回火温度对高碳中锰钢性能的影响

研究了回火温度对变质高碳中锰钢组织与性能的影响，结果表明，随回火温度升高冲击韧度增大，组织中回火碳化物增多，耐磨性提高，当回火温度达３００℃时，无缺口冲击韧度达最大值，为１２１．４Ｊ／ｃｍ＾２。与常规水韧处理的试验钢相比，无缺口冲击韧度提高８０％，磨损失重降低了５６％，硬度变化不大。     

多元素高碳中锰钢衬板的试制与应用

提高中锰钢的含碳量，加入少量的合金元素，采用适当的工艺措施，在保证良好的韧性同时，提高加工硬化能力，获得在非强烈冲击工况用的新型耐磨材料。用其替代Ｍｎ１３做颚板，衬板，耐磨必珂提高１．６倍以上。     

淬火温度对高碳中铬钢组织及力学性能的影响

研究了900~1 050℃不同淬火温度,高碳中铬钢的组织特征及力学性能。结果表明,随着淬火温度的升高,钢中碳化物逐渐溶解,1 000℃时,基本全部溶入基体中;组织中残余奥氏体含量随淬火温度的提高而增加,1 050℃时达到最大为23.6%;钢的硬度和冲击韧度先升高后降低,950℃时硬度达到最高为60.5 HRC,1 000℃时冲击韧度达到最大为20 J·cm-2。钢在静磨料磨损条件下,表现为切削磨损,主要受硬度和碳化物的影响,900℃淬火后,钢的耐磨性最好。     

大型铜矿用球磨机衬板硅锰钢的组织与性能

为了获得矿用球磨机衬板良好的性能,对硅锰钢衬板材料进行淬火并二次回火,进行显微组织的观察和硬度、冲击及摩擦磨损测试。结果表明,二次回火后硬度下降约1 HRC,韧性提高约10%;摩擦转速是影响磨损机制的关键因素：低速时磨损以磨粒磨损为主,高速时以粘着磨损为主。     

消除硅锰钢履带板销孔毛刺的试验研究

通过试验，对比了各种附加物对芯砂抗开裂性能的影响，并进行了浇注试验。得到了能够有效地消除硅锰钢履带板销孔毛刺的芯砂附加物及合适的芯砂配方。     

调质中碳硅锰钢中硼的控制及其作用

采用加铝定氮的方法,稳定地控制了钢中酸溶硼的含量。分析了中碳硅锰钢调质处理前的轧制状态、不同的热处理或热加工对调质处理后钢中硼的分布及冲击性能的影响。结果表明,不同的热加工历程,对调质处理后钢中硼碳化物在晶界的偏聚析出和钢的冲击性能都有不同程度的影响。说明为提高硼在钢中的均匀化程度,一方面要在工艺许可的范围内选择较高的热加工温度,另一方面油冷等淬火快冷方式能够避免硼碳化物的沿晶偏聚析出。     

低温环境下2519A铝合金动态力学性能及组织演化

为研究低温下动态冲击对2519A铝合金流变应力和组织演化的影响,在低温下利用霍普金森压杆对2519A-T87态铝合金进行应变速率为1000~4200 s-1的动态冲击压缩实验,同时运用光学显微镜与透射电镜,对低温下的冲击微观组织进行观察和分析。结果表明:在低温环境下,绝热剪切带中心区域为亚晶组织,再结晶程度较低;同时,在形变带内出现长度较短、连续性较差的微裂纹,裂纹末端向基体扩展。随着冲击温度的降低,材料的屈服抗力迅速增加,出现绝热剪切带的临界应变速率随之降低。在中高应变速率下,长条状弥散相粒子发生不同程度的脆性断裂,从而引起流变应力的迅速提高。     

