Nb对Fe-28Mn-10Al-C低密度钢组织与机械性能的影响（英文）

开发制备了一种汽车用含0.5%Nb(质量分数)的Fe-28Mn-10Al-C-0.5Nb低密度钢,旨在研究Nb在奥氏体Fe-Mn-Al-C低密度钢中的存在形态,以及Nb添加对Fe-Mn-Al-C低密度钢组织与力学性能影响。结果表明,Fe-28Mn-10Al-C低密度钢中加入Nb后,奥氏体晶粒平均尺寸由39.49μm细化到13.67μm,且退火孪晶形成受到抑制。随着Nb添加,Fe-28Mn-10Al-C低密度钢的屈服强度和抗拉强度分别升高170MPa和64MPa,断后伸长率升高11.5%,强度与延展性表现出良好平衡。加Nb低密度钢的高强度与高韧性与Nb C析出相的沉淀强化和奥氏体细晶强化有关,且含Nb低密度钢屈服强度的升高主要由析出强化引起。     

稀土对低碳高铌钢奥氏体晶粒尺寸及Nb、Ti固溶的影响

研究了稀土对低碳高铌钢奥氏体化行为的影响,采用激光共焦显微镜观察了低碳高铌钢的奥氏体原始组织,采用电感耦合等离子体原子发射光谱仪(ICP)测定了不同加热温度下Nb、Ti的固溶量,通过扫描电子显微镜观察未固溶颗粒的大小及分布情况。结果表明,稀土能提高低碳高铌钢原始奥氏体晶粒的均匀性,细化该钢的原始奥氏体晶粒,降低钢中Nb、Ti的固溶温度。加入稀土后,在1250℃加热时奥氏体平均晶粒尺寸由未添加稀土时的36.18μm减小到23.16μm。加热温度为1250℃时,稀土使Nb、Ti的固溶百分含量分别提高了54.1%和44.9%;加热温度为1280℃时,稀土使Nb、Ti的固溶百分含量分别提高了25.6%和13.7%。     

Nb对Fe-28Mn-10Al-C低密度钢组织与机械性能的影响

开发制备了一种汽车用含0.5％Nb(质量分数)的Fe-28Mn-10Al-C-0.5Nb 低密度钢,旨在研究Nb 在奥氏体Fe-Mn-Al-C低密度钢中的存在形态,以及Nb 添加对Fe-Mn-Al-C 低密度钢组织与力学性能影响.结果表明,Fe-28Mn-10Al-C 低密度钢中加入Nb 后,奥氏体晶粒平均尺寸由39....     

Nb和Mo对矿用磨球用钢微结构和相变的影响

对不同合金成分磨球用钢样品进行高温激光共聚焦显微镜(HT-CLSM)原位观察和JMatPro软件模拟计算,研究了Nb、Mo元素对其热处理过程中微结构和相变的影响。结果表明,试验钢中添加0.051%Nb元素的原奥氏体平均晶粒尺寸最小(38.8 μm),添加0.079%Mo元素的次之,无添加的最大,可达74.1 μm。添加Nb元素时,析出物类别主要为Nb(C, N)和MnS,析出物的数量最多,显著阻碍了高温奥氏体晶粒长大。添加Mo元素时,析出物类别主要为MnS和AlN,析出物数量次之,对奥氏体晶粒长大有一定的阻碍作用。Nb和Mo元素的添加均有利于扩大贝氏体转变区,增加贝氏体转变量,提高马氏体转变开始温度。     

55MnCrNb钢的脱碳行为

以含Nb高碳钢为研究对象,研究了钢的表面脱碳层深度及奥氏体晶粒大小随温度变化规律。结果表明:试验钢在800℃保温20 min,钢的表面有一层致密的氧化铁皮,脱碳现象不明显。温度从900℃升高到950℃,钢表面氧化铁皮开始开裂并与基体间形成缝隙,脱碳现象明显,在1180℃时总脱碳层深度为269μm。随温度从900℃升高到1180℃,奥氏体晶粒尺寸长大明显,900℃奥氏体晶粒平均尺寸16.8μm,当温度升高到1180℃时,奥氏体晶粒平均尺寸达到132μm。随温度升高,未固溶Nb C量降低及奥氏体晶粒长大,使C原子扩散阻力降低,脱碳层深度随温度升高而增大。     

