Ni含量对0Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢力学性能的影响

研究了Ni含量对0Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢力学性能的影响.结果表明:添加Ni元素可以降低合金中的δ-铁素体含量,Ni含量越高,合金中δ-铁素体越少;Ni含量高的合金中的富铜相颗粒分布密集,细小,而Ni含量低的合金中的富铜相分布稀疏,且相对粗大;在相同回火温度下,较高Ni含量的合金的强度较高,塑性较低.     

Ni含量对0Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢富铜相析出的影响

研究了不同Ni含量的0Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢在1040℃固溶后油冷和炉冷(均进行480℃时效,分别表示为OC、FC试样)两种热处理工艺下的力学性能和微观组织变化规律,通过力学性能测试、SEM和TEM观察,探讨了Ni含量对力学性能和富铜相析出的影响.研究表明:FC试样的强度由于炉冷过程中析出了粗大的富铜相而显著低于OC试样的;随Ni含量的提高,两种试样的强度均增加,但差距在缩小,其原因是炉冷过程中析出的富铜相尺寸逐渐细小,表明Ni可以提高了Cu在γ相区的溶解度,延缓了固溶后炉冷过程中的富铜相析出;随时效温度的提高,不同Ni含量试验钢的强度降低,且Ni含量高的试验钢强度降低更显著;随Ni含量的提高,时效过程中富铜相的形核速率和长大速度增加,表明Ni降低了Cu在钢中的扩散激活能.     

淬火工艺对Cu沉淀强化钢组织和性能的影响

采用金相、扫描、透射、电子背散射衍射以及低温冲击等试验手段,研究了在线淬火(DQ)和离线淬火(RQ)两种工艺对Cu沉淀强化钢淬火回火组织和性能的影响。结果表明,在线淬火工艺处理后的试验钢的板条结构比离线淬火工艺处理后的细,位错密度更高;经回火后,在线淬火钢的规定塑性延伸强度达到了665 MPa,离线淬火钢规定塑性延伸强度为590 MPa,但是当温度从-80℃升高到-40℃时,在线淬火钢的低温韧性几乎没有提高,一直保持在10 J左右;当温度升高到-20℃时,韧性也只有95 J。相比之下,离线淬火钢在-40℃下的冲击吸收能量可以达到300 J,并随着温度的升高显著增加。     

时效对0Cr15Ni5Cu2Ti钢组织与性能的影响

研究了960℃℃和1000℃固溶处理后,时效对马氏体沉淀硬化不锈钢0Cr15Ni5Cu2Ti微观组织与力学性能影响。结果表明,采用960℃和1000℃固溶处理,在455～460℃时效冲击值出现最低值,断121表现为准解理;强度和硬度在460℃时效出现峰值。主要与组织中细小富铜相共格析出有关。随着时效温度增加,钢中富铜相长大,强度和硬度也随之降低。     

Ni含量对淬火态含Cu时效钢显微组织的影响

采用扫描电镜、透射电镜和电子背散射衍射等研究了Ni含量对淬火态含Cu时效钢显微组织和精细结构的影响。结果表明,随着Ni含量增加,含Cu时效钢显微组织由贝氏体组织逐渐向马氏体组织转变,显微硬度增加;原奥氏体晶粒尺寸随Ni含量增加略有增加,但马氏体板条宽度略有减小,马氏体变体与原奥氏体晶粒取向关系符合K-S关系。     

Cu含量对重力铸造Al-Cu-Mg-Sc合金组织及力学性能的影响

在重力铸造条件下制备了不同Cu含量(4%~6%,质量分数,下同)Al-Cu-Mg-Sc合金,采用500 ℃×4 h＋520 ℃×6 h的双级固溶,水冷后进行175 ℃×5 h时效。通过维氏硬度测试、室温拉伸性能测试试验、扫描电镜分析(SEM)等手段,研究了不同Cu含量对试验合金显微组织和力学性能的影响,进而优化Al-Cu-Mg-Sc铝合金成分。结果表明,经热处理后,随Cu含量从4.26%提高至5.58%,Al₂Cu析出相含量持续提高,热处理后合金屈服强度从191 MPa提升至216 MPa,抗拉强度从323 MPa提升至355 MPa,伸长率维持在13%附近。然而,当Cu含量较高时(6.13%),微观组织中Al₂Cu相体积分数较高,固溶后进入基体的Al₂Cu相数目有限,有大量Al₂Cu相残留在晶界处,经过时效处理后,合金的强化效果不能随Cu含量的增加而继续提升。因此整体上,随Cu含量提高,时效态高Cu含量合金的硬度和抗拉强度先增加随后趋于平稳,断后伸长率呈现先增加后降低的规律。Cu含量为5.58%的铸造Al-Cu-Mg-Sc铝合金时效后获得最佳综合性能,其硬度为117 HV,抗拉强度和屈服强度分别为355 MPa、216 MPa,断后伸长率为13.5%。     

