新型贝氏体钢的组织和冲击疲劳性能研究

通过显微组织观察和冲击疲劳实验,研究了不同热处理新型贝氏体钢的组织和冲击疲劳性能.结果表明:新型贝氏体钢正火低温回火的组织由贝氏体铁素体和奥氏体组成,淬火低温回火组织为回火马氏体和残余奥氏体,正火低温回火热处理的冲击疲劳寿命高于淬火低温回火热处理的冲击疲劳寿命.分析了多冲疲劳裂纹扩展的行为,讨论了正火低温回火提高冲击疲劳的原因.     

回火温度对两相区退火海工钢组织和性能的影响

对690 MPa级海工钢进行“淬火+两相区退火+回火”三步热处理,研究了回火温度对其组织和性能的影响、分析了力学性能变化与组织演变和残余奥氏体体积分数之间的关系。结果表明：回火后实验钢的显微组织为回火贝氏体/马氏体、临界铁素体和残余奥氏体的混合组织。随着回火温度的提高贝氏体/马氏体和临界铁素体逐渐分解成小尺寸晶粒,而残余奥氏体的体积分数逐渐增加;屈服强度由787 MPa降低到716 MPa,塑性和低温韧性明显增强,断后伸长率由20.30%增至29.24%,-40℃下的冲击功由77 J提升至150 J。残余奥氏体体积分数的增加引起裂纹扩展功增大,是低温韧性提高的主要原因。贝氏体/马氏体的分解和残余奥氏体的生成,引起组织细化、晶粒内低KAM值位错的比例逐渐提高和小角度晶界峰值的频率增大,使材料的塑性和韧性显著提高。     

纳米贝氏体/马氏体钢的热稳定性

将低温贝氏体相变前淬火得到由马氏体、贝氏体铁素体和残余奥氏体组成的纳米贝氏体钢,使用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和透射电镜(TEM)等手段观察在不同温度回火的纳米贝氏体钢的显微组织和硬度变化,研究了预相变马氏体对纳米贝氏体钢热稳定性的影响。结果表明:含有马氏体的纳米贝氏体钢在中低温(473~773 K)回火后其硬度比回火前的高,回火温度高于823 K其硬度迅速下降到266.2HV(923 K)。预形成的马氏体在473~573 K回火后向附近的残余奥氏体排碳,后者的碳含量提高到峰值1.52%,提高了残余奥氏体的热稳定性,延迟后者在高温时的分解,从而提高了纳米贝氏体钢的高温热稳定性;回火温度高于723 K则残余奥氏体分解成碳化物,贝氏体铁素体粗化、回复形成新的铁素体晶粒。     

低合金高强度钢的微观组织和疲劳裂纹扩展行为

用透射电镜观察了３０ＣｒＭｎＳｉＮｉ２Ａ钢等温的微观组织，疲劳裂纹扩展行为、裂纹尖端塑性区和位错结构，结果表明，等温状态组织由马氏体和贝氏体组成。在一个奥氏体晶粒内一般存在四个板条领域、裂纹尖端的塑性区内存在主位错带，疲劳断裂的基本组织单元为板条晶或板条束。裂纹遇到板条束界时方向发生较大偏斜。     

淬火温度对7Ni钢低温力学性能的影响

使用OM、SEM、TEM和XRD等手段观察并表征在不同温度淬火的7Ni钢的组织形貌和逆转奥氏体含量的变化,研究了淬火温度对7Ni钢的低温强度和低温韧性的影响。结果表明:当淬火温度从830℃提高到930℃时钢的低温韧性急剧下降,低温抗拉强度和屈服强度明显降低。同时,随着淬火温度的提高延伸率下降,与低温强度的变化趋势基本一致。在830℃淬火的试验钢,原奥氏体晶粒和马氏体板条束最为细小。而当淬火温度超过830℃时钢中的原奥氏体晶粒和马氏体板条束都显著长大,钢的低温强度和低温韧性随着晶粒尺寸与板条束宽度的增大而下降,粗化的组织对钢的低温强度与低温韧性都有不利的影响。随着淬火温度的提高钢中的逆转奥氏体含量基本上呈下降趋势,在830℃淬火的试验钢中逆转奥氏体含量最高,其低温冲击功也最高。     

