TEM STUDY OF SIX REPRESENTATIVE LOW CARBON MARTENSITI STEELS

本文用透射电子显微镜研究了具有代表性的六种低碳马氏体钢的显微组织,结果表明:含碳量较低的马氏体钢(指0.1—0.25wt-%C),淬火后一般都存在薄膜状残余奥氏体,低碳马氏体钢淬火时不可避免有自回火现象,自回火沉淀出的碳化物是六方晶格的ε碳化物,六种钢都能找到具有局部孪晶亚结构的板条晶,低碳马氏体在350—400℃回火时,ε转化成Fe_3C;回火温度提高至500℃时,孪晶消失,但马氏体板条晶的轮廓在600℃时仍可维持原状.     

低合金耐磨钢回火过程中的碳化物析出

将低合金耐磨钢淬火样品在200~600℃进行不同温度回火,采用透射电镜(TEM)和电子探针分析仪(EPMA)研究淬火与回火样品中碳的偏聚与碳化物析出特征。结果表明:碳的偏聚位置和碳化物形态、大小、类型及分布情况在不同样品中存在差异;淬火马氏体板条间存在宽为20~60 nm的残留奥氏体薄膜,250℃回火时开始在原位置分解成连续分布的碳化物;淬火样品中碳在非晶界位置发生轻微偏聚,回火温度升高后易向晶界及其它界面附近偏聚;200℃回火样品中发现细片状或条状ε碳化物,宽10~20 nm,长80~150 nm,在300℃回火后被θ渗碳体代替;350℃以上,碳化物逐渐粗化成为棒状或球状,500~600℃回火后球状碳化物逐步占主导地位。此外,马氏体板条局部存在少量相变孪晶。     

发动机用SCM435钢的组织与疲劳性能

采用SEM、TEM以及拉伸测试等研究SCM435钢在870℃淬火、350～650℃回火后的组织和力学性能。结果表明,回火温度为350℃时,其组织是板条马氏体及少量碳化物;随着回火温度的升高,马氏体的板条形态逐渐消失,碳化物沿板条方向析出长大,其中525℃回火后的组织尚有明显的马氏体板条形态并弥散分布着短棒状渗碳体。在试验回火温度范围内调控SCM435钢的力学性能,可以满足8.8～12.9级紧固件的力学性能要求。试验验证了870℃淬火+525℃回火钢的疲劳性能,中值疲劳极限σ_a50为425 MPa,具有较好的疲劳性能。     

热处理工艺对衬板用低碳高合金钢组织和性能的影响

研究了经不同介质和不同温度淬火并于250℃回火后衬板用低碳高合金钢的组织和性能。结果表明,淬火和回火后钢的组织为板条马氏体、少量残留奥氏体及碳化物,具有较高的强韧性。该钢获得良好的韧性与硬度配合的热处理工艺为1020℃油淬、250℃回火。     

回火温度对1100 MPa钢组织和性能的影响

采用低碳+Nb、Ti、B、Cr、Mo、Ni成分体系,利用SEM、TEM等研究不同回火温度下试验钢的组织和力学性能变化。结果表明:220 ℃回火,马氏体发生分解,马氏体板条束变粗,束内板条逐渐合并,残留奥氏体逐渐分解,位错密度大幅度下降,淬火带来的内应力得到释放,试验钢具有最佳的综合力学性能。300 ℃回火,碳化物在奥氏体晶界或回火马氏体板条间大量聚集、长大,降低了晶界、板条间的结合力,出现了回火脆性。     

淬回火温度对6Cr13马氏体不锈钢组织的影响

采用透射电镜对淬回火处理后6Cr13马氏体不锈钢的显微组织进行了分析.结果表明,980℃淬火后组织以板条马氏体为主,有少量孪晶;1080℃淬火组织则全为孪晶马氏体;低温回火对980℃淬火后硬度的影响要小于其对1080℃淬火后硬度的影响.     

