多边形铁素体/针状铁素体双相管线钢的应变硬化行为

对X70管线钢进行临界区热处理,制备出四种铁素体/针状铁素体(PF/AF)体积分数不同的双相管线钢。用电子背散射衍射(EBSD)分析了PF含量对这种双相管线钢的晶粒尺寸、大角度与小角度晶界的比例以及几何必要位错密度(GND)的影响;通过Hollomon和修正C-J方程分析了这种钢的应力比与应变硬化指数(n值)的关系,以及不同PF体积分数双相管线钢的塑性变形和应变硬化的机理。结果表明,PF/AF双相管线钢的应变硬化能力几乎与应力比无关,而应变硬化指数与均匀延伸率表现出特定的线性关系。随着PF体积分数的提高,这种钢的颈缩点后移且应变硬化行为由两阶段向三阶段转变。PF体积分数的改变,对其第I和第II阶段的应变硬化能力有显著的影响。     

高强度低合金调质钢两相区超塑性机理研究

研究了10CrNi3MoV钢超塑性温度拉伸应力应变特征,分析了不同程度变形钢的微观组织和断裂行为,用塑性应变分布场数值模拟研究了高强度低合金调质钢两相区超塑性机理。研究结果表明,低屈服应力的奥氏体相围绕高屈服应力的铁素体相呈网状联通分布,通过自身的塑性变形起到"润滑油"作用;经过一定程度的变形后,强烈的应变硬化使奥氏体相的应力超过铁素体相的屈服应力,促进铁素体相的塑性变形;高应变区的铁素体相转变生成奥氏体相,为后续变形补充"润滑油";持续的"塑变-相变"行为维持大变形中的整体连续性,材料表现为超塑性。     

低碳予冷轧型铁素体加马氏体双相钢的组织和性能

本文研究了予先冷轧对低碳铁素体加马氏体双相钢显微组织和拉伸性能的影响,并用了Jaoult-Crussard法对有关的应变硬化行为进行了分析。结果表明,予先冷轧易于使低碳铁素体加马氏体双相钢呈现较弥散的马氏体分布和较细的铁素体晶粒,从而有较低的屈强比,较高的应变硬化率以及良好的强塑性组合。相应的应变硬化曲线由三段斜率不同的直线部分所组成。随着第二段的斜率的降低,塑性提高。通过调整第二相中马氏体与未溶碳化物的相对数量,可以达到不同的强塑性组合。     

C-Si—Mn冷轧双相钢的应变硬化特性

试制了C-Si-Mn冷轧双相钢.采用力学测试、显微组织观察与修正的C-J分析方法研究了双相钢的应变硬化特性.研究结果表明,双相钢的应变硬化具有两阶段.第一阶段应变硬化能力较强,第二阶段硬化能力减弱.两阶段硬化之间存在一个转折应变.当马氏体体积分数小于16%,随马氏体体积分数的增加,两阶段硬化能力均增强.当马氏体体积分数大于16%,随马氏体体积分数的增加,两阶段硬化能力均减弱.硬化转折应变则随马氏体体积分数增加单调递减.铁素体与马氏体的弹塑性行为差异是导致双相钢两阶段硬化的主要原因.马氏体体积分数增加,其强化效果增加,但是由于马氏体中的碳含量降低,其塑性抗力降低.只有当马氏体量增加带来的强化效应大于碳含量减少的弱化效应时,双相钢的应变硬化能力才随之增加.     

冷却模式对热轧双相钢组织及断裂机制的影响

为研究冷却模式对热轧双相钢显微组织及断裂机制的影响,采用两段式(空冷+水冷)、连续式两种冷却方式,得到不同相比例和力学性能的热轧双相钢,轧后取样并在扫描电镜上进行原位拉伸实验.结果表明,两段式冷却模式得到的马氏体呈小岛状,而连续式冷却模式得到的马氏体呈块状,马氏体含量和形貌的不同导致两种冷却方式得到的双相钢力学性能存在差异.原位拉伸过程中,裂纹首先萌生于铁素体与夹杂物界面处,随着变形继续进行,在铁素体与马氏体界面处开始出现裂纹,当变形量进一步增大时,细小岛状马氏体始终不发生断裂,而块状马氏体在颈缩阶段发生断裂.     

