含复合(Ti,Mo)C析出相的马氏体钢的氢捕获与解吸附

采用热脱氢分析装置 (TDS) 研究了含复合 (Ti,Mo)C析出相的马氏体钢的氢的捕获与解吸附行为。结果表明,36-60 nm的未溶球形(Ti,Mo)复合析出相在室温电化学充氢过程中不能捕获氢,而回火析出的1-5 nm的复合 (Ti,Mo)C析出相是有效的氢陷阱,尽管其氢陷阱激活能相对较低,为16.4-22.1 kJ/mol,与晶界、位错处的氢陷阱激活能相近,同时远低于纯的共格TiC析出相的氢陷阱激活能,但在大气中放置时,被回火析出的1-5 nm的复合 (Ti,Mo)C析出相捕获的氢无法解吸。     

氢对含(Ti,Mo)C析出相的调质钢的超高周疲劳性能的影响

研究了未溶和回火析出的(Ti,Mo)C析出相的氢陷阱作用对调质铬钼钢的超高周疲劳性能的影响.结果表明:球形未溶(Ti,Mo)C析出相的氢解吸附激活能为142.6 kJ/mol,这种强氢陷阱在电化学充氢条件下不会捕获氢;细小的回火(Ti,Mo)C析出相是有效的氢陷阱,其捕获的氢的解吸附激活能为17.0kJ/mol,这部分...     

氢对含(Ti,Mo)C析出相的调质钢的超高周疲劳性能的影响（英文）

研究了未溶和回火析出的(Ti,Mo)C析出相的氢陷阱作用对调质铬钼钢的超高周疲劳性能的影响。结果表明:球形未溶(Ti,Mo)C析出相的氢解吸附激活能为142.6 kJ/mol,这种强氢陷阱在电化学充氢条件下不会捕获氢;细小的回火(Ti,Mo)C析出相是有效的氢陷阱,其捕获的氢的解吸附激活能为17.0 kJ/mol,这部分氢的扩散系数较小,室温放置336 h仍不能扩散出试样,但在循环载荷下能够从氢陷阱处解吸附并且向裂纹尖端或应力集中处扩散,仍能在一定程度上降低钢的超高周疲劳强度;位错和晶界处的可逆氢的解吸附激活能为16.9 kJ/mol,这部分氢扩散系数较大,室温放置96 h就能全部扩散出试样,在循环载荷下这部分氢能够迅速向裂纹尖端或应力集中处扩散,显著降低疲劳裂纹扩展应力强度因子门槛值,最终显著降低超高周疲劳强度;考虑到两者捕获的氢含量相当,被细小的回火(Ti,Mo)C析出相捕获的氢对超高周疲强度的有害作用要远小于位错、晶界处的可扩散氢对超高周疲劳强度的有害作用。非金属夹杂物的氢解吸附激活能为70.9 kJ/mol,这种强氢陷阱在电化学充氢条件下同样不会捕获氢。     

马氏体钢中(Ti,Mo)C粒子的析出行为和强化效应（英文）

为了研究复合(Ti,Mo)C粒子的析出行为和强化效应选取了一种含钛的Cr-Mo钢作为研究对象力对此钢分别进行880和1350℃淬火并回火。化学萃取相分析结果表明,当淬火温度为880℃时,(Ti,Mo)C粒子的尺寸主要分布在18~36,36~60,60~96 nm,这些粒子是在热轧过程中析出的。当淬火温度为1350℃时,回火过程中新析出了1~5 nm的(Ti,Mo)C粒子,这些新析出的(Ti,Mo)C粒子产生了一个明显的二次硬化平台,析出强化量约为165 MPa。新析出的(Ti,Mo)C粒子中的Ti/Mo原子比随回火温度的升高而降低并稳定在1左右。     