冶金部钢铁物理测试情报网第七届金相专业会议文集——Cr12MoV钢中基体碳含量对组织的影响

前言 Cr12MoV钢含有高达1.5％的C和Cr,Mo,V等形成碳化物的合金元素。所以常温下钢的组织是马氏体基体上分布着许多碳化物,还有不少残余奥氏体。碳化物中包括结晶时形成的一次碳化物、从奥氏体中析出的二次碳化物和从马氏体中分解析出的三次渗碳体。而基体马氏体是位错板条型和孪晶针片型共存。过剩碳化物的类型,数量,大小和分布状态;从马氏体中分解出的三次渗碳体的析出程度;马氏体类型及其大小,似及残余奥氏体的数量都直接影响钢的各项性能。众所周知,Cr12MoV钢有着两种不同的热处理工艺路线。低温淬火配以低温回火,可以使钢获得高的硬度、耐磨性和适度的红硬性。而高温淬火配以多次高温回火,可以使钢获     

1.6%C超高碳钢显微组织与性能研究

对1.6%C超高碳钢进行离异共析和淬火+高温回火两种工艺球化预处理,获得了铁素体基体上分布超细碳化物组织,在此基础上进行了两类淬火处理。显微组织观察分析表明:淬火组织亚结构为位错与孪晶并存;采用感应加热淬火时随感应加热淬火次数增加,板条马氏体增加,孪晶马氏体减少。力学性能测试显示:本试验用超高碳钢强度与中碳结构钢相当;塑性很好,伸长率达17%。     

EFFECT OF AUSTENITIZING TEMPERATURE ON THE MICROSTRUCTURE AND FRACTURE TOUGHNESS OF A MEDIUM CARBON CrMnMo STEEL

本文研究了高温淬火0.5％C-CrMnMo钢高温回大状态的组织和强韧性。在高温回大状态下,这种钢可以通过适当提高淬火温度增加淬火组织中板条马氏体数量的方法,显著改善钢的断裂韧度K_(IC),并获得以塑性断裂为主的断裂特点。但是淬火温度过高,在板条马氏体边界会形成明显数量的残留奥氏体薄膜。这种残留奥氏体在500℃回火时,将促进渗碳体沿马氏体边界的连续分布,大大损害钢的断裂韧度,并使钢在断裂时表现出一定的晶间断裂倾向。延长500℃的回火时间,可以通过碳化物的球化和消除片状马氏体内的孪晶亚结构进一步改善钢的K_(Ic),提高断裂过程中塑性断裂的比例。同时,本文讨论了碳化物尺寸变化对裂纹扩展方式的影响。 试验分析表明,由于淬火温度改变而造成的K_(Ic)变化,可用Hahn-Rosenfield关系很好地表示出来。     

淬火温度对中碳钢的组织和强韧性的影响

本文研究了高温淬火0.5%C-CrMnMo钢高温回大状态的组织和强韧性。在高温回大状态下,这种钢可以通过适当提高淬火温度增加淬火组织中板条马氏体数量的方法,显著改善钢的断裂韧度K_(IC),并获得以塑性断裂为主的断裂特点。但是淬火温度过高,在板条马氏体边界会形成明显数量的残留奥氏体薄膜。这种残留奥氏体在500℃回火时,将促进渗碳体沿马氏体边界的连续分布,大大损害钢的断裂韧度,并使钢在断裂时表现出一定的晶间断裂倾向。延长500℃的回火时间,可以通过碳化物的球化和消除片状马氏体内的孪晶亚结构进一步改善钢的K_(Ic),提高断裂过程中塑性断裂的比例。同时,本文讨论了碳化物尺寸变化对裂纹扩展方式的影响。试验分析表明,由于淬火温度改变而造成的K_(Ic)变化,可用Hahn-Rosenfield关系很好地表示出来。     

热处理对双真空冶炼AISI 4340钢显微组织和拉伸性能的影响

采用光学显微镜、透射电镜和拉伸实验等研究了不同热处理状态的双真空冶炼AISI 4340钢的显微组织与拉伸性能,并与普通冶炼AISI 4340钢的强度-塑性进行对比.结果 表明:淬火态双真空冶炼AISI 4340钢的微观组织主要由板条和片层孪晶马氏体组成,板条内位错密度较高;经350℃回火后有大量碳化物析出,且仍观察到片...     