水-空交替淬火技术及其在石油套管热处理中的应用研究

以热轧25MnV钢石油套管为研究对象,通过性能测试、透射电镜等方法,对比研究了水-空-水双介质交替淬火和强化冷却淬火两种工艺对钢的组织与力学性能的影响。结果表明:水-空-水交替淬火工艺可以有效减少石油套管的淬火内应力,防止淬火裂纹的产生;在该工艺下所得下贝氏体+板条马氏体束交割分布的复相组织以及马氏体条间少量残余奥氏体等二次析出相的综合作用下,材料的冲击韧性明显提高,综合力学性能大幅改善,提高了石油套管的抗断裂失效能力和使用安全性。     

低合金超级贝氏体钢组织形态的研究

针对贝氏体研究中的超级贝氏体组织,设计了试验用钢70MnSi2CrMo,经低温等温处理,获得贝氏体铁素体+残余奥氏体的组织,利用X射线衍射XRD、扫描电子显微镜SEM、透射电子显微镜TEM等仪器对其进行相组成和形态的检测分析.结果表明:在马氏体转变开始温度Ms点稍上的中低温区等温处理,贝氏体铁素体沿γ相晶界转变,无碳化物析出;α相转变排碳导致成分起伏,α/γ交界处过冷奥氏体稳定性增加,难以转变成马氏体;贝氏体铁素体的转变特征、过饱和的碳浓度、高密度位错、以及纳米尺寸相界面和亚结构等,影响着超级贝氏体钢的力学性能.     

两种热处理40CrNi2Si2MoVA钢的微观组织与力学行为EI

观察和比较了油淬热处理和等温热处理４０ｃｒＮｉ２Ｓｉ２ＭｏｖＡ钢的显微组织。研究表明，两种热处理后钢均得到回火马氏体＋贝氏体＋残余奥氏体的混合组织，但贝氏体及残余奥氏体形态有所不同。等温热处理后钢的韧性相较多而对韧性有益，主要表现为裂纹起始功的提高。     

淬火-配分处理对30CrMnSiA钢冲击韧性的影响

淬火-配分(Quenching and Partitioning, Q&P)钢由于具有优异的综合性能而备受关注。本文设计了一步等温和二步等温处理工艺,通过改变淬火温度和等温温度获得了不同含量一次马氏体(PM)、残余奥氏体(RA)、二次马氏体(FM)及贝氏体(BF)的多相微观结构。采用XRD、EBSD综合分析了淬火配分处理对马氏体/贝氏体形态、位错密度、体积含量、变体选择行为以及冲击韧性的影响。示波冲击试验结果表明:330 ℃是一步淬火配分和二步淬火配分处理的最佳淬火温度,该温度能够获得最佳的冲击韧性。与一步淬火配分处理比较,二步淬火配分处理可以提高复相组织中的RA含量,并降低FM含量。最优的淬火温度和配分温度有利于降低马氏体/贝氏体(M/B)中的位错密度、增加RA和大角度晶界(HAGB)体积含量,从而显著改善Q&P钢的冲击韧性。     

30CrMnSiA和30CrMnSiNi2A钢超高温淬火组织与性能的研究

研究了３０ＣｒＭｎＳｉＡ、３０ＣｒＭｎＳｉＮｉ２Ａ钢超高温淬火组织与力学性能关系。试验结果表明，在该钢Ａｃ３以上－２００℃超高温淬火可获得组织细小均匀的板条马氏体加残余奥氏体。控制超高温淬火加热保温时间，毁唯奥氏体化又能获得细小奥氏体晶粒，从而显著提高了该钢的强韧性。