马氏体钢中(Ti,Mo)C粒子的析出行为和强化效应

为了研究复合(Ti,Mo)C粒子的析出行为和强化效应,本文选取了一种含钛的Cr-Mo钢作为研究对象,对此钢分别进行880 ℃和1350 ℃淬火并回火。化学萃取相分析结果表明,当淬火温度为880 ℃时,(Ti,Mo)C粒子的尺寸主要分布在18-36,36-60,60-96 nm,这些粒子是在热轧过程中析出的。当淬火温度为1350 ℃时,回火过程中新析出了1-5 nm的(Ti,Mo)C粒子,这些新析出的(Ti,Mo)C粒子产生了一个明显的二次硬化平台,析出强化量约为165 MPa。新析出的(Ti,Mo)C粒子中的Ti/Mo原子比随回火温度的升高而降低并稳定在1左右。     

回火温度和Mo对Ti微合金化钢组织和性能的影响

针对Ti微合金化钢和Ti-Mo复合微合金化钢,采用淬火+回火的热处理工艺,利用扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)等研究了回火温度和Mo对Ti微合金化钢组织和力学性能的影响。研究结果表明:随回火温度升高,板条马氏体逐渐转变成铁素体,两种试验钢的硬度都呈现先增大后减小的趋势;最佳的回火温度为600℃。对比两种试验钢的研究结果表明,Mo的加入使得Ti微合金化钢回火过程中板条马氏体转变为铁素体的倾向增强,析出相尺寸变小,可获得10 nm以下的(Ti,Mo)C析出颗粒,提高Ti微合金化钢的综合力学性能。     

Ti-V-Mo复合微合金钢中(Ti,V,Mo)C在γ/α中沉淀析出的动力学

根据多元复合析出相的固溶析出理论和经典形核长大动力学理论,计算了Ti-V-Mo复合微合金钢中(Ti,V,Mo)C在奥氏体(γ)和铁素体(α)中沉淀析出的形核参量、析出-时间-温度(PTT)曲线、形核率-温度(Nr T)曲线,并探讨了奥氏体中形变储能和形变诱导析出量对(Ti,V,Mo)C在γ/α中沉淀析出动力学的影响。结果表明,复合析出相(Ti,V,Mo)C在γ/α中沉淀析出的PTT曲线呈典型的"C"曲线形状,而Nr T曲线表现为典型的反"C"曲线形状,(Ti,V,Mo)C在γ中的最快析出温度为1020~1050℃。增加γ的形变储能,使(Ti,V,Mo)C在γ中沉淀析出的PTT曲线向左上方移动。增加γ中(Ti,V,Mo)C沉淀析出的形变诱导析出量,使(Ti,V,Mo)C在α中沉淀析出的Nr T曲线向右下方移动,经计算可知,(Ti,V,Mo)C在α中的最大形核率温度在630~650℃,理论计算结果和实验结果吻合较好。     

淬火温度对高Ti低合金耐磨钢组织及力学性能的影响

研究了淬火温度对高Ti低合金耐磨钢组织转变、析出相和力学性能的影响,并分析了组织演变和力学性能变化的原因。结果表明:试验钢经不同温度淬火和200 ℃回火后的组织均为高位错密度板条马氏体;析出相尺寸主要为微米-亚微米-纳米三种尺度,微米级析出相呈杆棒状,亚微米以及纳米析出相呈球状,马氏体板条上分布着细小的(Ti, Mo)C析出相。随着淬火温度的升高,试验钢的屈服强度、抗拉强度和维氏硬度均先升高后降低,均在920 ℃时有最大值,分别为1248 MPa、1535 MPa和434 HV,此时伸长率为10.0%。随淬火温度升高,纳米级析出相逐渐回溶,数量减少且尺寸逐渐长大,沿轧制方向被压扁拉长的原奥氏体晶粒尺寸以及马氏体板条块尺寸略有增大,但马氏体板条宽度却无明显长大。大量的弥散分布的5～10 nm的(Ti, Mo)C粒子是促进耐磨钢硬度升高的主要因素。细小的(Ti, Mo)C析出相逐渐长大以及原奥氏体晶粒的增大都不利于耐磨钢硬度的提高。     