Nb元素对中碳钢热处理组织及力学性能的影响

采用光学电镜、扫描电镜及力学性能测试,分析经变形热处理后的两种中碳钢的组织及力学性能变化,揭示Nb对中碳钢性能的影响规律。结果表明,中碳钢中微量Nb元素可细化奥氏体晶粒,晶粒尺寸从原本的34.5μm降低至14.5μm,同时Nb元素还可促进试验钢中铁素体的形成;Nb元素可促进钢铁中含Nb析出物的形成,析出物尺寸为20~50 nm,可抑制晶粒增长,提高中碳钢的屈服强度和低温冲击功。     

微合金元素Nb对B5钢力学性能和微观组织的影响

利用扫描电镜(SEM)、光学显微镜(OM)和电子万能试验机等研究了微合金元素Nb对高碳耐磨钢球用B5钢微观组织和力学性能的影响.结果 表明:添加质量分数为0.040％的铌元素后,高碳耐磨钢球用B5钢的晶粒尺寸从27.60 μm降低到21.25 μm,珠光体团尺寸从12.1μm减小至7.7 μm,珠光体片层间距降低了约15％,渗碳体片展弦比减小;第二相粒子(Nb,Ti)C的析出起到沉淀强化的同时,也促使渗碳体片层出现碎化、断开现象.添加质量分数为0.040％的铌元素后,提高了高碳耐磨钢球用B5钢的强度和塑性,其抗拉强度为1026 MPa;断后伸长率为11.8％.     

循环加热.淬火工艺下超细晶奥氏体的晶粒演变特征

分别利用含Nb钢和Nb-V-Ti钢研究了循环加热-淬火工艺下原始组织分别为温轧铁素体/珠光体、温轧回火马氏体以及常规铁素体/贝氏体的热模拟试样在不同循环次数条件下所获得的超细晶奥氏体晶粒的演变特征。研究表明:复合微合金化更有利于该工艺下奥氏体晶粒的超细化,且相比之下以温轧铁素体/珠光体为原始组织更有利于获得超细晶奥氏体,利用这一原始组织在3~4次循环加热-淬火处理后得到奥氏体晶粒尺寸在1~2μm;同样原始组织条件下,单纯添加Nb使得实现最大程度奥氏体晶粒超细化效果所需要的循环加热-淬火次数减少;根据Nb-V-Ti复合微合金钢中析出相粒子的透射及能谱分析发现,V的大量固溶以及Nb的部分溶解很大程度上决定着微合金元素添加对奥氏体晶粒超细化的影响程度。     

Nb对Q345低Mo耐火钢CCT曲线的影响

通过测定两种不同Nb含量的Q345级低Mo(约0.25 wt％)耐火钢连续冷却转变(CCT)曲线,研究了Nb对Q345低Mo耐火钢CCT曲线的影响.试验结果表明,添加Nb元素可以使Q345级低Mo耐火钢的CCT曲线向右移动,贝氏体相变临界冷却速度降低,同时降低试验钢奥氏体临界转变温度,抑制奥氏体转变为珠光体,从而有利于...     

Nb、V微合金钢筋高温热塑性及奥氏体长大规律

在实验室采用Gleeble 3500与箱式电阻炉分别对试验钢的高温热塑性及奥氏体晶粒长大规律进行了测试,研究了Nb对V微合金化高强钢筋高温热塑性与奥氏体长大规律的影响。结果表明：Nb的加入使V微合金化高强度钢筋的高温低塑性区扩大至1035 ℃,并使800~1000 ℃范围内的塑性减小,但对650 ℃以下的塑性有所改善。奥氏体平均晶粒尺寸变化曲线表明,与保温时间相比,加热温度对晶粒尺寸的影响更大;不含Nb试验钢奥氏体晶粒异常长大的温度为1050 ℃,含Nb试验钢奥氏体晶粒异常长大的温度为1100 ℃;当加热温度≥1050 ℃时,含Nb试验钢的晶粒尺寸比不含Nb试验钢细小,减小20 μm左右。     

