PH13-8Mo高强不锈钢在不同温度时效后的析出相及其对力学性能的影响

将PH13-8Mo高强不锈钢先在925℃进行固溶处理,然后再分别于510,540,550,565,595℃下进行时效处理,研究了不同温度时效后试验钢中析出相的种类和含量,以及析出相对试验钢力学性能的影响。结果表明:在较低温度时效后,试验钢中的析出相以六方结构的M_2C为主,中温时效后的析出相为六方结构的M_2C、面心立方的M_(23)C_6和Ni_3Al以及体心立方结构的NiAl,高温时效后以体心立方的NiAl与面心立方的M_(23)C_6析出相为主;随着时效温度升高,析出相的含量逐渐增加,试验钢的抗拉强度与屈服强度逐渐降低,塑韧性不断提高;时效过程中析出的第二相粒子能起到阻碍位错运动的作用,从而提高试验钢的强度;试验钢在925℃固溶、540℃时效处理后可获得最佳的综合力学性能。     

不同工艺高温固溶与时效处理后SP-700钛合金的组织与性能

将SP-700钛合金在β相区1 000℃固溶15 min后,降温至(α+β)相区进行不同时间(3～10 min)和温度(650～900℃)下的固溶处理以及不同温度(370～650℃)和时间(15,90 min)的单级时效处理和280℃低温预时效+第二级时效的双级时效处理,研究了不同工艺下合金的组织和性能。结果表明：在850℃下固溶后合金中α相的体积分数随固溶时间的延长而增加,当固溶时间为5 min时,合金具有较好的强塑性匹配;在5 min固溶时间下,α相体积分数随固溶温度的升高而减小,当固溶温度为650℃时,合金具有较好的强塑性匹配。β相区固溶+单级/双级时效后,合金基本由β晶粒、α相以及针状马氏体组成;在时效温度650℃和时间90 min下单级时效或时效温度650℃和时间15 min下双级时效后,合金均具有较好的强塑性匹配。     

高温时效对P92耐热钢持久性能的影响

将P92耐热钢在650℃分别时效600,1 200h后,再在170MPa,650℃下进行单轴拉伸蠕变试验,观察了时效和蠕变断裂后试验钢的显微组织,分析了其持久性能。结果表明:时效后试验钢中的板条马氏体发生粗化,组织中析出了Laves相,且时效时间越长,Laves相的数量越多、直径越大;蠕变断裂后,近断口组织中的板条马氏体均变为等轴状;时效后试验钢的蠕变断裂寿命缩短但蠕变断裂应变提高,持久性能下降;时效前后试验钢在蠕变过程中均发生了韧性断裂,时效后蠕变断口上的韧窝较小且较浅。     

时效温度对马氏体不锈钢激光焊接接头组织和性能的影响

对Fe-Cr-Ni-Mo-Ti型(0Cr13Ni7MoTi)马氏体时效不锈钢激光焊接接头进行不同温度时效处理,时效温度选择在420～580℃范围内。激光焊接接头显微组织呈现出焊缝区、热影响区(Heat affected zone,HAZ)和基体三个不同区域。结果显示,在500℃以下时效处理,焊缝区、热影响区和基体主要由马氏体板条组成,在540℃及以上温度进行时效处理,三个区域均有逆转变奥氏体形成,使各区域硬度下降;焊接接头经过时效处理后各个区域的硬度变化规律不一致,时效后硬度低点出现于热影响区或基体;拉伸测试显示,不同时效态的断裂位置均与硬度低点区域一致,屈服强度在460℃时效时取得最大值,此温度时效处理的焊接接头具有最佳的拉伸性能;拉伸断口断裂机制发生由未时效的准解理断裂到时效态的韧性断裂转变。     

600℃时效后HR3C钢的显微组织和冲击韧性

采用光学显微镜、扫描电镜、能谱仪、X射线衍射仪和冲击试验机等,研究了HR3C钢在600℃时效不同时间后的显微组织和室温冲击韧性。结果表明:时效后HR3C钢的显微组织为奥氏体和析出相,析出相主要为Nb(C,N)和M23C6;随着时效时间的延长,析出相数量不断增多,其中M23C6沿晶界析出,并不断聚集、长大成条块状,最终相互连接;时效初期,HR3C钢的冲击吸收能量明显下降,断口形貌以韧窝为主,时效200h后冲击吸收能量的下降趋势减缓,断口中沿晶裂纹数量增多,时效500h后的断口主要为沿晶断裂。     