20Cr11MoVNbNB钢回火过程的原子扩散控制

研究了淬火20CrllMoVNbNB钢在室温-750℃不同温度回火0.5—100h后的硬度相析出变化,析出相中合金元素含量变化以及回火激活能等,证明在低于400℃时,该钢的回火过程受C原子在α-Fe中扩散所控制;在高于400℃时,回火过程受合金元素Cr(以及Mo,V)在α-Fe中扩散所控制     

回火温度对960MPa级工程机械用钢组织及析出相的影响

采用透射电子显微镜研究了960 MPa级工程机械用钢淬火及不同温度回火后显微组织及析出相的变化规律.结果表明:920℃淬火后,显微组织以板条马氏体为主,还有极少量孪晶马氏体,马氏体发生自回火现象.在400℃以下回火,(Ti,Nb)(C,N)尺寸和数量没有明显变化.500℃回火后,在晶界和亚晶界开始析出(Fe、Mn、Cr)3C合金渗碳体.600℃回火后,在晶内和晶界析出(Fe,Mn,Cr,Ni,Mo,V)3C合金渗碳体,Mo2C大量析出.650℃回火后,VC大量析出,发生再结晶,开始多边形化.     

RE与Ti复合变质对铸造5CrNiMo模具钢组织和性能的影响

研究了稀土(RE)与Ti复合变质对5Cr Ni Mo模具钢铸态和热处理组织与性能的影响。结果表明,变质和未变质5Cr Ni Mo铸锭宏观组织由表面细晶区、柱状晶区和中心等轴晶组成,RE、Ti变质缩小柱状晶区宽度、细化中心等轴晶,0.02%RE+0.10%Ti变质使柱状晶宽度与铸锭半径之比由未变质的0.48降低至0.28,中心等轴晶尺寸从1 700μm细化至200μm,RE变质减少钢中Mn S夹杂物数量,并使偏析于晶界的Ti C由杆状转变为粒状。经过900℃×2h+570℃×2 h调质处理后,5Cr Ni Mo钢的组织为回火索氏体,索氏体保留了原马氏体形态。相较于未变质,RE与Ti复合变质试样调质态抗拉强度提高10.7%,达到1 232 MPa,伸长率和硬度分别为16.4%和35.6 HRC。RE与Ti复合变质,细化晶粒,增加回火过程中晶内析出相的数量,产生沉淀强化作用。     

耐磨钢中Ti的析出行为及其对冲击磨损性能的影响

研究了不同Ti含量(0.03 mass%和0.15 mass%)的耐磨钢中Ti的析出行为及其对冲击磨损性能的影响。结果表明：低Ti含量钢中的大尺寸析出相占比明显低于高Ti含量钢；亚微米级/微米级(Ti, Mo)N析出相在温度较高的液相或者液/固两相区析出，多呈尖锐棱角的不规则多边形或矩形；纳米级(Ti, Mo)(C,N)析出相在温度较低的固相区析出，多为细小的近球状。低Ti含量钢的冲击磨损性能优于高Ti含量钢，亚微米级/微米级(Ti, Mo)N析出相使材料断裂的临界应变能降低，基体和析出相分离所需的应力下降，容易产生微裂纹，导致在冲击磨损过程产生大量犁削；纳米级(Ti, Mo)(C,N)析出相使基体的应变能低于裂纹扩展所需要的界面能，能够阻止在冲击磨损过程中产生的切削，使得耐磨性增加。     