热处理对国外P92钢显微组织及晶粒度的影响

对国外P92钢进行不同温度(1040、1060、1080 ℃)淬火和1060 ℃淬火+不同温度(740、760、780 ℃)、不同时间(1、3、5、7 h)的回火热处理,研究热处理参数对其显微组织、晶粒度及硬度的影响。结果表明,经淬火后P92钢组织为板条状马氏体+残留奥氏体,随淬火温度的升高,马氏体组织板条逐渐变粗大,平均晶粒度由9级增大至7级。P92钢经1060 ℃淬火后,随着回火温度的升高和回火时间的延长,P92钢硬度逐渐降低,回火马氏体板条逐渐合并并向回火索氏体过渡,且回火过程中碳化物在晶界和晶内析出并不断长大。     

回火温度对低碳马氏体高强钢组织和性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜、电子背散射衍射和拉伸及冲击试验等研究了回火温度对离线再加热淬火(RQ)与在线直接淬火(DQ)低碳马氏体高强钢组织和性能的影响。结果表明：两种淬火态试验钢组织均为板条马氏体,其中RQ钢中原奥氏体晶粒及板条束呈等轴状,而DQ钢中呈扁平状;随着回火温度升高,马氏体板条发生合并、粗化,并逐渐消失,形成多边形铁素体;碳化物析出并聚集长大、球化。在同一回火温度下,RQ钢的屈服和抗拉强度均较DQ钢低,但伸长率较DQ钢高。同时,RQ钢比DQ钢具有更高的冲击吸收能量和更低的韧脆转变温度(DBTT);随着回火温度升高,RQ和DQ钢的伸长率和屈强比上升,屈服强度和抗拉强度下降,DBTT先升高后降低;RQ和DQ钢在200℃或500～600℃回火时具有优良的综合力学性能。     

超高强钢直接淬火后回火组织与力学性能的研究

对试验钢进行了两阶段控轧后直接淬火到室温,研究了250~600℃不同回火温度对组织和性能的影响。结果表明:在低于350℃回火时,试验钢的组织为细小的板条马氏体,碳化物的尺寸细小,且具有良好的强韧性;350℃回火的综合力学性能最好,抗拉强度为1630 MPa,屈服强度为1395 MPa,-20℃冲击吸收功为22 J;高于350℃回火,马氏体板条宽度明显增加,碳化物长大粗化,强度下降;450℃回火,出现粗大的碳化物导致回火脆性,韧性最差。     

调质工艺对石油套管用36Mn2V钢冲击性能的影响

研究不同调质工艺处理的石油套管用36Mn2V钢的0℃冲击性能。用金相显微镜、扫描电子显微镜和透射电子显微镜观察与分析钢的奥氏体晶粒大小、冲击断口形貌、钢中淬火未溶第二相以及回火碳化物的析出行为。结果表明,当回火温度一定,淬火温度在890℃时,淬火未溶第二相的数量较少而且奥氏体晶粒未过分长大,冲击功最大。当淬火温度一定,冲击功随着回火温度的升高而增大。回火温度较低时(500℃),钢中碳化物主要在晶界和马氏体板条界面上呈连续状析出,冲击功较低;回火温度较高时(620℃),碳化物多在晶内析出而且铁素体呈等轴状,冲击性能较好。     

淬火和回火工艺对50MnB钢组织与性能的影响

为了优化50MnB钢热处理工艺,设计了水淬、盐水淬和油淬三种淬火冷却方式以及180、200、220 ℃三种不同回火温度。通过组织观察、力学性能测定、断口形貌观察、XRD物相分析探讨淬火方式和回火温度对50MnB钢组织性能的影响。结果表明,油淬是适宜的淬火方式,淬火组织均匀;回火组织由回火马氏体和少量碳化物组成,回火后仍保留马氏体板条形态。随着回火温度的升高,回火组织中的马氏体板条更细小,碳化物析出增加。同时,硬度和抗拉强度降低,伸长率增加。根据组织与性能试验结果,最适合的回火温度是220 ℃。     