碳的梯度扩散分配对硅锰钢显微组织与力学性能的影响

利用碳在马氏体与奥氏体之间的扩散分配实现钢的组织结构与力学性能调控,是近年来钢铁材料领域的重要研究方向。基于碳的完全均匀分配,Speer提出了淬火-分配（Q-P）热处理工艺,本文总结了近年Q-P工艺碳分配机理研究和工艺实践。同时,根据碳在奥氏体和马氏体中的扩散分配过程分析,提出了碳的梯度扩散分配与控制理念,并开发出了分级-淬火-分配（S-Q-P）工艺,希望能获得低碳马氏体、残留奥氏体、高碳马氏体相间分布的组织。对35SiMn钢分别进行淬火-回火（Q-T）、Q-P及S-Q-P工艺试验,并测量力学性能及观察显微组织。结果表明,S-Q-P工艺处理后钢的强塑性积达到31.2 GPa%（1240 MPa×25%）,比传统Q-T和现行Q-P工艺分别提高67%和32%,其显微组织也接近于工艺设计的理想组织,证明了利用碳的梯度扩散分配可以实现对钢的组织与性能的调控。     

高碳高硅纳米贝氏体钢回火后的组织与力学性能

高碳高硅钢经300和340℃等温淬火后获得了纳米贝氏体组织,采用扫描电镜、透射电镜、显微硬度仪和拉伸及冲击试验等研究了其经200～600℃回火处理后的显微组织和力学性能.结果 表明,在相同回火条件下,与340℃等温淬火试样相比,300℃等温淬火试样的强度、硬度和冲击韧性较高,塑性较低.纳米贝氏体组织在300℃以下具有良...     

显微组织和应变速率对TC4合金动态力学性能和绝热剪切带的影响

通过热处理成功获得了等轴、片层和双态3种组织结构的TC4合金,并研究了其动态力学性能及变形机制。通过对比硬化-软化转变临界剪切应变率、最大抗剪切强度、萌发绝热剪切带的临界剪切应变速率和承载时间4个指标评估了3种组织合金的动态力学性能。结果表明,片层组织TC4合金具有较高的抗剪切强度和临界剪切应变速率以及最低的绝热剪切敏感性,其动态力学性能最佳。进一步的微观结构分析表明,3种组织合金中所形成的绝热剪切带均为脆性剪切带,且剪切带宽度随剪切应变速率的增大而减小。当剪切应变速率相同时,3种组织合金的剪切带宽度由大到小依次为：片层组织、双态组织、等轴组织。     

Q-P和S-Q-P工艺在中高碳硅锰钢中的应用

为探索淬火-分配（Q-P）工艺和分级淬火-分配（S-Q-P）工艺对中高碳钢力学性能的提升作用,对两种中高碳硅锰钢分别进行淬火-回火（Q-T）、Q-P和S-Q-P工艺处理。用拉伸试验机测定抗拉强度和断后伸长率,利用XRD测定残留奥氏体体积分数,用SEM分析微观组织。力学性能试验结果显示,与传统的Q-T和当前流行的Q-P工艺相比,经S-Q-P处理后钢的综合力学性能显著优化。特别是当含硅量较高时,S-Q-P处理后的中高碳硅锰钢强塑性积比Q-T处理后提高3倍以上。微观组织分析表明,S-Q-P处理过程中碳分配过程更加充分,其中的硅元素起到抑制贝氏体竞争反应的作用,因而中高碳硅锰钢经S-Q-P处理后表现出很好的综合力学性能。此外,Q-P工艺对中高碳硅锰钢综合力学性能的改善作用不明显,可能是由于其中发生大量竞争反应,产生贝氏体组织所致。     

温度对低碳钢微观组织与高温力学性能的影响

利用场发射扫描电镜(FE-SEM)、电子背散射衍射技术(EBSD)与电子万能试验机对低碳钢不同温度下的微观组织与高温力学性能进行了详细的研究与讨论。结果表明,无论室温拉伸还是高温拉伸,位于晶界上的碳化物(Fe₃C)颗粒是诱发低碳钢裂纹的主要因素。与室温拉伸性能相比,提高加热温度,抗拉强度明显下降,伸长率显著增加。在高温下,随着温度的提高,抗拉强度线性下降,而伸长率先降低而后趋于稳定。在520 ℃拉伸过程中,低碳钢中产生了大量的滑移带,诱发了动态回复。提高温度至720 ℃时,珠光体组织发生球化,形变铁素体晶粒内出现等轴状小晶粒,即发生了动态再结晶;经EBSD分析,形变铁素体晶粒间取向差较大,而其发生再结晶的等轴小晶粒间取向差较小。     

