低合金耐磨钢的CCT曲线与马氏体相变原位观察

利用Linseis L78 RITA相变仪测定了低合金耐磨钢在不同冷却速率下的膨胀曲线,并结合金相、硬度检验绘制出试验钢的连续冷却转变曲线(CCT曲线),研究不同冷却速度对该钢组织转变的影响,利用VL2000DX高温激光共聚焦显微镜观察并分析了试验钢的马氏体相变过程。结果表明：试验钢的临界转变点A_c1为766℃,A_c3为825℃;当冷速为0.01～0.1℃/s时,试验钢的显微组织为粒状贝氏体;当冷速达到0.2℃/s时,组织为上贝氏体+少量马氏体。随着冷速增加到0.5℃/s,贝氏体组织几乎全部消失,取而代之的是马氏体组织,并且随着冷速的进一步增加马氏体板条更加明显。原位观察结果表明：马氏体优先在奥氏体晶界处形核,后转变的马氏体在先形成的马氏体界面上形核,两者之间具有一定位向关系。     

1.0 GPa级冷轧增强成形性双相钢的组织性能

采用热膨胀-显微组织-显微硬度相结合的方法,绘制了1.0 GPa级冷轧增强成形性双相钢的静态连续冷却转变曲线(CCT曲线),并研究了退火工艺对实验钢显微组织与力学性能的影响。结果表明：实验钢过冷奥氏体冷却转变过程主要存在铁素体相变区、贝氏体相变区和马氏体相变区的3个相变区;当冷速低于1℃/s时,实验钢主要发生铁素体与贝氏体相变,并存在少量马氏体相变;当冷速在3～20℃/s之间时,发生马氏体与贝氏体相变;当冷速达到30℃/s及以上时,完全发生马氏体转变。随冷却速率的增加实验钢的显微硬度逐渐增大,前期显微硬度提升较快,冷速达到20℃/s后逐渐趋于平稳,与对应冷速下的显微组织一致。实验钢的组织主要为铁素体、马氏体和残留奥氏体,三者匹配有利于变形过程基体强塑性的提升。当均热温度为810℃时,实验钢中残留奥氏体含量最高,为4.9%,变形过程中相变诱导塑性(TRIP)效应显著,力学性能最佳,屈服强度为791.7 MPa、抗拉强度为1041.7 MPa、伸长率为19.37%、强塑积达到20.18 GPa·%。     

一种矿山机械用贝氏体耐磨铸钢的连续冷却转变曲线

运用膨胀法同时结合显微组织观察及硬度测试确定了一种矿山机械用贝氏体耐磨铸钢的连续冷却转变曲线。结果表明:该矿山机械用贝氏体耐磨铸钢的Ac₁、Ac₃、Ms分别约为790、845和303 ℃;当冷却速度低于0.05 ℃/s时,组织为铁素体和珠光体;当冷却速度介于0.05 ~0.1 ℃/s之间时,组织为铁素体+珠光体+贝氏体;当冷却速度在0.25~15 ℃/s之间,为贝氏体+马氏体复相组织;当冷却速度大于30 ℃/s时,奥氏体几乎全转变为马氏体组织;马氏体临界转变速度在15~30 ℃/s之间。随着冷却速度的增加,显微硬度先快速增加后趋于585 HV0.01。     

P92钢的焊接连续冷却转变曲线

利用热膨胀法,通过Gleeble1500热模拟机测定了P92钢焊接连续冷却转变过程中的膨胀曲线。采用共聚焦显微镜,扫描电镜对不同冷却速度下的试样进行显微组织观察及分析;利用显微硬度计测量了不同冷速下的显微硬度。通过对P92钢连续冷却特性分析和比较得出P92钢的焊接连续冷却转变曲线(SH-CCT曲线)。结果表明,P92钢的焊接CCT曲线分为两个区域,在高温区的类珠光体转变区,在低温区的马氏体转变区。P92钢在0.01~0.1℃/s的冷速范围内获得类珠光体+马氏体+残留奥氏体的混合组织;当冷却速度大于等于0.5℃/s时,获得马氏体与残留奥氏体的混合组织。     

42CrMo钢连续冷却转变曲线的测定与分析

利用JMat-Pro软件模拟了42CrMo钢的连续冷却转变曲线,并采用DIL805L相变淬火膨胀仪实测了钢的各相变点,对不同冷却速度下的组织转变和贝氏体含量进行了分析,并绘制其CCT曲线。结果表明:42CrMo钢Ac₁=743 ℃,Ac₃=792 ℃。冷速小于0.5 ℃/s时,组织为先共析铁素体与珠光体混合组织;冷速0.5~10 ℃/s之间,存在一定量的贝氏体,随冷速加快,贝氏体量先增后降,马氏体含量逐渐增多,使得硬度呈现较大增幅。冷速大于10 ℃/s,组织为基体马氏体+少量贝氏体的混合组织。     