5Cr8Mo2SiV钢淬火和回火过程中碳化物的析出

对球化退火后的5Cr8Mo2Si V刃具钢进行淬火和回火工艺的探究,用SEM和EDS对淬、回火后的显微形貌进行分析,用碳化物电解萃取和XRD分析等研究了5Cr8Mo2Si V刃具钢淬、回火过程中碳化物的析出行为,并用Jmat-Pro模拟回火过程中碳化物析出相的变化。结果表明:5Cr8Mo2Si V钢退火试样在1100℃淬火+520℃回火时有明显的二次硬化现象,球化退火组织中存在VC、Cr_(23)C_6、Cr_7C_3、Fe_3C、Si C和Mo_6C类碳化物。Mo_6C、Si C、Fe_3C、Cr_7C_3和Cr_(23)C_6型碳化物随着淬火温度升高依次溶入马氏体基体,最终只有VC分布在基体上。Mo_2C、VC、Cr_7C_3和Cr_(23)C_6型碳化物在回火过程中从马氏体中析出,且Mo_2C和VC型碳化物在520℃回火析出量出现峰值。结合Jmat-Pro模拟结果发现,5Cr Mo2Si V钢的二次硬化现象是残留奥氏体二次淬火和Mo_2C粒子的第二相强化共同导致,且Mo_2C粒子第二相强化效应符合位错切过机制。     

高速钢中马氏体二次硬化的TEM研究

研究了含4％Co的M42基体钢在250—700℃回火区间的析出相低温回火有M_3C(M以Fe为主)碳化物析出,400℃以上回火,数量逐渐减少.500—560℃观察到一个衍射芒线的演化过程.在580℃回火时观察到面心立方M_2C(M以Mo为主),700℃时面心立方M_2C全部转变成六方M_2C,还有VC和Cr_(23)C_6。衍射芒线是由于合金元素Mo,W与碳元素在{100}_(α′)面上的偏聚造成的,是由复合偏聚区向过渡相(面心立方M_2C)的演变.这一演变使M42基体钢回火出现二次硬化现象。     

铁素体区等温过程中Ti-Mo-Cu微合金钢中的共析出行为

碳化物和Cu的共析出是提高微合金钢强度的一种有效手段,本工作利用OM和TEM研究了Ti-Mo-Cu微合金钢在不同等温温度下复合型碳化物和ε-Cu的共析出行为,利用复合析出相固溶析出模型和经典形核长大理论对Ti-Mo-Cu微合金钢的析出动力学进行了计算。结果表明,（Ti,Mo）C与ε-Cu二者独立析出,分别与铁素体基体呈N-W和K-S取向关系,在600℃时析出以ε-Cu为主,620℃发生（Ti,Mo）C与ε-Cu的共析出,而640～660℃时析出以（Ti,Mo）C相间析出为主。热动力学计算表明,在600～660℃范围内,随温度提高,（Ti,Mo）C中的Ti/Mo原子比由2.5增大到4.5,碳化物组成由Ti_0.71Mo_0.29C演变为Ti_0.79Mo_0.21C,（Ti,Mo）C与ε-Cu的析出-温度-时间（PTT）曲线存在交点,当温度低于616℃时,ε-Cu优先析出,温度在616℃附近时,发生（Ti,Mo）C与ε-Cu的共析出,当温度高于616℃时,（Ti,Mo）C优先析出,很好解释了实验现象。     

析出相对马氏体时效钢氢扩散系数的影响

采用TEM和双电解池氢渗透法研究了TM210马氏体时效钢不同时效时间的析出相及其对氢扩散性能的影响。结果表明,马氏体时效钢在465℃下分别时效3 h、60 h和100 h后,都仅生成Ni3Ti析出相,长度分别为约10.4、26.8、36.8 nm,同时析出相线度与时效时间符合关系r珋3=375t。晶体结构为简单六方,点阵常数a=0.5101 nm,c=0.8304 nm。随着时效时间的延长,析出相长大,数量减少,单位体积数量分别为32、9.26和6.23(1022/m3),但体积分数增加。3种时效条件下的氢扩散系数分别为3.34、5.68和6.52(10-9cm2/s)。这些结果表明析出相作为氢陷阱能够影响氢在钢中的扩散,析出相数量越多,氢扩散系数越小。     

