逆相变退火处理Fe-Mn-C中锰钢的组织与性能

 为了研究奥氏体逆相变(austenite reverse transformation,ART)退火处理对Fe-Mn-C中锰钢的组织与性能的影响,以ART退火处理1、10和360 min后Fe-5Mn-0.2C中锰钢为基础,利用XRD、SEM等手段对其显微组织进行表征,通过WE-300型拉伸试验机和ML-10型销盘式磨料磨损试验机对其拉伸性能和耐磨性进行测试。结果表明,ART退火过程中,残余奥氏体在原奥氏体板条之间形核并长大,原始马氏体组织逐渐转变为铁素体-奥氏体板条交替分布的复合组织。随着ART退火时间的延长,残余奥氏体体积分数增加(由18.4%提高到 33.6%),Fe-5Mn-0.2C钢的综合力学性能和耐磨性随着残余奥氏体体积分数的增加而显著提高,强塑积由25 613提高到44 496 MPa·%,其耐磨性与目前广泛应用的ZGMn13耐磨钢、Hardox450耐磨钢和中碳马氏体耐磨钢相当。     

深冷对逆相变处理中锰钢组织性能的影响

为了研究原始组织状态对逆相变退火中锰钢微观组织和力学性能的影响,对淬火处理的中锰钢再进行-74℃深冷处理,采用SEM、EBSD、XRD等手段评价了逆相变退火处理后的微观组织,用单轴拉伸和冲击试验评价力学性能.研究结果表明:淬火态中锰钢的组织由马氏体和体积分数约为33％的残余奥氏体组成,深冷处理后得到残余奥氏体体积分数小...     

冷轧中锰钢的成形性能

 研究了两相区退火时间对中锰钢(0.1C-5Mn)的微观组织结构、力学性能及扩孔性能的影响。利用扫描电镜(SEM)和背散射电子成像技术(EBSD)对退火过程中微观组织结构的演化进行了表征;通过拉伸和扩孔试验测定了不同退火状态下中锰钢的强度、塑性和扩孔率。研究表明,中锰钢在650℃下逆转变退火获得了含有大量奥氏体相的基体为超细晶组织的奥氏体、铁素体双相钢组织,强塑积（Rm·A）达到30GPa·%以上;奥氏体体积分数随退火时间的延长而逐步增加,但过多亚稳奥氏体对钢的综合成形性能不利。     

中锰钢逆相变退火组织的演变及锰的配分行为

采用 SEM、TEM、STEM、XRD、EBSD 等实验分析方法对中锰钢(0.2C5Mn)在奥氏体逆相变不同时间退火过程中的微观组织演变进行了分析.结果表明：中锰钢在650℃短时间逆相变退火时析出大量 M3 C 型碳化物,随着退火时间的延长,逆相变奥氏体形成长大,获得马氏体、奥氏体双相片层状组织.马氏体与逆相变奥氏体晶粒取向服从 K-S 关系,且两相板条平均宽度在0.5μm 左右.退火过程中锰元素出现由淬火组织平均分布逐渐向逆相变奥氏体富集的配分行为,长时间退火后形成体积分数为30％的逆相变奥氏体,抗拉强度为960 MPa,屈服强度为500 MPa,总伸长率为40％,强塑积高达38.4 GPa??％.     

逆相变退火中锰钢的组织性能与成形极限

摘要：分别通过SEM、XRD、单轴拉伸试验和FLD等方法对比研究了中锰钢（MMnS780钢）与DP780钢的微观组织、力学性能及成形极限。结果表明，DP780钢获得铁素体和马氏体双相组织，具有连续屈服及较大的加工硬化能力，而MMnS780钢由细小的铁素体和奥氏体构成，具有明显屈服、相对较小的加工硬化能力和较大的均匀伸长率；不同应变状态下MMnS780钢较DP780钢具有更高的极限应变。退火组织以及细小的晶粒尺寸使MMnS780钢产生明显的屈服现象，细小组织以及亚稳奥氏体的TRIP效应使其具有较高的塑性和成形性能。     

逆相变退火中锰钢裂纹启裂行为

摘要：采用单轴拉伸及原位拉伸对逆相变退火中锰钢（0.13C-5Mn）进行拉伸实验,用XRD、EBSD、SEM及纳米硬度等方法表征了实验钢拉伸前后组织演变规律,研究了拉伸过程中裂纹启裂行为。结果表明,中锰钢在单轴拉伸过程中微孔萌生以铁素体/马氏体界面为主,夹杂物、铁素体和新鲜马氏体内部也成为裂纹萌生的重要位置,裂纹扩展不同路径造成单轴拉伸断口呈既有韧窝区域,又有解理和准解理区域的混合特征。     

基于退火路径的中锰钢组织转变与力学性能

为了更好地指导中锰钢工业试制,利用扫描电镜、电子背散射衍射、透射电镜和拉伸试验机等研究了不同退火路径下低碳中锰钢的组织转变及合金元素配分行为,并评价了其对力学性能的影响.结果表明,热轧中锰钢的显微组织主要由铁素体、板条马氏体、粒状贝氏体和残余奥氏体构成.经冷轧变形后,原组织中的铁素体和马氏体晶粒破碎,残余奥氏体和M/A...     