1.6%C超高碳钢显微组织与性能研究

对1．6％C超高碳钢进行离异共析和淬火＋高温回火两种工艺球化预处理，获得了铁素体基体上分布超细碳化物组织，在此基础上进行了两类淬火处理。显微组织观察分析表明：淬火组织亚结构为位错与孪晶并存：采用感应加热淬火时随感应加热淬火次数增加，板条马氏体增加，孪晶马氏体减少。力学性能测试显示：本试验用超高碳钢强度与中碳结构钢相当；塑性很好，伸长率达17％。     

回火温度对1100 MPa级高强钢组织与性能的影响

研究了920 ℃水淬+不同温度回火后1100 MPa级高强钢的显微组织和力学性能。结果表明:回火温度为250 ℃时,所得到的力学性能最佳,抗拉强度、屈服强度、硬度、断后伸长率和冲击吸收能量分别为1423 MPa、1220 MPa、446 HV5、14.2%和56 J。随回火温度的升高,抗拉强度、屈服强度、硬度值整体呈现下降的趋势,冲击吸收能量先减小后增加。回火温度为150 ℃时,组织为回火马氏体和ε碳化物,析出的ε碳化物呈细长杆状。回火温度上升到250 ℃之后,马氏体板条稍有粗化,ε碳化物长大。随回火温度继续升高,板条马氏体逐渐转变为等轴铁素体,ε碳化物也会转变为渗碳体并逐渐球化粗化。     

回火结构钢的断裂行为和显微组织的关系

用透射电镜研究了两种结构钢的断裂行为与显微组织的关系。结果表明,回火后准解理断口的出现和消失与Fe_3C的析出和聚集密切相关:经250℃回火时析出ε碳化物,呈现单一韧窝断口,回火温度超过350℃时,有Fe_3C析出,这时出现准解理断口,而于450℃回火后达最大比例。在550℃回火后,60Si2Mn钢因Fe_3C聚集,准解理断口消失,又变成单一韧窝断口,37SiMnCrNiMoV钢Fe_3C聚集的倾向小,经550℃回火后仍有少量准解理断口保留下来。观察试样上由负荷产生的残留显微裂纹发现,它们常沿孪晶马氏体的内孪晶界及板条马氏体的条界发展,因此认为这两种脆化了的界面是准解理的解理面,而Fe_3C沿这类界面析出并呈连续分布是导致界面脆化的原因。     

感应回火对1000 MPa级高强度低合金钢碳化物析出行为及韧性的影响

对比研究了电磁感应及传统箱式炉2种不同回火加热方式对1000 MPa级别高强度低合金钢淬火后组织中碳化物的尺寸、形貌、分布及其对力学性能的影响.结果表明,实验钢淬火后组织包括下贝氏体及板条马氏体.2种加热方式回火后,对于下贝氏体组织,随着回火温度由400℃升高至550℃,碳化物由针状向短棒状转变.其中,经550℃传统加热回火后,贝氏体内部碳化物长轴尺寸约为200 nm,而经该温度电磁感应加热回火后其长轴尺寸约为60 nm.对于板条马氏体组织,经传统加热回火后,碳化物主要沿着板条边界连串析出;电磁感应加热回火后,马氏体板条中析出的碳化物在板条内部及边界均匀弥散分布.经550℃传统方式回火后,马氏体中的碳化物尺寸约为200 nm,而电磁感应回火的碳化物尺寸均小于100 nm.经过不同加热方式回火后,实验钢的硬度差别不显著,随着回火温度升高,2种加热方式回火试样冲击功均升高,但感应加热回火后冲击功升高更为显著,实验钢经550℃电磁感应加热回火后-20℃冲击功达到133 J,是传统加热回火工艺的4.5倍,实现了1000 MPa级高强度低合金钢良好的强韧化组合.