中锰钢中原奥氏体晶粒尺寸对马氏体相变的影响

对中锰钢中原奥氏体晶粒尺寸对马氏体相变动力学的影响进行了分析。利用SEM、XRD、热膨胀相变仪和EBSD等检测手段,研究了不同原奥氏体晶粒尺寸下马氏体相变速率和马氏体板条组织的变化。通过不同温度的奥氏体化处理,分别得到了尺寸为(190±15)、(36±2)、(11±2)和(4.8±2) μm的原奥氏体晶粒。结果表明:随着原奥氏体晶粒尺寸的降低,马氏体相变开始温度由289 ℃降低到250 ℃,而马氏体的相变速率先升高后降低。分析表明,马氏体的相变速率与马氏体的形核点数量直接相关,而马氏体的形核点数量受原奥氏体晶粒尺寸大小和马氏体板条的宽长比影响。当原奥氏体晶粒尺寸小于5 μm时,马氏体板条的宽长比明显增加,马氏体形核点数目随过冷度增加而增加的速率明显降低,从而造成马氏体相变速率降低。     

13Cr超级马氏体不锈钢的组织

采用TEM、SEM等研究13Cr超级马氏体不锈钢不同热处理后的的显微组织。结果表明,试验用钢淬火后的组织为板条马氏体。800、850、900、950、1000、1050和1100℃淬火后试样原始奥氏体晶粒尺寸为16.8～56.88μm;随淬火温度的升高原始奥氏体晶粒逐渐长大,马氏体板条束逐渐粗大。不同温度淬火650℃回火,A钢和B钢的组织均为保留原马氏体位相的细小回火马氏体。试样在1050℃淬火并在不同温度回火后有逆变奥氏体产生,在650℃以下回火时随着回火温度的升高和保温时间的延长逆变奥氏体含量逐渐增多,且回火后逆变奥氏体主要以长条状及菱形状分布于马氏体板条束间及奥氏体晶界处。     

淬火温度对低合金耐蚀27CrMo48VNb钢油井管组织的影响

通过系列温度淬火试验对低合金耐蚀27CrMo48VNb钢油井管进行热处理,并采用光学显微镜和透射电镜对不同温度淬火后组织、原奥氏体晶粒以及析出相进行了观察,研究了淬火温度对试验钢组织、晶粒尺寸和析出相的影响。结果表明,试验钢淬火后形成了马氏体组织。随着淬火温度升高,淬火后马氏体组织和原奥氏体晶粒尺寸逐渐增加。当淬火温度为890~1000 ℃时,随着淬火温度升高,晶粒尺寸增加较小;当淬火温度超过1000 ℃时,随着淬火温度升高,原奥氏体晶粒显著粗化。组织和原奥氏体晶粒尺寸随淬火温度的变化趋势与高温析出相溶解析出行为有关。试验钢的淬火温度应控制在890~1000 ℃。     

预热温度对钢轨表面激光熔覆贝氏体涂层的影响

利用激光熔覆技术在不同预热温度的钢轨基板表面制备了贝氏体涂层。利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)观察了涂层的微观组织,应用X射线衍射仪研究了涂层中的物相分布,分析了涂层的显微硬度。结果表明:基板预热温度在280～380℃内,随预热温度的升高,涂层的原始奥氏体晶粒尺寸先增大后减小,预热温度为320℃时,涂层的奥氏体晶粒尺寸最粗大;原始奥氏体晶粒越粗大,相变后形成的贝氏体组织越少,马氏体/残留奥氏体(M/A)组织越多;M/A组织对涂层的硬度影响较为显著,基板预热320℃的涂层M/A组织最多,硬度最大。     

超纯净18Ni马氏体时效钢的晶粒尺寸及其对拉伸性能的影响

研究了不同固溶处理温度下超纯净18Ni(2200 MPa级）马氏体时效钢晶粒尺寸及分布的变化，以及原奥氏体晶粒尺寸对马氏体时效钢在固溶和时效状态下拉伸性能的影响，初步探讨了其影响机理，结果表明，原奥氏体晶粒随固溶温度的升高而均匀持续地正常长大，晶粒尺寸对固溶态马氏体时效钢的强度和塑性影响微弱，有害元素含量的大幅度降低避免了Ti(C,N)等夹杂物在晶界偏聚而引起的高温固溶下的“热脆”现象，时效状态马氏时效钢的屈服强度与原奥氏体晶粒尺寸之间符合Hall-Petch关系，随着原奥氏体晶粒尺寸的增大，马氏体时效钢出现“时效脆性”是由于明效析出相在晶界偏聚所致。     