层片型铁素体加马氏体双相钢的冲击断裂行为

本文遭过对国产09SICrMrMoRe双相钢冲击断裂行为的研究表明,层片型(层片状马氏体与铁素体相间排列)双相组织的冲击韧性优于岛型(岛状马氏体弥散分布于铁素体中)双相组织。层片型双相组织中裂纹萌生与扩展对两相界面敏感性较小。层片型双相组织的韧化作用主要在于层片状马氏休有效比分隔了铁素体,使裂纹扩展途径曲折,消耗较多的塑性变形功。以层片型双相组织为推础,在马氏体基体上分布少量铁素体,对韧性无害。     

铁素体/马氏体双相钢拉伸变形过程中应力应变不均匀性分析

以铁素体/马氏体双相钢为研究对象,经轧制及热处理后进行变形量为5%的拉伸实验,借助配有EBSD成像系统的场发射扫描电镜对实验钢塑性变形后的微区取向进行分析,并结合晶体塑性模拟DAMASK软件模拟其塑性变形行为。结果表明,经轧制变形获得的铁素体/马氏体双相钢,两相应力应变分配不均匀。实验钢中马氏体积累了更多的位错,KAM值更大。临近马氏体区域的铁素体基体Schmid因子更大,可达到0.49,在塑性变形过程中容易优先产生位错和滑移。晶体塑性模拟结果表明,变形初期,铁素体需承担较大的应变、马氏体承担应力以协调整体的变形。当拉伸变形继续发生时,两相应力应变分布的不均匀性将导致两相交界以及晶界处最先发生断裂。     

初始组织对低碳钢IQ&P工艺残留奥氏体及力学性能的影响

采用双相区再加热-淬火-碳配分(IQP)工艺,研究初始组织为铁素体+珠光体的IQP-Ⅰ多相钢和初始组织为马氏体的IQP-Ⅱ多相钢的组织形貌、残留奥氏体及力学性能。结果表明:初始组织为铁素体+珠光体的IQP-Ⅰ多相钢室温组织中,铁素体和马氏体基本呈块状分布,块状残留奥氏体存在于铁素体与马氏体界面处,薄膜状只存在于马氏体内的板条之间,且残留奥氏体含量较少,TRIP效应不明显,其抗拉强度为957 MPa,伸长率只有20%,强塑积为19905.6MPa·%。初始组织为马氏体的IQP-Ⅱ多相钢中铁素体和马氏体大多呈灰黑色的板条状或针状,且细小的针状马氏体均匀地分布在铁素体基体上,残留奥氏体只以薄膜状平行分布在铁素体基体上,体积分数达到了13.2%,且具有较高的稳定性,TRIP效应较明显,强塑积达到21560MPa·%,可以获得强度和塑性的良好结合。     

12Cr3WV低活性F/M钢的高温热变形行为

利用Gleeble-1500热模拟试验机研究了一种12Cr3WV低活性铁素体/马氏体钢在1 223～1 373 K,应变速率0.01～30 s-1条件下应变量为60%的热压缩变形行为.分析了不同温度和应变速率对实验钢热变形行为的影响,并采用应变硬化速率-应力曲线图较精确地确定了流变曲线中各特征应力应变值.研究结果表明:高温变形时铁素体的存在会抑制奥氏体的动态再结晶;实验钢的热变形激活能和应力指数分别为347.05 kJ/mol和4.11;建立了热变形本构方程,并回归出峰值应力及临界应力与Zener-Hollomon的关系式.     

