碳配分温度对含Cu低碳钢组织及力学性能的影响

以一种含Cu低碳钢为对象,应用扫描电镜(SEM)及透射电镜(TEM)等手段研究了碳配分温度对组织演变及力学性能的影响。结果表明:组织中的残余奥氏体主要由分布于马氏体板条间的薄膜状残余奥氏体及马氏体边缘或原奥氏体晶界处的块状残余奥氏体构成,300℃配分处理时获得最高12.8%的残余奥氏体含量;C原子由一次淬火马氏体配分到残余奥氏体或以碳化物形式在基体中析出,实验钢的抗拉强度随配分温度的升高而降低,伸长率显著增加;配分温度为350℃时实验钢获得最佳的综合力学性能,伸长率最高为17.75%,强塑积达19632 MPa·%。     

一步QP处理低碳中锰钢的微观组织和力学性能

对低碳中锰钢进行了一步QP工艺处理,获得了铁素体、回火马氏体、新生马氏体和残余奥氏体的混合组织,采用SEM、XRD和拉伸试验机研究了配分时间对试验钢的显微组织和力学性能的影响。结果表明:抗拉强度和伸长率都是随着配分时间的延长先升高后降低。试验钢的抗拉强度主要受回火马氏体的回火程度和新生马氏体的数量以及碳含量共同影响,配分20 min时达到最佳平衡状态,试验钢的抗拉强度达到最高,为1712 MPa。试验钢的伸长率主要由残余奥氏体的含量决定,配分20 min时残余奥氏体含量最高,获得最大伸长率9.8%。     

等温温度对直接淬火配分超高强钢组织性能的影响

对一种中碳低合金超高强钢进行直接淬火到马氏体区等温处理,采用场发射扫描电镜和X射线衍射仪等设备研究了等温温度对组织和力学性能的影响。结果表明:随等温温度升高,抗拉强度不断降低,屈服强度先降低后升高,冲击功先增加后降低,伸长率略有增加。在260℃等温处理,实验钢具有最好的综合力学性能,抗拉强度1600 MPa,伸长率13.8%,-20℃冲击功24 J。不同等温处理后组织均包含初生马氏体、新生马氏体和残余奥氏体。随等温温度升高,残余奥氏体含量先增加后降低,在260℃等温处理残余奥氏体含量最大,为9.3%。在300℃等温处理,组织中出现了尺寸较大的块状新生马氏体,导致韧性降低。     

淬火-配分热处理对隧道钢拱架组织与力学性能的影响

利用金相显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪和力学试验机等,研究了淬火-配分热处理对隧道钢拱架显微组织和力学性能的影响。结果表明,不同淬火温度和配分时间下试验钢的组织都为板条马氏体+残余奥氏体,且随着淬火温度的升高,板条马氏体含量变少、板条更加粗大,而残余奥氏体含量增加;配分时间为20~600 s试验钢中没有明显碳化物出现,随着配分时间的延长(20~3600 s),残余奥氏体含量呈现先增加而后降低的趋势;随着淬火温度升高,试验钢屈服强度和抗拉强度逐渐降低,而最大力下总伸长率和断后伸长率逐渐升高;在配分时间为20~120 s,试验钢的屈服强度和抗拉强度都会随配分时间的增加有所降低,而最大力下总伸长率和断后伸长率有所升高;继续延长配分时间至600 s及以上,试验钢的抗拉强度有所上升,而塑性略有降低。     

退火及配分温度对Si-Mn系Q&P钢组织和性能的影响

研究了两相区不同退火温度及不同配分温度的淬火和碳再分配热处理工艺对低碳硅-锰系Q&P钢的显微组织、精细结构、力学性能及残留奥氏体含量的影响。结果表明,采用两相区退火的Q&P工艺室温组织为板条马氏体、铁素体、薄膜状和块状残留奥氏体;随退火温度的升高,实验钢抗拉强度和屈服强度呈上升趋势,伸长率呈下降趋势,残留奥氏体含量先上升后下降;随配分温度的升高,实验钢抗拉强度呈下降趋势,屈服强度、伸长率和残留奥氏体含量呈上升趋势;经Q&P工艺处理后的实验钢强塑积可达28215 MPa·%。     