18Ni马氏体时效钢循环相变细晶工艺研究

研究了循环相变对18Ni(1800 MPa级)马氏体时效钢奥氏体晶粒细化的影响.结果表明,通过加热温度递减的变温循环相变,18Ni马氏体时效钢奥氏体晶粒尺寸可由201 μm的粗大等轴晶细化为约10 μm的均匀细小晶粒;而通过950、920和900℃的等温循环相变,得到细化的晶粒尺寸为12～14μm;通过循环相变显著细化了马氏体时效钢的晶粒尺寸,而温度递减的变温循环相变是该钢细化晶粒的有效措施.     

Ti含量对Si-Mn系中碳弹簧钢组织及性能的影响

利用EBSD、SEM和洛氏硬度计等手段研究了Ti含量及回火温度对Si-Mn系中碳弹簧钢的奥氏体晶粒尺寸、显微组织及硬度值的影响,并分析和讨论了试验钢中析出物的类型。结果表明:当试验钢中添加Ti后,合金元素Ti容易与C发生反应生成Ti C,Ti C具有细化奥氏体晶粒的效果,且随Ti含量的增加,晶粒的细化效果越明显,当Ti含量为0.095%时,晶粒尺寸约为13.6μm;Ti具有细化马氏体板条束和板条尺寸的效果,且随着回火温度的提高,马氏体板条束界限越来越模糊,向屈氏体组织转变;随着回火温度的提高,弹簧钢硬度值呈现逐渐降低的趋势,少量的合金元素Ti使钢的硬度值稍微的降低。     

退火温度对车轻量化用热轧高锰钢组织和拉伸性能的影响

采用EBSD、TEM等试验测试方法分析了退火温度对车轻量化用热轧高锰钢组织和拉伸性能的影响。结果表明:经过热轧退火处理得到的铁素体与奥氏体晶粒都表现为等轴状的外形特征。当退火温度上升后,奥氏体晶粒尺寸增大,铁素体晶粒尺寸降低。高锰钢试样组织中未出现再结晶现象,在铁素体晶粒中存在很低的位错密度。拉伸过程中,高锰钢试样中的奥氏体稳定性对马氏体转变过程造成了显著影响,奥氏体的稳定性越小,其转变为马氏体的速率就越快。当真应变为0.01时,在奥氏体晶粒中形成了许多层错,未生成马氏体组织。随着应变量增大到0.1时,很多奥氏体组织转变成了马氏体。     

热处理对超高强度20Mn2Cr汽车钢组织和性能的影响

研究了热处理工艺参数对20Mn2Cr钢显微组织和性能的影响规律,并采用扫描电镜、透射电镜、电子背散射衍射技术等研究了不同奥氏体化温度和回火温度下实验钢中的马氏体组织特征和碳化物析出形貌.结果表明,实验钢经900℃奥氏体化处理时可以保证较小的原奥氏体晶粒尺寸及细小的马氏体板条束宽度;550℃再结晶退火可以进一步细化原奥氏体晶粒尺寸及马氏体板条束宽度;淬火后的回火处理有利于Cr碳化物粒子的析出.通过调整热处理工艺,20Mn2Cr钢可以获得1000～1700 MPa级的系列超高强度,同时可以实现超高强度与高塑性的良好匹配.     

18Ni马氏体时效钢奥氏体晶粒长大规律研究

对18Ni(1800 MPa级)马氏体时效超高强度钢的奥氏体晶粒长大规律进行研究.结果表明,随加热温度的升高和保温时间的延长,奥氏体晶粒尺寸逐渐增大,当温度高于1000℃时,晶粒迅速发生粗化,当温度低于1000℃时,晶粒尺寸随保温时间的延长变化不明显;晶粒平均尺寸与保温时间的关系符合Beck方程,且温度越高,晶粒生长指数越大;在850～1150℃,18Ni(1800MPa级)马氏体时效钢奥氏体晶粒长大激活能为223.106kJ/mol,其奥氏体晶粒平均尺寸与加热温度之间符合Arrhenius关系,并建立了该马氏体时效钢的奥氏体晶粒度长大数学模型.     