钢的热处理组织分析：第三讲 钢的各类热处理组织形态（二）

4 马氏体及铁素体或碳化物组织这类组织对亚共析钢来说是马氏体及铁素体,对过共析钢来说是碳化物及马氏体组织.马氏体和铁素体组织.因铁素体的来源不同,其形态也不同.若淬火温度低于Ac_3/高温下有未溶铁素体,冷却时按图1中V_1;的速度冷却.奥氏体完全转变为马氏体,铁素体被保留下来成为组织组成物之一.若加热温度高于Ac_3,高温组织为单相奥氏体,冷却时以图1中V_4的速度冷却,也就是生产中有时采用的预冷淬火,即出炉后在空气中预冷一定时间,再淬入介质中快冷(相当于图1中V_5).但因在空气中预冷时间过长,使淬入介质之前已从奥氏体中析出铁素体,再淬入介质后剩余的奥氏体完全转变为马氏体.由于铁素体形态不同,所以这类组织可能有图4所示的三种形态.第一种是如图4a所示的块状铁素体加马氏体,铁素体是未溶的白色块状,其分布仍然保留淬火前沿轧向呈带状分布.第二种如图4b所示的条网状铁素体加马氏体.由于冷却不足,淬火时首先沿奥氏体晶界析出呈网状分布的铁素体,冷至M_s点时,过冷奥氏体发生马氏体转变,生成低碳马氏体.在b图中铁素体为白色网条状,明显可见沿奥氏体晶界分布的特点;图中还有极少量的针状铁素体.第三种是兼有前两种形态的铁素体,即既有未溶的块状铁素体,又有析出的条网状铁素体,如图4c 所示.图     

基于组织的DH36钢焊缝微观应力应变模拟研究

通过试验观察和数值模拟手段,揭示了海洋平台结构用钢DH36多层多道焊缝中典型区域的微观组织分布形态等对焊缝力学性能的影响,采用仪器化压痕法研究不同焊缝组织的断裂性能,对比微区组织对启裂、变形性能的影响。研究发现,在针状铁素体和晶界铁素体混合组织中,弹塑性变形不协调,产生应力应变集中,其中应力集中发生于针状铁素体,应变集中出现在晶界铁素体并向针状铁素体延伸,晶界铁素体条状分布的强度高于晶界铁素体网状分布的强度。     

定向凝固NiAl合金的拉伸行为研究

研究了定向凝固NiAl-Mo(Hf)和NiAl-Fe(Nb)合金的拉伸行为和显微组织变化.结果表明,两种合金在一定的拉伸条件下均具有反常的屈服行为和中温脆性.反常屈服和中温脆性行为与合金中含有的Ni3Al相有关.两种合金在高温时还表现出高应变速率的超塑性变形行为.超塑性变形的主要机理是位错滑移和攀移产生的应变硬化与动态回复和动态再结晶的应变软化作用相平衡.超塑性变形试样的断口呈韧性特征,在断裂区有孔洞产生.     

阶段冷却过程中16MnR钢组织变化规律的研究

本文对阶段冷却过程中16MnR钢的组织变化规律进行了研究。结果表明,随着初始阶段快冷终止温度的下降,其组织将发生如下变化:由块状铁素体向针形铁素体,含有贝氏体或马氏体的混合组织变化。其中针形铁素体又可分为交叉分布针形铁索体和平行排列针形铁素体。与此同时,珠光体组织也将发生不同程度的退化。     

超细晶奥氏体在两相区大变形后的瞬态组织

将一种低碳结构钢循环加热淬火得到超细晶粒奥氏体,再以20℃/s的速率将其冷却至两相区进行真应变量为2的大变形,分析了形变后的瞬态组织.结果表明:用该工艺制备的超细晶奥氏体在两相区的高速大变形的后期,始终呈现应变硬化特征,并伴随有一定程度的形变诱导相变或铁素体动态再结晶等软化行为;同时,在较低温度快速大变形容易在试样的个别碳过饱和区导致应变诱导孪晶马氏体组织的生成,且随着形变温度降低孪晶马氏体量增加-循环加热淬火前的原始组织影响奥氏体内碳浓度分布,在一定程度上影响冷却变形过程的应力应变行为和形变后的瞬态组织.     