非调质NM400复相耐磨钢的相变行为

为进一步优化非调质NM400复相耐磨钢不同组织配比,利用Gleeble-3800热模拟试验机探究了试验钢在连续冷却条件下的组织转变规律,并结合金相法和硬度法,绘制出试验钢的动态连续冷却转变(CCT)曲线。结果表明,当冷速低于1 ℃/s时,试验钢组织为铁素体+粒状贝氏体+珠光体,部分粗大的原奥氏体晶粒转变为粒状贝氏体和珠光体。在冷却速率为5~40 ℃/s时,试验钢不再发生珠光体转变,显微组织均为铁素体+贝氏体+马氏体。并随着冷速的增加,马氏体含量不断增加,硬度升高;此外,不同分段冷却方案下,较低的中冷温度以及较长的空冷时间均有利于铁素体和贝氏体的转变。同时,残留奥氏体含量则随铁素体含量的增大而增大;由于试验钢的Ms点较高,马氏体板条较宽,并且有自回火现象发生。     

短时奥氏体化条件下25Cr2Ni4MoV钢的连续冷却相变动力学

采用DIL 805A/D/T多功能淬火膨胀仪,结合显微组织表征和硬度测试,研究了25Cr2Ni4MoV钢在短时奥氏体化条件下的连续冷却转变(CCT)动力学和组织演变规律。结果表明:在850℃短时奥氏体化条件下,连续冷却相变发生在450～150℃区间;当冷速大于2℃/s时得到的室温组织为马氏体,随着冷速降低,试样中出现贝氏体;当冷速小于0.5℃/s时其显微组织主要为贝氏体组织;随着冷速的进一步降低,当冷速为0.02℃/s时,除了贝氏体以外还有少量的马氏体/奥氏体岛和残留奥氏体。冷速从2℃/s降低至0.5℃/s时硬度变化较明显,这与组织中形成的马氏体与贝氏体的比例有关。由于短时奥氏体化条件下存在未溶解的碳化物,基体碳浓度较低,其Ms温度较高;贝氏体转变速率也较快,这可能与奥氏体的晶粒尺寸小和存在未溶碳化物有关。     

Mn-Si-V系贝氏体辙叉钢的连续冷却转变特性

在Gleeble-1500热模拟机上采用热膨胀法,测定了一种Mn-Si-V系贝氏体辙叉钢的连续冷却转变曲线。利用DMI 5000M型光学显微镜、Hitachi H-800透射电镜和显微维氏硬度计对不同冷速下试验钢的显微组织和硬度进行分析,并就合金元素对贝氏体相变和显微组织的作用进行讨论。结果表明,试验贝氏体钢的相变点为:Ac_1=730℃、Ac_3=873℃、Ms=320℃。以0.05℃/s的冷速冷却时,试验贝氏体钢获得以上贝氏体为主的组织;在0.05~1.0℃/s的冷速范围内,试验贝氏体钢可以获得以无碳化物贝氏体为主的组织;当冷速大于1.0℃/s,试验贝氏体钢得到无碳化物贝氏体/马氏体复相组织,并且随冷速增加马氏体含量增大;当冷速达到8.0℃/s,试验贝氏体钢获得以低碳马氏体为主的组织。     

压铸用模具钢4Cr5Mo2V的过冷奥氏体连续冷却转变

通过测定不同冷却速度下的相变膨胀曲线、显微组织和硬度,得到了4Cr5Mo2V钢的过冷奥氏体连续冷却转变(CCT)曲线;结合CCT曲线,研究了不同冷却速度下组织形貌演变及硬度变化的规律;比较分析了4Cr5Mo2V钢与H13钢过冷奥氏体连续冷却转变的异同。结果表明:经过不同冷却速度冷却后,4Cr5Mo2V钢的相变产物主要为贝氏体(B)和马氏体(M);冷速小于0.06℃/s时,相变产物主要是贝氏体组织;冷却速度在0.06~0.14℃/s之间,相变产物中出现了贝氏体和马氏体的混合组织;当冷速大于0.14℃/s时,相变产物为马氏体组织。4Cr5Mo2V钢与H13钢的CCT曲线相比,位置向右整体偏移,无铁素体+珠光体转变区,且贝氏体生成区变小,相同冷速下硬度明显提高。     

