也存在显著差异。TPF钢的基体结构为尺寸较大的多边形铁素体,其上分布着贝氏体、马氏体及少部分残留奥氏体,抗拉强度和伸长率均低于TBF钢与TAM钢。TBF钢的基体结构为贝氏体铁素体,残留奥氏体呈长条状或块状分布于贝氏体板条间,表现出高强度但伸长率不佳。TAM钢组织由退火马氏体基体、残留奥氏体及新生马氏体组成,残留奥氏体以稳定的长条状或薄膜状分布在退火马氏体晶界处或板条间,具有最佳的力学性能。     

奥氏体化温度对TAM钢力学性能及微观组织影响北大核心CSCD

通过奥氏体化预处理、两相区临界退火以及贝氏体等温处理这3个过程制备了含退火马氏体组织的TRIP钢(TAM钢),利用拉伸试验机、扫描电镜、透射电镜以及X射线衍射对其力学性能和微观组织进行了表征,在此基础上研究了奥氏体化预处理温度对力学性能及微观组织的影响规律。结果表明,含退火马氏体组织的TRIP钢,具有良好的断后伸长率和强塑积,尤其是在奥氏体化预处理温度为950℃时,其断后伸长率高达40%以上,强塑积高达27 GPa·%;其微观组织由铁素体、贝氏体、残留奥氏体以及退火马氏体构成,退火马氏体精细结构呈现板条状,板条间存在残留奥氏体;奥氏体化预处理温度对残留奥氏体体积分数没有显著影响,但对最终组织中的退火马氏体体积分数以及晶粒大小有显著影响。     

奥氏体化温度对TAM钢力学性能及微观组织影响

通过奥氏体化预处理、两相区临界退火以及贝氏体等温处理这3个过程制备了含退火马氏体组织的TRIP钢(TAM钢),利用拉伸试验机、扫描电镜、透射电镜以及X射线衍射对其力学性能和微观组织进行了表征,在此基础上研究了奥氏体化预处理温度对力学性能及微观组织的影响规律。结果表明,含退火马氏体组织的TRIP钢,具有良好的断后伸长率和强塑积,尤其是在奥氏体化预处理温度为950℃时,其断后伸长率高达40%以上,强塑积高达27 GPa·%;其微观组织由铁素体、贝氏体、残留奥氏体以及退火马氏体构成,退火马氏体精细结构呈现板条状,板条间存在残留奥氏体;奥氏体化预处理温度对残留奥氏体体积分数没有显著影响,但对最终组织中的退火马氏体体积分数以及晶粒大小有显著影响。     

基于动态相变热轧TRIP钢塑性断裂的实验研究

通过热模拟压缩实验,研究了基于动态相变热轧C-Mn-Al-Si系TRIP钢塑性断裂后不同部位的组织。结果表明,实验钢组织中尺寸较大的残留奥氏体,在塑性过程中很快就会发生马氏体相变,从而导致孔洞或裂纹的起源或萌生;而且,裂纹的起源和扩展与组织的铁素体/残留奥氏体（马氏体）密切相关。减小残留奥氏体的晶粒尺寸,提高残留奥氏体的稳定性,不让其在形变初期快速转变为马氏体,有利于TRIP钢强度及塑性的提高。     

不同热处理条件下贝氏体钢的微观组织和疲劳裂纹扩展

以贝氏体钢为研究对象,设计了4种热处理工艺,研究了不同热处理工艺下试验钢的显微组织及疲劳裂纹扩展速率。结果表明,热轧态试验钢的微观组织以粒状贝氏体为主,其上分布有少量的板条贝氏体、马氏体和粗大块状M/A岛,残留奥氏体的体积分数为16.2%,但稳定性较差,裂纹能够直接穿过粗大的块状M/A岛继续扩展,疲劳裂纹扩展速率最快。经900 ℃奥氏体化+空冷后,显微组织以板条贝氏体和马氏体为主,M/A岛仍为粗大的块状,残留奥氏体含量减少至12.3%,疲劳裂纹扩展速率略有降低。经900 ℃奥氏体化+380 ℃盐浴等温30 min +空冷后,显微组织以细密、有序的板条贝氏体为主,残留奥氏体含量减少至10.2%,以薄膜状伴生在板条贝氏体间,板条状贝氏体及板条间的残留奥氏体薄膜会使裂纹端钝化、分叉、偏折,阻碍裂纹扩展的能力增强;经350 ℃回火240 min后,显微组织以马氏体和板条贝氏体为主,残留奥氏体含量比热轧态略微降低,为14.9%;而经450 ℃回火240 min后,显微组织以板条状贝氏体为主,其上分布有少量的马氏体,残留奥氏体体积分数减少至8.6%,也以薄膜状伴生在贝氏体板条间,同时有大量的碳化物析出,裂纹扩展速率最慢。     