I&Q&P工艺下碳配分时间对0.12C-1.33Mn-0.55Cu钢性能和组织的影响

采用场发扫描电镜和X射线衍射仪研究了IQP工艺中合金元素配分后不同碳配分时间对0.12C-1.33Mn-0.55Cu钢组织演变、力学性能和残余奥氏体含量的影响。结果表明:实验用钢经双相区保温后,合金元素Cu、Mn有明显的配分效果;与QP处理相比,IQP处理钢抗拉强度虽略有下降,但强塑积提高了6 517MPa·%;在双相区Cu、Mn元素配分后,随着碳配分时间的不断增加,马氏体板条缠结减少且逐渐变的条理清晰,随后出现回火马氏体,并有渗碳体的析出,钢的抗拉强度逐渐减小,伸长率则先增大而后减小,配分时间到90s时,强塑积达到最大为25 861MPa·%;在不同的配分时间下,钢的伸长率变化趋势与残余奥氏体含量的变化趋势基本一致。     

I&Q&P下双相区配分温度对含铜低碳钢组织与性能的影响

采用场发扫描电镜、X射线衍射仪和电子探针研究了双相区合金元素不同配分温度对0.12C-1.33Mn-0.55Cu钢的组织性能和残留奥氏体含量的影响。结果表明:试验钢在双相区配分后,C、Cu和Mn元素均出现明显的配分效果,且Cu、Mn元素配分作用有利于盐浴分级淬火C配分进行,保留更多残留奥氏体提高塑性;IQP工艺处理得到马氏体和残留奥氏体组织,随着双相区配分温度提高原奥氏体晶粒尺寸变大,马氏体板条变粗,位向增多;随着配分温度的提高,试验钢的抗拉强度提高,伸长率逐渐下降,残留奥氏体含量的变化趋势与伸长率基本一致,在780℃时强塑积最大为26 GPa·%,此时残留奥氏体体积分数为14.7%,伸长率为24.4%,综合力学性能最佳。     

I&Q&P下双相区配分温度对含铜低碳钢组织性能影响

采用场发扫描电镜、X射线衍射仪和电子探针研究了双相区合金元素不同配分温度对0.12C-1.33Mn-0.55Cu钢的组织性能和残留奥氏体含量的影响。结果表明：试验钢在双相区配分后,C、Cu和Mn元素均出现明显的配分效果,且Cu、Mn元素配分作用有利于盐浴分级淬火C配分进行,保留更多残留奥氏体提高塑性;I&Q&P工艺处理得到马氏体和残留奥氏体组织,随着双相区配分温度提高原奥氏体晶粒尺寸变大,马氏体板条变粗,位向增多;随着配分温度的提高,试验钢的抗拉强度提高,伸长率逐渐下降,残留奥氏体含量的变化趋势与伸长率基本一致,在780 ℃时强塑积最大为26 GPa·%,此时残留奥氏体体积分数为14.7%,伸长率为24.4%,综合力学性能最佳。     

配分温度对热轧Q&P钢组织性能的影响

基于汽车轻量化原则,应用超快冷和一步法配分工艺可得到高强塑积的热轧Q&P钢,借助OM、SEM、TEM、XRD和室温拉伸等实验手段,研究配分温度对试验钢组织性能的影响规律。研究表明:随着配分温度的增加,组织中的马氏体板条束细化,残余奥氏体含量增加,其抗拉强度和屈服强度减小,伸长率和强塑积增加,屈强比减小,n值增加。400℃配分的试验钢,残余奥氏体含量最多为12.7%,其抗拉强度为1012 MPa,伸长率为23.5%,屈强比最低为0.62,n值最高为0.15,强塑积最高为23.78 GPa·%,其综合力学性能最好。     