淬火温度对Nb微合金化齿轮钢18CrNiMo7-6组织演变及力学性能的影响

通过Thermo-calc热力学计算软件、扫描电镜、光学显微镜、冲击试验及拉伸试验等,研究了淬火温度对Nb微合金化齿轮钢18CrNiMo7-6组织及力学性能的影响。结果表明:随着淬火温度的升高,Nb微合金化齿轮奥氏体平均晶粒尺寸增加,但保持在20 μm 以下,晶界稳定性较高;根据Thermo-calc热力学计算结果可知,主要存在的碳氮化物为Cr₇C₃、Cr₂₃C₆、NbC以及AlN,其中Cr₇C₃、Cr₂₃C₆固溶温度较低,分别为730 ℃和749 ℃,NbC、AlN固溶温度较高,分别为1180 ℃和1070 ℃,NbC和AlN为主要钉扎晶界、细化晶粒的碳氮化物;NbC中存在少量的N元素,在一定温度下,NbC有向Nb(C,N)转变的趋势。随着淬火温度的升高,屈服强度呈降低趋势,抗拉强度在860 ℃出现平台,冲击性能先升高后降低。含Nb齿轮钢18CrNiMo7-6具有较宽的工艺设计窗口,最佳热处理工艺为860 ℃淬火+180 ℃低温回火,此时抗拉强度为1455 MPa,屈服强度为1229 MPa,冲击吸收能量为100 J,硬度约为44 HRC。     

热处理工艺对51CrV4钢组织及性能的影响

研究了淬火回火和等温淬火热处理工艺对51CrV4钢显微组织、力学性能及疲劳性能的影响。结果表明,与淬火回火的传统热处理工艺相比,51CrV4钢等温淬火热处理后显微组织为下贝氏体+马氏体+残留奥氏体的复相组织,抗拉强度、断后伸长率、断裂韧性及疲劳极限分别提高14%、24%、34%和15%,获得高强度、高塑性和高韧性的综合力学性能,以及优良的疲劳性能。     

硅含量与淬火温度对Q&P钢组织及性能的影响

采用盐浴对两种硅含量不同的试验钢进行了淬火配分处理,并用金相显微镜、扫描电镜与拉伸试验机对不同淬火温度下试验钢组织及性能的转变规律展开了研究。结果表明,试验钢的显微组织由铁素体、马氏体、残留奥氏体与贝氏体组成;硅含量增加,有利于试验钢中残留奥氏体体积分数提高,抗拉强度和屈服强度显著提高,伸长率降低,强度随淬火温度变化的幅度减小;经260 ℃淬火、360 ℃配分后,2.13%(质量分数)Si钢在拥有高强度的同时保持了较好的伸长率,其抗拉强度为958.66 MPa,屈服强度为458.99 MPa,伸长率为15.35%,强塑积为14.66 GPa·%,综合力学性能最佳。     

淬火温度对新型齿轮钢组织及力学性能的影响

通过SEM、TEM和XRD分析,结合拉伸试验、断裂韧度试验和硬度测试,研究了淬火温度对新型齿轮钢组织及力学性能的影响。结果表明,经850～1050℃淬火+深冷+回火,试验钢的抗拉强度、屈服强度和洛氏硬度均随着淬火温度的升高先升高后逐渐降低,在900℃时分别达到峰值,此时抗拉强度为1483 MPa,断裂韧度则在淬火温度为1000℃时达到最高,为62.4 MPa·m^1/2。淬火温度低于1000℃时,试验钢的晶界及马氏体板条上存在富Mo型M₆C碳化物,碳化物随淬火温度的升高逐渐溶解,在1000℃时未再观察到未溶相。试验钢的原始奥氏体晶粒尺寸随淬火温度的升高先缓慢增大,当温度超过1000℃时,原始奥氏体晶粒及组织快速粗化,断裂韧度和断面收缩率也出现大幅度降低。     

铌微合金化高强塑积冷轧DP780钢的I&Q&P工艺

基于亚稳奥氏体形变诱导相变理论,在实验室采用盐浴炉对800 MPa级冷轧双相钢DP780的I&Q&P(临界退火与淬火配分)工艺进行了探讨,并采用光学显微镜、扫描电镜、拉伸试验机与XRD对不同工艺下试验钢的组织性能进行了研究。结果表明,在I&Q&P工艺试验条件下,试验钢的显微组织由铁素体、马氏体与残留奥氏体组成;830 ℃退火时铁素体晶粒尺寸以＞5 μm为主,860 ℃退火下其晶粒尺寸以＜5 μm为主。830 ℃退火时试验钢的力学性能随淬火温度的变化波动较大,860 ℃退火时试验钢的力学性能随淬火温度的变化波动较小。860 ℃退火+260 ℃淬火时,试验钢的综合力学性能最佳,其抗拉强度、伸长率与强塑积分别为802 MPa、26.8%与21.5 GPa·%,钢中残留奥氏体含量高达13.89%。     