F/M钢包壳管材热处理工艺优化

通过对Fe-12Cr-1.5W-0.2V-0.15Ta F/M钢包壳管材分别进行980~1150 ℃正火和600~730 ℃回火处理,研究不同热处理工艺对包壳管材微观组织、室温力学性能的影响。结果表明,不同温度正火处理后,F/M钢包壳管材的组织均为板条马氏体,随正火温度的升高,粗大的碳化物颗粒逐渐固溶至基体中,且原奥氏体晶粒尺寸会产生粗化,从1050 ℃的40 μm增至1150 ℃的80 μm;不同温度回火后,马氏体基体上析出细小纳米级碳化物颗粒,随回火温度增加,碳化物颗粒析出数量明显增加,但析出的碳化物颗粒尺寸无明显变化;包壳管材经过1100 ℃×60 min正火+650 ℃×90 min回火后具备良好的微观组织和力学性能,其原始奥氏体晶粒无明显长大,马氏体板条组织平均晶粒尺寸约为6.0 μm,小角度晶界比率为59.6%,沿着原奥氏体晶界有纳米相析出,晶内马氏体界面处析出大量纳米相,此时,管材表现出良好的强塑性匹配,抗拉强度为1024 MPa、屈服强度为849 MPa、伸长率为17.3%。     

10Cr12Ni3Mo2VN马氏体耐热钢奥氏体晶粒长大行为

通过在不同加热温度和保温时间下等温奥氏体化,研究了10Cr12Ni3Mo2VN马氏体耐热钢奥氏体晶粒长大行为。结果表明:900~1150℃温度区间内,10Cr12Ni3Mo2VN马氏体耐热钢奥氏体晶粒尺寸随加热温度升高、保温时间延长而增大,且随保温时间延长,晶粒尺寸均匀性下降;由于碳氮化物在1100℃以上发生溶解,1100℃以上奥氏体晶粒发生粗化;1200~1280℃温度区间内,由于δ铁素体相的析出,10Cr12Ni3Mo2VN马氏体耐热钢奥氏体晶粒尺寸随加热温度升高而减小。拟合得到900~1150℃温度区间内10Cr12Ni3Mo2VN钢奥氏体晶粒生长模型为D=6.67×107×t0.303×exp(-1.81×105/RT)。     

基于动态相变的细晶双相低碳钢组织控制

利用Gleeble1500热模拟单向压缩实验机，通过观察不同原奥氏体晶粒的过冷奥氏体在动态相变过程中的组织演变，分析了动态相变过程中马氏体岛形貌以及分布的演变特征，并考察了原奥氏体晶粒大小、形变温度和形变速率等参数对组织转变动力学的影响，探讨了基于动态相变的细晶双相低碳钢的组织控制规律、结果表明，通过调整原始奥氏体晶粒尺寸并控制过冷奥氏体动态相变进程，可以获得在均匀细小的铁素体（2～3μm）基体上弥散分布着不同体积分数、颗粒状细小马氏体岛的双相钢。     

GCr15钢非平衡组织激光加热时的组织转变

对ＣＣｒ１５钢过热淬火和回火组织激光加热时的组织转变进行了研究。结果表明，快速加热时原始组织中的残余奥氏体未发生分解，直接向周围以扩散机制长大，导致原粗大奥氏体晶粒的恢复。加热温度进一步升高将发生奥氏体再结晶，使组织细化，再结晶核心优先在粗大马氏体片处形成。深冷处理有助于避免和消除组织遗传。     