热处理工艺对高锰含铝TRIP钢残留奥氏体和力学性能的影响

设计了新型低碳、5％锰、含铝TRIP钢,通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)及室温拉伸性能测试研究了不同热处理工艺对试验钢残留奥氏体和力学性能的影响,并借助Therma-Calc热力学软件对试验钢进行了平衡热力学计算.结果表明:1％Al元素的添加,使得试验钢平衡相图中的两相区温度范围扩大并向高温区移动.试验钢在660℃等温5 min后,可以获得15.1％的残留奥氏体,对应的抗拉强度803 MPa,伸长率可以达到24％,即试验钢经过一步简单的短时间两相区退火处理后可以获得数量较多的残留奥氏体和比较理想的力学性能.另外通过在640℃、660℃两个温度进行不同时间的等温退火处理发现,随着两相区等温时间的延长,残留奥氏体的量逐渐增多,最高可以达到20.5％;等温时间越长屈服强度越低,试验钢的加工硬化性能越好.最高强度-塑性匹配出现在640℃等温1h后,抗拉强度720 MPa,伸长率可以达到30％.     

钼对低碳钢高温力学性能的影响

以新一代高炉炉壳用钢的开发为背景,采用低Mo或无Mo的成分设计,研究了Mo对热轧态、回火态和正火态低碳钢组织和高温拉伸性能的影响.结果表明,试验钢热轧态组织均为铁素体+珠光体+M-A岛,其屈服强度可保持至400℃而不明显降低;回火后,岛状马氏体组织消失,试验钢屈服强度在室温～600 ℃范围内随拉伸温度升高而线性下降.Mo的添加提高了回火时第二相的析出温度,并使正火态组织中含有大量M-A岛.含Mo试验钢在回火后具有更高的室温和高温强度,经640℃回火后,其常温屈服和抗拉强度依次为540 MPa和625 MPa,屈强比为0.86,600℃屈服强度保持率为55%.     

Q&P处理低碳中锰钢的显微组织与力学性能

对含硅的低碳中锰钢进行Q&P处理,获得了回火马氏体、新生马氏体和残留奥氏体的混合组织,利用SEM、TEM、XRD和拉伸试验机等检测手段研究不同热处理工艺下微观组织结构及力学性能。结果表明,随着淬火温度的提高,试验钢的抗拉强度先降低后升高,屈服强度则一直降低,总伸长率先升高后降低。淬火温度为250 ℃时,试验钢的综合力学性能最好,抗拉强度为1331 MPa,断后伸长率为17.3%,强塑积可达23 GPa·%。这主要是由于组织中一定比例的膜状残留奥氏体发挥TRIP效应,拉伸变形阶段表现出持续的加工硬化能力,获得更好的强塑匹配。淬火温度为270 ℃时,由于残留奥氏体的稳定性降低,组织内存在大量新生马氏体,使塑性下降。     