退火温度对冷轧中锰钢组织性能和断裂行为的影响

 为了系统研究临界区退火和全奥氏体区退火对中锰钢性能的影响,为中锰钢的实际应用提供理论基础,在650~900 ℃范围内系统研究了冷轧中锰钢的显微组织和力学性能,并通过断口形貌观察分析了试验钢的断裂特性。结果表明,试验钢在临界区退火的综合力学性能明显优于全奥氏体区退火。650~750 ℃退火时,抗拉强度在1 000 MPa左右,强塑积超过30 GPa·%,发生韧性断裂,宏观上可以观察到明显的层状裂纹,微观下为大量韧窝;在800~900 ℃退火时,抗拉强度在743~1 154 MPa范围内波动较大,强塑积不足10 GPa·%,断口平整,发生脆性沿晶断裂;退火温度为650 ℃时,组织为片层状和等轴状的奥氏体、铁素体双相及大量渗碳体;随着退火温度的升高,渗碳体逐渐溶解消失,等轴状组织所占体积分数明显增加,奥氏体体积分数也不断增加,在750 ℃时达到52.2%;退火温度为800 ℃时,有马氏体产生,奥氏体体积分数下降;退火温度为900 ℃时,组织基本为马氏体,残留奥氏体体积分数仅为14.6%。     

FeCMnAlSi中锰钢临界退火奥氏体生长模拟

作为第3代先进高强度钢中主要发展的材料之一,中锰钢由于具有高强度和大伸长率得到广泛研究。尽管进行了不少的研究工作,但大多仍采用依靠经验反复实验的方法。为改善这一情况,将渗碳体添加到模型中去,通过DICTRA软件对Fe-C-Mn-Al-Si五元体系中锰钢临界退火过程中奥氏体生长的动力学建模,讨论了奥氏体生长的3个过程及其中置换元素的配分所带来的影响;经场发射扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)分析,观察热轧钢亚温临界退火后的微观显微组织呈现薄膜状残余奥氏体。将实验数据与模拟情况相结合的结果表明,远端模型更适用于实际情况下合金的研究。     

两相区退火处理含铝中锰钢的组织和力学性能

 为了研究两相区退火处理对冷轧含铝中锰钢(0.2C-0.6Si-5Mn-1.2Al)(质量分数,%)微观组织和力学性能的影响规律,利用SEM、XRD及单轴拉伸等试验方法表征了不同工艺状态后的微观组织及测试了拉伸性能。结果表明,冷轧试验钢在退火过程中组织发生奥氏体逆转变,在退火温度为670 ℃、退火时间为10 min时可获得较佳的力学性能,即抗拉强度达到1 276 MPa,总伸长率达到51.8%,强塑积高达66.1 GPa·%。随着退火温度升高,残余奥氏体组织逐渐粗化且向马氏体组织转变,机械稳定性逐渐降低。残余奥氏体机械稳定性主要受残余奥氏体中碳质量分数及其晶粒尺寸的影响,而残余奥氏体中锰质量分数对其影响较小。     

Mn和Si对中锰热轧高强钢组织和性能的影响

为了研究Mn和Si元素对中锰热轧高强钢显微组织和力学性能的影响,设计了不同Mn、Si含量C-Si-Mn系试验用钢.利用热膨胀仪、扫描电镜、透射电镜、X射线衍射和单向拉伸等实验方法对试验用钢的相变点、显微组织、残余奥氏体含量和力学性能进行了测定与分析.结果表明：Mn和Si对中锰热轧高强钢的显微组织影响较大,对于低Si高Mn的试验钢,其显微组织主要由粒状贝氏体组成;对于高Si高Mn的试验钢,主要由贝氏体铁素体、马氏体和残余奥氏体组成;对于高Si低Mn的试验钢,则由块状铁素体、贝氏体、马氏体和残余奥氏体组成.高Si高Mn试验钢获得最高的综合力学性能,抗拉强度达1200 MPa以上,总伸长率为16%,强塑积接近20 GPa·%.分析认为,试验钢这种高强度和较高的塑性是由超细晶组织和TRIP效应共同决定的.     