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。     

30CrMoTi钢的组织遗传及晶粒细化

通过Gleeble-3800热模拟试验机,以中低碳马氏体钢30CrMoTi为研究对象,研究了奥氏体化温度、变形温度、加热速率对试验钢组织遗传的影响及晶粒细化的作用的机制。结果表明:试验钢奥氏体晶粒粗化温度约为1150℃。原始试样晶粒随着奥氏体化温度升高逐渐粗大;经不同温度变形后,晶粒均有不同程度的细化,并随着奥氏体化温度的升高,晶粒度呈先增大后减小的变化趋势。经200、1000℃/min再加热淬火后,晶粒得到不同程度的细化,且整体而言200℃/min加热效果更好。     

节镍型奥氏体不锈钢组织性能及控制机理研究

节镍型奥氏体不锈钢生产中合理控制其C、N含量和Cr、Ni当量,使其冷加工硬化小,拉深成形性能优异,形变诱导马氏体量少,时效开裂风险小,室温下奥氏体组织稳定是其生产应用的关键技术难点。为此,研究了不同化学成分节镍型奥氏体不锈钢在热轧、退火、冷轧退火后的金相组织及力学性能,分析了奥氏体稳定性和冷轧形变诱导马氏体相变的控制规律。结果表明:试验钢在热轧后奥氏体组织呈未完全再结晶状态,退火后奥氏体组织再结晶充分,晶粒尺寸为12～14 μm,且低的碳含量有利于改善碳化物的析出情况;试验钢冷轧变形过程中马氏体转变受奥氏体稳定性的影响,即受M_d30/50温度控制及化学成分的影响,M_d30/50温度值越高,镍当量越小,奥氏体稳定性越差,形变诱导马氏体含量越高,冷轧变形抗力越大,在退火过程越容易发生马氏体向奥氏体的逆转变,形成晶粒尺寸呈“双峰”状分布的混晶组织。因此,化学成分设计是实现节镍型奥氏体不锈钢性能的基础;同时,将本试验钢冷轧退火温度从1 080 ℃提高到1 100 ℃,且降低退火工艺速度,以延长带钢在退火炉内的时间,使奥氏体晶粒充分长大,控制晶粒尺寸为8.0～9.0级,才能保证钢卷获得良好的使用性能。     

热处理工艺对高速车轮钢显微组织和断裂韧性的影响

对含碳量为0.54%的高速车轮钢热处理工艺进行实验研究,得到不同晶粒尺寸和珠光体片间距的显微组织,在室温下对具有不同显微组织的紧凑拉伸(CT)试样进行断裂韧性测试。结果表明,车轮钢的平均晶粒尺寸随奥氏体化温度升高而增加;珠光体片间距随冷却速率增加而减小。车轮钢室温下的断裂模式为解理断裂,断裂韧性主要取决于晶粒尺寸的大小,晶粒尺寸越小,断裂韧性越高。珠光体片间距对断裂韧性有一定影响,粗大的珠光体片间距会降低断裂韧性,并且当晶粒尺寸较小时,珠光体片间距的影响更明显。因此,实际工程中为提高车轮钢断裂韧性,合理的奥氏体化温度是关键,同时需适当增加车轮钢奥氏体化后的冷却速率。     

锻热淬火工艺参数对38CrSi钢组织和性能的影响

本文研究了锻热淬火工艺参数对38CrSi钢组织和机械性能的影响。试验结果表明,一般锻热淬火条件下,在锤锻变形过程中,奥氏体发生了动态再结晶,锻后停留,奥氏体晶粒继续长大。锻热淬火组织同普通淬火组织比较,原始奥氏体晶粒和马氏体束尺寸有变化,但基本都是板条马氏体,回火后碳化物析出情况无显著变化。锻热淬火的变形温度高、变形量低、锻后停留时间长,使奥氏体晶粒粗大,冲击韧性ak值有一定程度降低,但对强度、塑性无明显影响。锻热淬火的回火温度对机械性能影响规律,基本同普通淬火情况一致。     

GCr15钢非平衡组织激光回热时的组织转变

对ＧＣｒ１５钢过热淬火和回火组织激光回热时的组织转变进行了研究。结果表明，快速加热时原始组织中的残余奥氏体未发生分解，直接向周围以扩散机制长大，导致原粗大奥氏体晶粒的恢复。加热温度进一步升高将发生奥氏体再结晶，使组织细化，再结晶核心优先在粗大马氏体片处形成。深冷处理有助于避免和消除组织遗传。