低成本超高强度钢G31L的过冷奥氏体连续冷却转变

利用Formast-FⅡ膨胀仪测定了G31L钢的热膨胀曲线,研究其在不同冷速下的组织演变及硬度变化规律,绘制出G31L钢过冷奥氏体连续冷却转变(CCT)曲线,并分析了实际大型深盲孔锻件的锻后热处理工艺可靠性。结果表明:G31L钢的Ac₁=740 ℃、Ac₃=816 ℃,Ms=315 ℃、Mf=138 ℃。当冷速≤0.028 ℃/s时,获得珠光体、铁素体、贝氏体混合组织;当冷速在0.028~0.84 ℃/s之间,随冷速增大,珠光体-铁素体消失,贝氏体量逐渐降低,直至转变为全马氏体组织;当冷速大于0.84 ℃/s时,获得全马氏体组织。实际生产的大型深盲孔锻件经915 ℃保温6 h后油淬至室温并进行回火处理,锻件实心头部的心部为马氏体和少量贝氏体的混合组织,头部R/2处、头部边部及尾部为全马氏体组织,且锻件的强度和塑性均满足产品质量要求。     

不同热处理条件下贝氏体钢的微观组织和疲劳裂纹扩展

以贝氏体钢为研究对象,设计了4种热处理工艺,研究了不同热处理工艺下试验钢的显微组织及疲劳裂纹扩展速率。结果表明,热轧态试验钢的微观组织以粒状贝氏体为主,其上分布有少量的板条贝氏体、马氏体和粗大块状M/A岛,残留奥氏体的体积分数为16.2%,但稳定性较差,裂纹能够直接穿过粗大的块状M/A岛继续扩展,疲劳裂纹扩展速率最快。经900 ℃奥氏体化+空冷后,显微组织以板条贝氏体和马氏体为主,M/A岛仍为粗大的块状,残留奥氏体含量减少至12.3%,疲劳裂纹扩展速率略有降低。经900 ℃奥氏体化+380 ℃盐浴等温30 min +空冷后,显微组织以细密、有序的板条贝氏体为主,残留奥氏体含量减少至10.2%,以薄膜状伴生在板条贝氏体间,板条状贝氏体及板条间的残留奥氏体薄膜会使裂纹端钝化、分叉、偏折,阻碍裂纹扩展的能力增强;经350 ℃回火240 min后,显微组织以马氏体和板条贝氏体为主,残留奥氏体含量比热轧态略微降低,为14.9%;而经450 ℃回火240 min后,显微组织以板条状贝氏体为主,其上分布有少量的马氏体,残留奥氏体体积分数减少至8.6%,也以薄膜状伴生在贝氏体板条间,同时有大量的碳化物析出,裂纹扩展速率最慢。     

碳含量对5Cr-2Mo-V系列钢的连续冷却转变行为的影响

通过测定不同碳含量的钢种在不同冷速下的相变点曲线、金相组织和显微硬度,得到了不同碳含量的钢种的过冷奥氏体连续冷却转变曲线(CCT曲线)及其相变点和组织形貌演变;比较分析了不同碳含量下5Cr-2Mo-V系列钢CCT曲线的关系.结果表明:随着碳含量的增加,3种钢Ac1点变化不大,Ac3点略有降低,Ms点降低幅度较大;当冷却...     

SCM435热变形奥氏体连续冷却转变行为

采用Gleeble-1500热模拟机测定了SCM435冷镦钢在不同冷速下连续冷却转变的膨胀曲线,结合光学显微镜的微观组织观察,测绘了该钢热变形奥氏体连续冷却转变过程中的动态CCT曲线;研究了其连续冷却转变产物的组织形态.实验结果表明,SCM435在0.5～30℃/s冷却速率下的组织主要由铁索体+珠光体、铁索体+珠光体+贝氏体、贝氏体+马氏体、马氏体组成.     

PCrNi3MoV钢静态CCT曲线的测定与分析

在Gleeble-1500D热模拟试验机上,利用膨胀法测定了PCrNi3MoV钢在不同冷却速度下过冷奥氏体连续冷却时的膨胀曲线。采用切线法获得了其相转变点,用Origin软件绘制PCrNi3MoV钢过冷奥氏体连续冷却相转变曲线(CCT曲线)。结果表明:PCrNi3MoV钢的临界点:Ac1和Ac3分别为720℃和850℃;Ms和Mf分别为300℃和160℃。对于过冷奥氏体,当冷却速度较慢时,如0.05~0.07℃/s时主要发生铁素体、贝氏体和马氏体转变;而冷却速度中等时,如0.1~1℃/s时发生贝氏体和大量马氏体转变;当冷却速度较大时,如50℃/s时只发生马氏体转变。随着冷却速度的增加,维氏硬度从500 HV迅速增加,当冷速大于1℃/s以后趋于平稳并达到800 HV。     