沉淀硬化不锈钢FV520(B)的析出硬化及韧性

采用透射电镜试验、硬度试验和示波冲击试验等方法,研究时效对沉淀硬化不锈钢FV520(B)组织和性能的影响。结果表明,时效过程中,FV520(B)钢主要以富铜相ε-Cu析出为主。硬度在420 ℃时效时出现峰值,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,富铜相逐步脱溶长大,基体再结晶,使其硬化程度逐步降低。FV520(B)钢的韧性主要决定于冲击裂纹扩展功。时效组织对FV520(B)钢冲击裂纹萌生功影响较小,对裂纹扩展功有着较大的影响。420 ℃时效时FV520(B)钢韧性最差,而600 ℃时效时韧性最好。420、470 ℃时效状态下的冲击试样扩展区断口以解理形貌为主,而其他时效状态下为韧窝,但韧窝细节各不相同。     

Super304H钢焊接接头的时效组织及其持久性能

对Super304H钢焊接接头进行了700℃保温不同时间(100,300,500h)的时效处理,研究了其时效组织和冲击性能,并分析了焊接接头在700℃、不同应力下的持久性能。结果表明:700℃时效100h后,Super304H钢焊接接头奥氏体晶界和枝晶界处析出大量的颗粒状、链球状和条状M23C6析出相,焊接接头的冲击韧性显著下降,随着时效时间的延长,M23C6相的析出速率减慢,冲击功基本保持稳定;焊接接头持久试样均在母材处断裂,且断裂前均发生明显的缩颈现象;当加载应力(180MPa)较高时,断口主要呈穿晶断裂特征,而当加载应力(160 MPa)较低时,其断裂特征向沿晶断裂转变。     

高温载荷作用下20G钢的性能及显微组织演变

对水冷壁管用20G钢在室温至850℃进行了拉伸试验,还在550~850℃同步进行了蠕变(应力为62MPa)及时效(不施加应力)试验,研究了温度对拉伸性能,以及蠕变和时效后的组织和性能演变的影响。结果表明:蠕变及时效后试验钢的显微组织均由铁素体和珠光体组成,应力的施加促进了珠光体的球化;随温度的升高,试验钢的抗拉强度先略有减小后增大随后再快速下降,屈服强度呈近似线性下降趋势,伸长率先降低后增大再波动性下降;随温度的升高,试验钢的蠕变断裂时间先急剧降低后趋于稳定,在550℃下蠕变断裂受晶界蠕变孔洞形核控制,在650℃下则由塑性损伤控制。     

热拉伸变形及固溶时效处理对TC4-DT钛合金显微组织的影响

分别在α+β两相区(925℃)、近β两相区(960℃)、准β单相区(995℃)对TC4-DT钛合金进行等温恒应变速率热拉伸变形,再进行920,940,960,980℃固溶和550,720℃时效热处理,研究了其流变应力的变化趋势和不同工艺处理后的显微组织。结果表明:在拉伸变形初期,流变应力迅速增大至峰值后缓慢减小,同时流变应力降幅随变形温度的升高而减小;拉伸变形温度越高或变形量越大,组织中初生α相量越少,针状α相越多,形成的片层组织越多;经960,995℃拉伸变形和不同温度固溶处理后,固溶温度越高,析出的针状α相越多,越易形成片层组织;经拉伸变形、固溶和时效处理后的显微组织和时效处理前的差别不大,但在针状α相间的β相上析出了次生α相,且时效温度越高,针状α相越粗大,片层组织越明显。     

时效温度对2205双相不锈钢焊接接头显微组织及冲击性能的影响

采用脉冲式直流钨极氩弧焊(GTAW)对2205双相不锈钢进行焊接,然后分别在600,700,800℃进行时效热处理,研究了时效温度对焊接接头显微组织和室温冲击性能的影响。结果表明:时效后,在母材区的铁素体基体边界上以及焊缝金属中的铁素体基体上均析出了σ相,而且焊缝金属中σ相的尺寸比母材区的更大;随着时效温度升高,焊接接头的冲击功降低,接头的脆化程度增大,冲击断口表现为解理断裂;冲击功的降低与焊接接头中析出的σ相有关。     