Ni含量对淬回火态40CrNiMo钢显微组织和力学性能的影响

使用直读光谱仪、扫描电镜、X射线衍射仪和力学试验设备,研究了Ni含量对淬回火态40CrNiMo钢的显微组织、残留奥氏体含量、硬度、室温抗拉强度和室温冲击性能的影响。结果表明,随着Ni含量从1.346%增加至1.618%,40CrNiMo钢的显微组织、残留奥氏体含量无明显变化,但α-Fe的晶格畸变增大;在不同回火温度下,试验钢的硬度均提高5~10 HV;450 ℃回火的高Ni含量钢的抗拉强度比低Ni含量钢高78 MPa,抗拉强度的提高幅度则随着回火温度的升高而减小;然而在残留奥氏体含量几乎不变的条件下,Ni含量增加反而会使450、500 ℃回火后钢的冲击吸收能量降低约50%。     

Ni对30CrMnSi2钢组织及力学性能的影响

对不同Ni含量的30CrMnSi2钢低温回火后的组织与性能进行了研究。结果表明,试验钢组织由板条状回火马氏体和M/A岛组成;随着Ni含量的增加,M/A岛明显细化,M/A组织由岛状转变为细长条。冲击断口均为韧性断裂,随Ni含量增加,断口的韧性区域面积增大,等轴韧窝加深,韧窝数量增多,冲击吸收能量增加,Ni含量大于1.0%时,冲击吸收能量的增加趋势减弱。1.0%Ni试验钢的强度最大,韧塑性较好,综合性能最佳。     

Cu对高强高效无取向电工钢力学性能的影响

如何在保证磁性能的前提下获得高强度是驱动电机用高性能无取向电工钢研发需要解决的关键问题之一。利用Cu的析出强化是一种理想的手段,但是目前Cu对无取向电工钢的力学性能的影响研究尚不系统深入。设计并制备了含Cu高强高效无取向电工钢,利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、万能电子拉伸试验机等系统地研究了Cu对新型高强度高效率无取向电工钢力学性能的影响。结果表明,随着Cu含量的增加,实验钢热轧板、常化板和退火板样品的屈服强度和抗拉强度均增加,而伸长率整体上呈逐渐下降趋势。Cu在样品中主要以纳米尺寸富Cu析出相的形式析出,一方面阻碍位错运动,发挥沉淀强化的作用;同时对磁性能的不利影响较小。Cu含量越高,富Cu析出相数量越多,强化效果越显著。适量的Cu(质量分数为1.24%)不仅使实验钢强度明显提升而且还可保持一定的塑性。     

Ni含量对A330M超高强度钢组织性能的影响

采用扫描电镜、透射电镜和力学性能分析等试验方法,研究了1.85%、3.85%、5.00%Ni含量对A330M超高强度钢微观组织及力学性能的影响规律。结果表明,不同Ni含量的试验钢淬火+低温回火后的微观组织主要由板条马氏体、残留奥氏体及ε碳化物组成,在1.85%～5.00%的Ni含量范围内,随着Ni含量的增加,试验钢的Ms点逐渐降低,组织中的残留奥氏体含量逐渐增加;其抗拉强度和屈服强度随着Ni含量的增加不断降低,冲击吸收能量则升高显著,冲击断口韧窝比例不断增加。对3种Ni含量的A330M钢的强韧性进行比较,3.85%的Ni含量可以获得最佳的强韧性匹配,抗拉强度为2207 MPa,冲击吸收能量为34 J。     

Effect of Zn,Cu and Ni addition on microstructure and mechanical properties of as-cast Mg-Dy alloys

This paper presents some research information on the effects of Zn, Cu and Ni on the microstructure and mechanical properties of as-cast Mg-2Dy(at.%) alloys. The Mg-2Dy alloy is composed of α-Mg and Mg24Dy5 phases. With the addition of 0.5at.%Zn, 0.5at.%Cu and 0.5at.%Ni, respectively, besides α-Mg, the long period stacking order(LPSO) phases containing Zn, Cu, and Ni precipitated in the α-Mg interdentritic boundary. The addition of Ni effectively refined the dendrite arm spacing. The as-cast Mg-2Dy-0.5Ni alloy exhibited the best tensile strengths and elongation. The better mechanical properties were mainly attributed to small secondry dendrite arm spacing(SDAS) and high volume fraction of LPSO phases.     