一种碳锰曲轴钢的奥氏体连续冷却转变规律

使用DIL805L型膨胀仪分析了曲轴钢的相变规律,得到了其奥氏体连续冷却转变曲线（CCT）。结果表明,试验钢的临界点为：Ac1＝682 ℃,Ac3＝765 ℃;当冷速为0.2～5 ℃/s时,转变产物为铁素体＋珠光体;当冷速大于5 ℃/s时,转变产物为铁素体、珠光体、贝氏体与马氏体的混合组织;当冷速增大到15 ℃/s时,转变产物为贝氏体和马氏体组织;冷速越大冷却后马氏体含量越多,硬度逐渐增加。     

4330M钢连续冷却过程中的组织转变特征

采用Gleeble-3500热模拟试验机对4330M钢进行连续冷却转变试验,研究了冷却速率在0.8~10 ℃/s范围内连续冷却过程中组织结构转变特征。采用热膨胀、硬度测试及彩色金相等试验测定4330M钢的连续冷却转变(CCT)曲线。结果表明,4330M钢在冷却过程中存在铁素体、贝氏体和马氏体相变区,没有珠光体相变区。随着冷却速率的增加,过冷奥氏体依次分解为铁素体+粒状贝氏体、粒状贝氏体+下贝氏体+马氏体和完全马氏体,马氏体的临界冷却速率约为3 ℃/s。下贝氏体中铁素体和渗碳体的取向关系为(110)_α//(102)_Fe3C和[111]_α//[201]_Fe3C。结合维氏硬度试验与彩色金相定量分析,建立了4330M钢硬度-体积分数模型HBW=-0.07-4.69f_F+4.02f_GB+4.63f_LB+4.82f_M。     

淬火冷却工艺对F460钢调质厚板组织与性能的影响

对120 mm厚的F460钢调质厚板采用相同的淬火回火温度,不同的淬火冷却速度处理,之后对钢板进行组织与性能对比,寻找该钢种的最佳热处理工艺。采用2 ℃/s冷速进行冷却的钢板,回火后强度最高,但是冲击性能不佳;适当降低淬火冷却速度后,钢板回火后强度有一定下降,但是冲击性能得到明显提升;继续降低淬火冷却速度,钢板回火后强度进一步下降,但是冲击性能提升有限。经组织分析,2 ℃/s冷速进行冷却淬火时,钢板回火后的组织为铁素体+贝氏体组织,组织中主要是贝氏体;冷却速度降低以后,钢板回火后组织为铁素体+退化珠光体组织,铁素体含量的增加,有利于钢板韧性的提升,残留奥氏体回火后形成的珠光体组织比较细小,能有效保证钢板的强度。通过对钢板的连续冷却转变曲线进行分析,钢板在冷却过程中先开始进行铁素体相变,溶质元素向奥氏体迁移。在钢板冷速较快时,铁素体中的碳化物迁移较少,奥氏体低温时转变成马氏体或者贝氏体;在钢板冷速较慢时,碳化物迁移到奥氏体内,提高奥氏体稳定性并保留到室温,形成残留奥氏体。残留奥氏体在后续的高温回火过程中,转变成珠光体。块状转变形成的铁素体组织与回火过程中形成的细小珠光体有利于钢板的强韧性匹配。     

07MnCrMoVR水电钢的生产工艺及组织性能

采用激光共聚焦扫描显微镜对07MnCrMoR水电钢奥氏体晶粒长大的动态过程进行了原位观察,并对其静态CCT曲线进行了测定,利用淬火机和热处理炉对38 mm厚的试验钢进行了淬火和回火试验。结果表明:试验钢在1200℃以下加热时奥氏体晶粒长大趋势不明显;当冷却速率为0.05~0.25℃/s时,试验钢的组织转变为多边形铁素体+珠光体,冷却速率为0.5~20℃/s时转变为贝氏体组织,冷却速率为20~50℃/s时转变为马氏体组织;930℃淬火后,试验钢的组织转变为板条贝氏体+马氏体,600℃回火后转变为铁素体+回火贝氏体,大量的碳化物在铁素体基体上析出,其屈服强度为602 MPa,抗拉强度为713 MPa,-20℃低温冲击吸收能量为259 J,力学性能高于国家标准的要求,为最佳的调质生产工艺。