固溶时效对Inconel718合金组织和力学性能的影响

对Inconel718合金进行了(9201 060℃)×1.5h+(650850)℃×(610)h的固溶时效处理,研究了固溶温度和时效温度、时间对合金组织和力学性能的影响,并获得了较理想的固溶时效工艺。结果表明:时效处理后,合金的硬度较固溶态的明显提高;随固溶温度升高,奥氏体晶粒长大,δ相逐渐溶解,较适宜的固溶温度为1 000~1 020℃;随时效时间延长,合金中析出相的弥散强化效果更佳,屈强比提高显著;在1 000~1 020℃固溶+750℃×10h时效处理后,合金的力学性能最佳,抗拉强度超过1 200 MPa,室温冲击吸收功超过120J,硬度超过310HV10。     

深冷处理后0Cr17Mn17Mo3NiN奥氏体不锈钢的低温冲击性能

对深冷处理前后的0Cr17Mn17Mo3NiN奥氏体不锈钢分别进行了低温和常温冲击试验,研究了其冲击性能和断口形貌,分析了冲击断口附近的物相组成和显微组织。结果表明:试验钢的冲击功随着冲击试验温度的降低而减小,断裂方式由韧性断裂逐渐变为脆性断裂,韧脆转变温度约为-122℃;深冷处理能显著提高试验钢在20℃的冲击功,但深冷处理次数和保温时间对冲击韧性的影响不大;试验钢的低温组织稳定性好,低温冲击与深冷处理后均未发生马氏体相变或氮化物析出。     

新型Ni3Al基单晶高温合金的显微组织和拉伸性能

采用液态金属冷却(LMC)法制备了新型Ni₃Al基单晶高温合金并进行1 290℃×4 h固溶处理和1 000℃×4 h时效处理,研究了合金的显微组织与不同温度(23～900℃)下的拉伸性能。结果表明：经固溶与时效处理后,试验合金组织中的γ′相呈规则的立方体形状,平均尺寸约为0.55μm,体积分数约为72%;合金的抗拉强度与屈服强度随着温度升高先增大后减小,且均在800℃时达到峰值,分别为856,808 MPa;合金断后伸长率的变化规律与强度相反,在800℃达到最小值11%;在600℃及以下温度拉伸时合金的断裂模式为纯剪切型断裂,在760℃拉伸时为纯剪切断裂与微孔聚集型共存的混合型断裂,当拉伸温度在800～900℃范围内时为微孔聚集型断裂。     

热处理工艺对Ni36CrTiAl合金组织和力学性能的影响

为研究时效处理工艺对Ni36CrTiAl显微组织和力学性能的影响,对Ni36CrTiAl冷轧合金分别进行600℃、630℃、650℃、680℃、700℃时效处理,通过金相显微镜分析组织特征并测试力学性能指标。结果表明,650℃～680℃时效处理,析出的强化相细小均匀,强度和塑性都明显增加,而大于700℃时效后,强化相尺寸增大,强度和塑性随时效温度的升高而下降。确定680℃×3h时效处理后,具有适宜的强化及塑性的配合。     

正火工艺参数对轨道交通用20MnV弹簧钢显微组织与力学性能的影响

对轨道交通用20MnV弹簧钢进行了不同温度(780,830,880,930,980℃)和不同时间(0.5,0.75,1,1.25h)的正火处理,研究了正火温度和正火时间对试验钢显微组织和力学性能的影响。结果表明:随着正火温度升高,20MnV弹簧钢组织由不均匀铁素体和粒状贝氏体转变为等轴铁素体和块状铁素体;当正火温度低于830℃时,随着正火温度的升高,试验钢的屈服强度和抗拉强度降低,断后伸长率和低温冲击功增大;当正火温度高于830℃后,试验钢的屈服强度和抗拉强度均随着正火温度升高而增加;在不同正火时间下,试验钢的显微组织均为等轴铁素体和块状珠光体;随着正火时间的延长,试验钢的屈服强度、抗拉强度、断后伸长率、低温冲击功均先增后降;当正火温度为930℃、正火时间为1h时,试验钢的力学性能最佳。     