固溶处理对Cr23Ni7Mo2Cu0.6双相不锈钢组织与性能的影响

利用XSL-4-12箱式热处理炉、ZEISS金相显微镜、HRS-150数显洛氏硬度计及拉伸试验机研究了固溶处理对Cr23Ni7Mo2Cu0.6双相不锈钢组织与性能的影响。结果表明,铁素体含量随着固溶温度的升高而增加,在930~960 ℃之间铁素体与奥氏体面积比达到1∶1,σ相的含量随着固溶温度的升高而逐渐减少,在960 ℃时仅有少量σ相存在于相界处,1020 ℃时由于锻造造成的奥氏体相分布不均的情况也得到了改善。合金硬度与抗拉强度随着固溶温度的上升呈现先下降后上升的趋势,分别在1020 ℃和1050 ℃达到最小值94.4 HRB和547 MPa,伸长率则随着固溶温度的升高呈现先上升后下降的趋势,在990 ℃时达到峰值41.5%。综合钢丝拉拔变形过程中材料的硬度、塑韧性及组织均匀性对材料成形性能的影响,Cr23Ni7Mo2Cu0.6双相不锈钢的固溶温度宜选择1020 ℃。     

Synergistic effects of Cu and Ni on nanoscale precipitation and mechanical properties of high-strength steels

There is an increasing demand for ultrahigh-strength ferritic steels strengthened by nanoprecipitates. Improvement of the precipitation strengthening response requires an understanding of the nanoscale precipitation mechanisms. In this study, the synergistic effects of Cu and Ni on nanoscale precipitation and mechanical properties of ferritic steels were thoroughly investigated, and new steels with ultrahigh strength and high ductility have been developed. Our results indicate that Ni effectively increases the number density of Cu-rich nanoprecipitates by more than an order of magnitude, leading to a substantial increase in yield strength. It appears that Ni decreases both the strain energy for nucleation and the interfacial energy between the nucleus and the matrix, thereby decreasing the critical energy for nucleation of Cu-rich nanoprecipitates. Cu and Ni are also found to be beneficial to grain-size refinement, resulting from lowering the austenite-to-ferrite transformation temperature, as determined from thermodynamic calculations. In addition, the strengthening mechanisms of Cu and Ni were quantitatively evaluated in terms of precipitation strengthening, grain refinement strengthening and solid-solution strengthening. The current findings shed light on the composition–microstructure–property relationships in nanoprecipitate-strengthened ferritic steels.     

热处理工艺对0Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢组织和力学性能的影响

通过透射电镜、扫描电镜、X射线衍射、光学显微镜等显微组织分析及力学性能测试,研究了不同固溶温度、时效温度及其冷却方式对0Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢组织和力学性能的影响,演绎了该不锈钢大型锻件的热处理工艺。结果表明,以1040℃固溶处理,0Cr17Ni4Cu4Nb钢可获得较好的综合力学性能,固溶后采用油冷,钢的强度最高,塑性较好;时效冷却速度对合金力学性能的影响较小,采用480℃时效空冷既能满足强度要求,也能保持理想韧性。该钢的最佳热处理工艺为1040℃固溶(油冷)+480℃时效(空冷)。     

回火温度对7Ni钢组织和性能的影响

利用OM、SEM、TEM和XRD试验方法,分析在两相区淬火+回火(QLT)工艺中,不同回火温度下7Ni钢组织形貌和逆转变奥氏体含量的变化,研究回火温度对7Ni钢低温强度和低温韧性的影响。结果表明:随着回火温度升高,7Ni钢抗拉强度逐渐提高,而低温韧性呈现先升高后降低的趋势。回火温度从560 ℃提高到620 ℃过程中,7Ni钢马氏体组织由粗大转变为均匀弥散细小,抗拉强度逐渐提高。当回火温度较低时,钢中马氏体回复不充分,析出的逆转变奥氏体量较少,低温韧性偏低。随着回火温度升高,7Ni钢逆转变奥氏体含量不断升高,但稳定性下降,大量不稳定的逆转变奥氏体在低温下发生转变,不利于钢低温韧性的改善。7Ni钢低温韧性随着回火温度升高呈现先升高后降低的趋势,并在580 ℃时获得最好的低温韧性。     

Effects of Cu content on microstructure and mechanical properties of rheo-diecasting Al-6Zn-2Mg-xCu alloys

A systematic study on how Cu content affects the microstructure and mechanical properties of rheo-diecasting Al-6Zn-2Mg-xCu alloys during solution treatment and ageing heat treatment was conducted. The swirled enthalpy equilibrium device (SEED) was adopted to prepare the semi-solid slurry of Al-6Zn-2Mg-xCu alloys. The microstructure development and mechanical properties were studied using optical microscopy (OM), scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD), differential scanning calorimetry (DSC), as well as hardness and tensile testing. The grain boundary and shape factor were calculated using image processing software (Image-Pro Plus 6.0). Results show that the alloys are composed of typical globular primary α-Al grains, eutectic phases, and smaller secondary α-Al grains. After solution and ageing heat treatment, the eutectic phases are dissolved into Al matrix when the Cu content is lower than 1.5wt.%, while some eutectic phases transform into Al₂CuMg (S) phases and remain at grain boundaries when Cu content reaches 2wt.%. T6 heat treatment significantly enhances the mechanical properties of rheo-diecasting Al-6Zn-2Mg-xCu alloys. When Cu concentration is 0.5wt.%–1.5wt.%, the ultimate tensile strength, yield strength and elongation of T6 treated alloys rise to around 500 MPa, 420 MPa, and 18%, respectively.