Q460C钢的连续冷却转变曲线

研究了Q460C钢连续冷却过程中奥氏体转变过程以及转变产物的组织变化,为制定生产工艺提供参考依据。由Q460C钢的连续冷却转变曲线(CCT图)和不同冷却速率的显微组织可知,当冷却速率较低时,形成粗大的块状铁素体和珠光体;当冷却速率大于3℃/s时出现贝氏体,形态似针状铁素体,其形成温度在450~600℃;当冷却速率大于15℃/s时,发生马氏体转变,马氏体的转变点约为350℃。     

显微组织对X80钢氢致裂纹敏感性和氢捕获效率的影响

对以针状铁素体为主的X80管线钢进行不同工艺的热处理,分别得到具有多边形铁素体组织或板条马氏体组织的试样。研究了显微组织对不同试样在饱和H_2S环境中的氢致裂纹(HIC)敏感性和氢渗透行为的影响。结果表明:具有不同显微组织的X80钢其HIC敏感性从大到小的排序为:1水淬处理的板条马氏体组织试样,2空冷处理的多边形铁素体组织试样,3原始针状铁素体组织试样;氢在材料中的捕获效率是影响材料HIC敏感性的主要因素之一,渗氢通量J_∞、氢扩散系数D_(eff)越低,氢捕获效率越高,管线钢的氢致裂纹敏感性越高。     

组织对冷轧双相钢性能的影响

采用金相显微镜和透射电镜对两卷冷轧双相钢（7#和16#）的微观组织进行了观察并分析了其组织与性能的关系。结果表明,7#试样组织为多变形铁素体＋岛状马氏体;16#试样组织为饼形铁素体＋岛状马氏体＋大量游离渗碳体,铁素体的尺寸较大,数量较多,马氏体岛的数量较少,尺寸偏大,发生分解的马氏体岛数量较多。16#试样组织未完全再结晶导致组织粗大、细晶强化贡献弱是其屈服强度较低的主要原因;大量未奥氏体的渗碳体导致马氏体岛数量少及发生碳化物分解的马氏体量多是其抗拉强度低的主要原因。     

{225}f片状马氏体宏观点阵变形特征的AFM观察与定量分析

利用原子力显微镜(AFM)对Fe-8Cr-1C合金{225}f马氏体的宏观形状应变特征进行了观察与定量分析.结果表明:{225}f片状马氏体宏观形状应变特征表现出与{3 10 15}f全孪晶马氏体不同的特征.{3 10 15}f全孪晶马氏体表面浮凸呈规则的"N"或""型;而{225}f片状马氏体表面浮凸呈不规则"N"型,其"浮凸群"既有均匀切变的特征,又有沿基面堆垛长大的痕迹,其浮凸高度、浮凸角远低于{3 10 15}f马氏体.     

18.8%MnTRIP/TWIP钢拉伸应变硬化行为

对锰含量为18.8%的TRIP/TwIP钢进行单轴拉伸实验,研究了这种钢的应变硬化行为.结果表明:这种高锰TRIP/TWIP钢的真应力应变曲线不完全遵循Holliomon的线性关系,在不同变形阶段强化机制不同.在塑性变形的开始阶段TRIP效应比较明显,且应变硬化指数n是恒定的;而真应变在O.14-0.35之间时二阶导数d2σ/dε2>0,应变硬化指数n随着应变量的增加而增加,其微观机制是形成大量的形变孪晶,并有孪晶和位错的交互作用,TWIP效应在该阶段占主导作用.真应变大于0.35后有少量TRIP效应,此时两相均发生变形.     

热变形对超纯净管线钢组织的影响

研究了成分和热变形对三种低碳微合金管线钢的连续冷却转变(CCT曲线)和组织的影响．结果表明：在含碳量为0．025％的低碳微合金钢中加入0．3％的Mo能推迟铁素体、珠光体转变，扩大针状铁素体(Acicular fenite)形成的冷却速度范围；高碳含量使针状铁素体向板条铁素体(Lath ferrite)转化．热变形使针状铁素体的形成温度区间从400～500℃扩大到450～700℃，显著加速相变过程，使CCT曲线明显向左上方移动，获得针状铁素体的临界冷却速度增加，抑制板条铁素体的形成，有利于获得细的针状铁素体组织，并细化岛状组织，但对残余奥氏体量影响不大。