冷却速率对Ti-V-Mo复合微合金钢组织转变及力学性能的影响

利用OM、EBSD、HRTEM和Vickers硬度计等手段研究了冷却速率对Ti-V-Mo复合微合金钢组织转变、析出相及硬度的影响,阐明了(Ti,V,Mo)C在不同冷却速率下的析出规律及其对显微组织和硬度的作用机理。结果表明,当冷却速率低于20℃/s时,随着冷却速率的增加,析出相平均尺寸由13.2 nm逐渐减小至6.9 nm,铁素体平均晶粒尺寸由5.06 mm逐渐细化至2.97 mm,硬度呈先快速增大而后缓慢增大的趋势,铁素体的细晶强化和(Ti,V,Mo)C的沉淀强化是硬度升高的主要因素;冷却速率为20~30℃/s,其对晶粒细化和沉淀强化的影响效果已趋于饱和,硬度基本保持不变,此时Ti-V-Mo复合微合金钢的硬度具有最大值410 HV,屈服强度高达1090 MPa。Ti-V-Mo复合微合金钢的硬度y与冷却速率x符合指数衰减关系:y=-229exp(-x/5)+412。     

超高Ti耐磨钢第二相粒子的析出行为研究

超高Ti耐磨钢(w(Ti)=0.2%～0.6%)中第二相粒子的类型、形态、尺寸、分布及数量等对其性能具有重要影响,但是在生产过程中很难精准控制。为此,利用金相显微镜、扫描电镜SEM、电子探针EPMA、夹杂物自动分析仪ASPEX等对超高Ti钢中第二相粒子的析出行为进行了研究分析。结果表明：超高Ti钢中第二相粒子主要有两种类型,一种为长条状形态的Ti+Mo+C粒子,另外一种为方形或三角形等规则形状的TiN粒子;连铸坯原始枝晶大小决定了第二相粒子分布的均匀性,原始枝晶尺寸越小,第二相粒子分布就越均匀,如果第二相粒子均匀分布在枝晶间,团簇状现象会减轻,因而需要对连铸工艺严格控制,以防止粗大的枝晶;第二相粒子析出过程中,Ti和N元素首先析出形成TiN相,然后Ti和Mo元素以含Mo的Ti+Mo+C粒子形式析出;Ti+Mo+C粒子析出方式有两种,一种是直接以先析出的TiN粒子为核心外延生长,另一种是单独析出形核长大。     

Ti对700 MPa级汽车大梁钢奥氏体晶粒长大的影响

利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)等研究了Ti含量对700 MPa级汽车大梁钢奥氏体晶粒长大和析出相的影响。结果表明,添加Ti后的实验钢中主要析出相由单一Nb C转变为(Nb,Ti)C和Ti(C,N),随着Ti含量的增加,奥氏体晶粒得到有效细化。Thermo-calc热力学计算表明,钢中的(Nb,Ti)(C,N)和Ti(C,N)析出相析出温度比Nb C明显提高,因而能够在更高温度下稳定存在并对晶界迁移起到抑制作用。用Beck方程对奥氏体晶粒的长大行为进行了描述,并给出了晶粒长大的数学模型。随着Ti含量的增加,Beck方程的时间指数n呈现降低趋势,但晶界生长的扩散激活能反而升高。Ti的碳氮化物对晶界的钉扎和拖曳效应是晶界迁移扩散激活能升高的主要原因。     

Nb-Ti微合金钢中第二相的溶解行为

利用碳萃取复型、TEM和EDX分析,研究了低碳Nb-Ti微合金钢在1 300℃等温过程中第二相粒子的溶解行为。实验结果表明:钢中有两类尺度存在显著差异的析出颗粒,其一为尺寸在50 nm以上的富钛相(生成于钢液凝固阶段),其二为尺寸小于20 nm的富铌相(形成于奥氏体变形过程)。在1 300℃保温2 h后,应变诱导析出相基本消失,而凝固过程中形成的析出相在保温48 h后,还存在含Nb的(Nb,Ti)(C,N)复合相。在微合金钢中含Ti的情况下,碳氮化物的稳定性大幅提高。这些结果表明,析出相的形成和热稳定性在很大程度上取决于Nb和Ti原子的相互作用。