两相区回火温度对含7%锰Q690钢组织和性能的影响

采用SEM、XRD、TEM和Thermo-Calc软件计算等手段研究了两相区回火温度对0.02C-7Mn钢的组织和性能变化的影响。结果表明,淬火后试验钢组织以淬火马氏体为主,伴有极少量的残留奥氏体;两相区回火后,基体组织以回火马氏体为主,出现逆转变奥氏体,空冷后转变为残留奥氏体。随着回火温度的升高,残留奥氏体的含量逐渐增加,在650 ℃回火后到达峰值为18.78%;与此同时出现了6.57%的ε-马氏体。两相区回火后,试验钢的抗拉强度均有下降,但是屈服强度有不同程度的升高,这归因于回火过程中位错密度的下降以及弥散第二相的析出。另外,ε-马氏体的存在不仅迅速降低了屈服强度,而且还损害了韧性。在600 ℃回火后,试验钢具有优异的综合力学性能(横向:抗拉强度为984 MPa、屈服强度为973 MPa,-40 ℃冲击吸收能量为163 J,纵向:抗拉强度为947 MPa、屈服强度为919 MPa,-40 ℃冲击吸收能量为186 J),满足Q690用钢的力学性能需求。     

淬火工艺对含Ni中锰钢组织和性能的影响

通过扫描电镜观察、拉伸及低温冲击试验,研究了不同淬火工艺对含1%(质量分数)Ni的中锰钢组织和性能的影响。结果表明,随着淬火温度升高,试验钢的屈服强度和抗拉强度先增大后减小,随后再逐渐增大,低温冲击吸收能量具有相同变化趋势;中锰钢的最优调质工艺为900 ℃淬火后于600 ℃回火,其屈服强度、抗拉强度及伸长率分别能达到560 MPa、640 MPa及21.8%,-50 ℃ 冲击吸收能量达到270 J,获得了良好的综合力学性能。调质态试验钢在不同淬火温度下均获得了铁素体和回火马氏体组织,随着淬火温度升高,马氏体比例增加,晶粒尺寸逐渐减小。     

微合金化2000 MPa热成形钢的析出相热力学计算与强韧性

通过热力学计算软件Thermo-Calc计算了2000 MPa热成形钢的平衡相图、各相的析出温度、相中的元素含量、碳化物在不同温度下的长大规律以及不同Nb、V含量对其碳化物析出温度和析出量的影响规律。选定特定成分,利用50 kg真空炉进行了熔炼,并进行热轧和冷轧,利用平板模具淬火的方式模拟热成形工艺并进行了力学性能检测和三点弯曲性能检测。利用场发射扫描电镜和EBSD对组织进行了表征。结果表明,Nb、V微合金化2000 MPa热成形钢中的碳化物主要有NbC和VC,析出温度分别在1150 ℃以上及880 ℃以上,且其析出温度分别随着Nb和V含量的升高而升高。平板模具淬火后热成形钢板的抗拉强度超过2000 MPa,伸长率超过8%,拉伸断口为韧性断口,且三点弯曲角度超过66°。SEM和EBSD的结果表明,马氏体组织由马氏体束(packet)、马氏体块(block)和马氏体板条(lath)组成,原奥氏体晶粒约为10 μm,且马氏体块的尺寸<5 μm,马氏体块内部由马氏体板条组成,马氏体板条间为不连续的小角度晶界,晶界的取向差大部分小于5°。细小的原奥氏体晶粒和马氏体块组织是微合金化2000 MPa热成形钢具有高强度、高塑韧性的主要原因。     

回火时间对1800 MPa级热成形钢组织和性能的影响

采用扫描电镜、电子背散射衍射技术、室温拉伸试验等研究了1800 MPa级热成形钢经930 ℃保温4 min保压淬火后在200 ℃回火不同时间(10~30 min)对其组织和力学性能的影响。结果表明,随着回火时间的延长,试验钢的抗拉强度变化较小,其屈服强度和断后伸长率均呈先增后减的趋势。经20 min回火后,马氏体亚晶粒尺寸最小;回火10 min后,组织中的小角度晶界最多。200 ℃回火10 min后由于试验钢的残余应力释放、马氏体亚晶粒尺寸减小和小角度晶界增多,综合影响下热成形钢的综合力学性能最佳,其抗拉强度为1844 MPa,断后伸长率从淬火态的8.27%提升到11.78%,强塑积达21 GPa·%以上,说明短时回火有利于该超高强度钢的综合性能提高及其热成形件的可靠应用。