退火温度对无铝超高碳钢组织及性能的影响

对名义成分为Fe-1.58C-1.97Cr-0.26Si-0.73Mn-0.09Mo的一种无铝超高碳钢在800~1 100℃进行了退火处理,利用物相分析、显微组织观察、力学性能测试等方法研究了退火温度对该钢显微组织和力学性能的影响。结果表明:退火温度为800℃时,试验钢组织中存在大量的网状碳化物;当退火温度升至860℃时,网状碳化物消失,获得由细小均匀分布的碳化物加珠光体组成的组织;当退火温度进一步升至1 000℃以上时,试验钢中的珠光体组织变得粗大,且再次析出了网状碳化物;随退火温度的升高,试验钢的抗拉强度和冲击功先增大后减小,且均在860℃时达到最大,分别为1 017 MPa和15J。     

一种析出强化型Fe-C-Mn-Ni奥氏体合金钢的微观组织和力学性能

对Fe-C-Mn-Ni-X(X为铬、钒等元素)奥氏体合金钢锻材进行固溶和时效处理,研究了时效温度(650,700,750℃)和时效时间(0～25h)对合金钢显微组织与力学性能的影响。结果表明:固溶态和时效态合金钢显微组织形态相差不大,时效处理后,合金钢中析出大量与奥氏体基体呈共格或半共格位向关系的纳米VC相;固溶态合金钢表现出很强的时效硬化能力,随时效温度升高,硬度达到峰值的时间缩短,峰值硬度降低;时效处理后,合金钢的屈服强度和抗拉强度显著增加,断后伸长率和加工硬化指数则明显下降,拉伸失效模式由韧性断裂转变为韧脆混合断裂;随时效温度升高和时效时间延长,合金钢的强度有所降低,但加工硬化能力增强。     

X100管线钢焊接热影响区不同区域的显微组织与冲击韧性

采用Gleeble-3500型热模拟试验机在不同峰值温度下对X100管线钢进行单道焊热模拟试验,研究了X100管线钢热影响区粗晶区(峰值温度1 300℃)、细晶区(峰值温度950℃)、临界区(峰值温度850℃)和亚临界区(峰值温度650℃)的组织和冲击韧性。结果表明：粗晶区的奥氏体晶粒严重长大,晶界处存在块状马氏体-奥氏体(M-A)组元,与母材相比,其冲击吸收功下降了42.6%;细晶区的晶粒发生完全再结晶,晶粒尺寸均匀,晶粒中弥散分布着点状M-A组元,冲击吸收功损失不大;临界区的晶粒发生部分再结晶,晶粒大小不一,冲击吸收功下降了16.4%;亚临界区经历了一次短时高温回火,冲击韧性与母材相比变化不大。     

热循环对9Ni钢接头粗晶热影响区显微组织和低温韧性的影响

采用Gleeble-3500型热模拟试验机在t8/5(800℃到500℃冷却时间)分别为6,10,30,60,100s下制备了9Ni钢接头粗晶热影响区(CGHAZ)试样,并对试样进行了低温冲击试验,研究了t8/5对CGHAZ显微组织和低温韧性的影响。结果表明:CGHAZ的显微组织主要由板条马氏体组成,当t8/5为30s时,显微组织中出现粒状贝氏体,且其数量随t8/5的延长而增多;随着t8/5的延长,CGHAZ中马氏体板条束尺寸先略有增大后减小,韧脆转变温度先升高后降低;不同t8/5下CGHAZ在-100,-125℃的冲击功都高于200J,随着冲击温度的下降,冲击断口均由韧窝形貌向准解理形貌转变。     

同步冷却热成形+时效后AA2024铝合金的 显微组织及拉伸性能

在435～505℃下对H18态AA2024铝合金板料进行同步冷却热成形,并在150～230℃下时效处理4～12h,研究了时效后的显微组织和拉伸性能。结果表明:同步冷却热成形+时效后,试验合金中的主要强化相为Al_2CuMg相;随时效温度的升高,Al_2CuMg相的尺寸增大、数量变多,时效时间对该相的影响较小;试验合金的抗拉强度和屈服强度随成形温度的升高而增大,随时效温度的升高先增大后减小;在成形温度不高于475℃条件下,试验合金的抗拉强度和屈服强度随时效时间的延长呈先增大后降低的变化趋势,并在时效8h时达到峰值,在成形温度高于475℃条件下,时效时间对合金强度的影响很小。