Q&P工艺处理钢的单轴拉伸性能研究

研究了低合金马氏体钢经QP(Quenching and partitioning,淬火和配分)工艺处理后的单轴拉伸性能,并与传统QT(Quenching and Tempering,淬火+回火)工艺进行比较,分别用SEM和XRD进行微观组织观察和残留奥氏体量的测量。结果表明,与QT工艺相比,在获得相同断后伸长率时,QP工艺处理的样品可以获得较高的抗拉强度,同时具有较高的加工硬化率和裂纹形成能。拉伸过程中,QP组织中新鲜马氏体强化基体,残留奥氏体协调变形、松弛应力、钝化裂纹,由硬基体和残留奥氏体组成的多相组织使QP工艺处理钢获得高强度和高塑性的配合。     

残留奥氏体转变行为对冷轧TRIP钢力学性能的影响

通过基于同步辐射技术的高能X射线衍射实验,对具有相同组织特征的低合金冷轧TRIP钢进行了室温和低温(-40℃)下的原位拉伸,观察拉伸变形过程中其残留奥氏体相的转变行为。结果表明:低温情况下TRIP钢组织中的残留奥氏体相稳定性降低,在弹性变形阶段以及塑性变形的前期便有大量残留奥氏体相发生马氏体转变,试样表现出较高的加工硬化能力。随着组织中残留奥氏体相的大量提前消耗,当变形进入高应变阶段时,TRIP钢组织因缺乏足够的马氏体转变,加工硬化能力快速下降,造成颈缩的提早出现,伸长率的降低。室温变形TRIP钢组织中残留奥氏体相的转变在整个变形过程中呈较平稳的趋势,TRIP效应能够持续发挥作用,特别是在变形的中后期仍能使组织保持较高的加工硬化能力,从而获得了较好的综合力学性能。     

热镀锌TRIP钢的微观组织结构及演变规律

利用光学显微镜、透射电镜、X射线衍射和相变仪对热镀锌TRIP钢的微观组织进行了定性观察和定量计算,在此基础上对热镀锌TRIP钢残留奥氏体的演变规律和马氏体的精细结构进行了研究。定性观察表明热镀锌TRIP钢的微观组织由铁素体,贝氏体,残留奥氏体和马氏体构成,在贝氏体相变结束后的冷却过程中还存在马氏体相变;通过对微观组织计算发现,受贝氏体等温相变时间影响,热镀锌TRIP钢中的马氏体碳含量在0.80%~1.0%之间,贝氏体等温时间越长,最终组织中马氏体碳含量越高,Ms点越低;在贝氏体相变结束后,部分碳含量不高的奥氏体在随后的冷却过程中发生马氏体相变,以马-奥岛的形式存在,马氏体的精细结构以孪晶马氏体为主,存在少量位错马氏体。     

回火温度对工程机械用超高强钢组织及回火脆性的影响

通过SEM、TEM、-20 ℃夏比V型冲击试验等分析手段研究了回火温度对工程机械用超高强钢微观组织及回火脆性的影响,并结合断口特征及微观组织分析裂纹扩展路径。结果表明,试验钢在200~500 ℃回火时,随着回火温度的升高,马氏体分解后形成的碳化物的析出位置从马氏体板条内逐步过渡到原始奥氏体晶界和马氏体板条界,其形状由针状变为粒状,并不断粗化。回火温度为200 ℃和500 ℃时,冲击试样断口的不稳定断裂区为韧性断裂。300 ℃回火时,出现了回火脆性,其冲击试样断口的不稳定断裂区为准解理断裂,裂纹扩展路径相对平直。微观组织分析发现,在原始奥氏体晶界及马氏体板条界析出大量的针状碳化物,这些碳化物提供了裂纹形核位置,促进了裂纹扩展,导致了回火脆性的产生。     

高强TRIP钢的显微组织及动态力学行为北大核心CSCD

采用CCT-AY-Ⅱ型钢板连续退火机对高强TRIP钢进行热处理,获得铁素体、贝氏体,残留奥氏体和少量马氏体的组织。采用SEM、EBSD等微观方法观察制备的TRIP钢的微观组织,利用XRD法测量了残留奥氏体量,实验测量了其力学性能。结果表明:820℃两相区退火,410℃贝氏体区后实验钢获得良好的综合力学性能,屈服强度达到804 MPa,抗拉强度928 MPa,总伸长率27.55%,强塑积25.57 GPa·%。这主要是退火后实验钢合适的相比例以及一定量残留奥氏体共同作用的结果;实验钢在高速拉伸下,应力随应变的增加而增加,实验钢在高速下表现出良好的力学性能,不仅具有很高的强度,而且表现出良好的塑性,高速下实验钢良好的力学性能是因为钢中大量残留奥氏体发生TRIP效应造成的。