0.13C-5Mn中锰钢的裂纹扩展行为

 为了研究基体组织为铁素体和亚稳奥氏体的0.13C-5Mn中锰钢裂纹扩展特性,采用载荷控制对其进行裂纹扩展试验,采用SEM、EBSD等手段表征了裂纹扩展行为。研究结果表明,裂纹扩展机制为滑移和积累损伤双重机制。在裂纹尖端的塑性区内发生亚稳奥氏体转变为马氏体的相变,发生转变的区域远远小于裂纹尖端塑性区尺寸,由于相变吸收了能量以及裂纹闭合效应降低了疲劳裂纹扩展速率。     

含钛中锰钢淬火-配分组织及力学性能

为了研究淬火配分含钛中锰钢的组织与力学性能,借助扫描电子显微镜,透射电子显微镜、电子背散射衍射技术与万能拉伸试验机、磨粒磨损试验机等,分析与测试了含钛中锰钢在165～240℃淬火380℃配分处理后组织、强度、塑性与磨粒磨损性能.结果 表明,试验钢淬火-配分组织主要为板条状一次马氏体、块状二次马氏体及残余奥氏体,同时含有...     

Al对锻态中锰钢组织与性能的影响

摘要：对比研究了锻态0.15C5Mn钢和0.15C5Mn2Al钢在室温下和750℃准静态拉伸条件下的力学性能,并对微观组织利用SEM和EBSD进行表征。研究结果表明,Al的加入引起了室温下的微观组织结构的不同,含铝钢在室温下的组织中存在很少量铁素体,导致含铝钢强度低;锻态0.15C5Mn钢和0.15C5Mn2Al钢在750℃下分别获得了90.5%和101%的伸长率;经750℃拉伸变形后0.15C5Mn钢获得马氏体组织,Al元素的添加扩大了双相区,使0.15C5Mn2Al钢在双相区拉伸变形,最终得到铁素体+马氏体双相组织,双相区变形使0.15C5Mn2Al钢具有较高的伸长率,降低了抗拉强度。     

热轧中锰马氏体耐磨钢的冲击磨损行为

 利用MLD-10型动载磨料磨损试验机,系统研究了热轧中锰马氏体耐磨钢在1、2.5和5 J冲击能量作用下的冲击磨料磨损行为,并与Hardox450钢进行了比较。借助光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)和布氏硬度计等设备分析了试验钢的组织、力学性能及磨损表层、亚表层,并探讨了其磨损机制。研究结果表明,试验钢的显微组织为板条马氏体,与Hardox450钢相比,其布氏硬度更高,-40 ℃下的冲击吸收能量更低,分别为503HB和15.3 J。相同工况条件下,试验钢的磨损失重明显小于Hardox450钢,且基于有效磨损时间修正后的磨损率均随着冲击能量的升高,呈现出先增大后减小的趋势。当冲击能量为2.5 J时,磨损率最大,磨损失重量最多。原因在于,冲击能量较低时,试验钢的磨损主要以犁沟为主,并伴随着少量的磨粒嵌入,磨损失重较少;当冲击能量为2.5 J时,磨损表面的切削加剧,且塑性变形造成大量磨粒嵌入基体,导致应力集中,并在反复冲击过程中产生疲劳裂纹,随后扩展至试验钢表面,形成疲劳剥落,磨损亚表层出现明显剥落坑,失重显著增加;当冲击能量为5 J时,磨损表面塑性变形增加,加工硬化显著,疲劳磨损占据主导,磨损表面硬度较高,犁沟和磨粒嵌入较少,磨损亚表层更为平整均匀,失重反而减少,磨损率下降。     

超细晶中锰钢温轧强化增塑机理

采用Gleeble-3500热模拟试验机测定了不同温度下中锰钢的变形抗力,并通过分阶段拉伸、扫描电镜、电子背散射衍射、X射线衍射等实验手段,对温轧中锰钢中逆转变奥氏体的相变行为进行观察和分析。研究发现,热轧马氏体中锰钢经过600℃温轧及退火后,获得较多较稳定的残余奥氏体,从而实现强度859 MPa和延伸率36%的优良力学性能。拉伸变形前期,锯齿状流变应力现象明显,残余奥氏体提供持续的TRIP效应来提高塑性,此过程中尺寸较大的逆转变奥氏体稳定性差,变形时先发生转变;拉伸变形后期,锯齿状波动消失,超细晶铁素体和马氏体发生塑性变形,马氏体强化及铁素体中的位错强化为主要强化方式。     

奥氏体组织对低碳中锰钢冷弯性能的影响

采用冷弯直径0～60 mm,弯曲角度180°,研究了20 mm厚度低碳中锰钢的冷弯性能,冷弯后外表均无可见裂纹,判定合格。利用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜、电子背散射衍射(EBSD)、X射线衍射仪等手段分析了显微组织,尤其是奥氏体组织在冷弯过程中对冷弯性能的影响。结果表明,冷弯前显微组织由板条马氏体和奥氏体组成,其中原始奥氏体晶界明显;冷弯直径为0 mm变形后,样品弧顶部分奥氏体的体积分数由12.3%降至1.1%,维氏硬度由295HV1增至364HV1,晶粒尺寸由4.07μm增至4.30μm。主要原因是在冷弯过程在中奥氏体组织发生塑性变形,奥氏体晶界变形消失,沿冷弯方向呈拉伸带状组织形貌,冷弯形变时奥氏体发生TRIP效应显著。