热处理对复合铸造高铬高碳钢/碳钢耐磨材料微观组织及力学性能的影响

采用液-固复合的方法制备铸态复合耐磨试验钢,且分别进行等温淬火和淬火-回火处理,利用扫描电镜、硬度计及冲击性能测试研究了不同的热处理对高铬高碳钢/碳钢复合铸造耐磨钢组织和性能的影响。利用JMatPro软件对试验钢不同温度下平衡相种类与含量进行了计算。结果表明,铸态高铬高碳钢/碳钢复合材料耐磨层的微观组织由网状碳化物和粒状珠光体组成;基体层为由粗大的奥氏体在较快冷速下形成的魏氏组织。等温淬火后试验钢耐磨层形成了网状碳化物+细粒状碳化物+奥氏体+铁素体的微观组织,基体层形成了块状铁素体与珠光体的微观组织;淬火-回火后试验钢耐磨层形成了网状碳化物+细粒状碳化物+马氏体的微观组织,基体层形成马氏体+上贝氏体的微观组织。经过等温淬火的试验钢耐磨层硬度为493 HBW,冲击吸收能量为2.6 J,基体层冲击吸收能量为79.2 J;经过淬火-回火的耐磨层硬度为629 HBW,冲击吸收能量为1.6 J,基体层的冲击吸收能量为20.0 J。考虑复合耐磨钢需要抵抗较高冲击载荷,880 ℃保温2 h空冷至320 ℃保温5.5 h的等温淬火为更优的热处理工艺。     

中锰高碳钢的冲击磨损性能及磨损机制

采用场发射扫描电镜(SEM)、MLD-10冲击实验机和硬度实验机等检测手段,对不同处理制度条件下的中锰高碳钢在中低冲击载荷条件下的耐磨性能与其磨损机制进行了研究。结果表明:低冲击载荷条件下,热轧态中锰高碳钢具有最优异的冲击磨损性能,远高于冷轧态与其他热处理制度下的中锰高碳钢,其磨损机制为剥削磨损与凿削磨损;在中等冲击载荷条件下,450℃保温15 min样品的冲击磨损性能最优越,且磨损机制为剥削磨损、凿削磨损与塑性变形。     

无取向硅钢相变点及其高温力学性能

使用Gleeble3800热模拟试验机对无取向硅钢进行CCT曲线测定及高温拉伸试验。结果表明,无取向硅钢的两相区大致在915~1000 ℃之间,相变始末点的温度随着冷却速度的增加而降低;枝晶处富集液相薄膜导致试验用钢出现第Ⅰ脆性温度区,为1250℃~T_m;未出现第Ⅱ、Ⅲ脆性温度区;600~1100 ℃区间内,Z值均达到75%以上。γ→α的转化是1050~900 ℃温度段的塑性以及抗拉强度随温度降低呈现先降低后升高的主要原因。     

一种新型高硅热成形钢的淬火-配分处理及其性能

研究了不同温度和时间的淬火-配分(Q-P)处理工艺对新型高硅(Si含量为0.82 mass%)热成形钢组织与力学性能的影响,采用光学显微镜(OM)和扫描电镜(SEM)对试样的微观组织进行了观察。结果表明,材料为板条马氏体+残留奥氏体组织,存在较多的M/A岛。当淬火温度为260℃,配分300 s时,材料的强塑积最高,达到22.3 GPa·%,且伸长率为13.3%,远高于商用热成形钢的6.6%。XRD和磁性法测得该处理条件下的残留奥氏体含量分别为5.2%和7.98%,透射电子显微镜(TEM)观察到薄膜状残留奥氏体。分析表明,淬火-配分处理后,保留至室温的富碳残留奥氏体对于提高材料的塑性起到了主要作用。     

淬火终冷温度对直接淬火配分超高强钢组织性能的影响

采用场发射扫描电镜、X射线衍射仪等设备研究了淬火终冷温度对直接淬火配分超高强钢组织与力学性能的影响规律。结果表明,随淬火终冷温度升高,抗拉强度先下降后升高,屈服强度则不断降低,冲击吸收能量和伸长率先增加后降低。直接淬火配分钢的组织由初生马氏体、新生马氏体和残留奥氏体构成。随淬火终冷温度升高,残留奥氏体含量先增加后降低,淬火冷却到260 ℃时残留奥氏体含量最高,为16%,试验钢具有最好的综合力学性能,抗拉强度超过1533 MPa,伸长率为16%,－20 ℃冲击吸收能量为26 J。淬火冷却到300 ℃,组织中出现了尺寸较大的块状新生马氏体,导致塑性和韧性降低。