热轧马氏体/贝氏体区直接淬火-配分钢组织性能研究

以低碳硅锰钢为研究对象,采用直接淬火-配分工艺研究了马氏体区淬火-配分(QP)、贝氏体区淬火-配分(BP)和直接淬火工艺对组织性能演变的影响。结果表明,经QP工艺处理后得到马氏体和残余奥氏体的组织,残余奥氏体体积分数大于10.0%,并且呈现薄膜状分布于马氏体板条间,试样屈服强度大于1 100 MPa,抗拉强度大于1 200 MPa,伸长率在14.75%~16.00%之间,强塑积可高达21.12GPa·%。经BP处理后的试样获得贝氏体基体和17.3%的残余奥氏体组织,试样伸长率高达21.00%,强塑积为22.26GPa·%。经直接淬火工艺处理后的试样,抗拉强度高达1 540 MPa,但残余奥氏体体积分数为3.6%,导致伸长率仅为8.00%,强塑积为12.32GPa·%。此外,还发现少量软相铁素体组织,可以降低试验钢的屈服强度。     

Q&P工艺对含铜马氏体不锈钢组织与性能的影响

对含铜马氏体不锈钢进行了QP热处理,研究了配分温度和时间对其组织与性能的影响。结果表明,通过QP热处理,含铜马氏体不锈钢中可以获得一定比例的残余奥氏体;配分温度升高,材料的残余奥氏体先增加后减少,而硬度和抗拉强度呈下降趋势;当温度超过400℃时,硬度和抗拉强度略有升高,伸长率不断增加。配分时间延长,抗拉强度先下降,伸长率升高;配分时间高于30 min后,抗拉强度略有上升。QP热处理后的马氏体不锈钢综合力学性能得到改善。     

配分温度对0.2C-2.96Mn-1.73Si钢组织和力学性能的影响

对0.2C-2.96Mn-1.73Si钢进行IQP(Intercritical heating quenching and partitioning)处理,获得超细化铁素体、马氏体和残留奥氏体多相组织。采用SEM、XRD和拉伸试验机研究了配分温度对试验钢显微组织和力学性能的影响。结果表明,随配分温度的升高,试验钢的抗拉强度逐渐下降,屈服强度和伸长率均先增大后减小。试验钢中残留奥氏体含量随配分温度的升高呈先增加后降低的趋势。配分温度为400 ℃时,残留奥氏体的含量最高,TRIP效应能够提供持久的加工硬化,试验钢获得了最高的均匀变形能力,抗拉强度为1444 MPa,伸长率为20.13%,强塑积达到29 GPa·%,综合力学性能最佳。     

淬火温度对中锰QP钢组织和性能的影响

采用部分奥氏体化-淬火-配分工艺对中锰钢进行热处理,研究不同淬火温度对微观组织和力学性能的影响。试验结果表明:随着淬火温度的升高,试验钢的伸长率先升高后降低,而抗拉强度却逐渐降低。淬火温度为140 ℃时,试验钢中一次马氏体和新生马氏体的体积分数之和最大,因此抗拉强度最高。淬火温度为180 ℃时,试验钢中残留奥氏体的体积分数最大,伸长率最高,综合力学性能最好,强塑积最高为30 328.2 MPa·%。而淬火温度升到200 ℃时,由于试验钢中残留奥氏体的含量减少以及新生马氏体的硬度降低,其伸长率和抗拉强度均降低。     

低碳Si-Mn系Q&P钢不同配分时间的热处理工艺

采用CCT-AY-Ⅱ热处理连退模拟机,研究了不同配分时间下,两相区退火温度淬火和碳再分配热处理工艺对低碳硅-锰系Q&P钢的显微组织、精细结构、力学性能及残留奥氏体含量的影响。结果表明,采用不同配分时间的两相区连续退火的Q&P工艺室温组织为板条马氏体、铁素体、薄膜状或块状残留奥氏体;随配分时间的增加,钢的抗拉强度和残留奥氏体含量呈下降趋势,伸长率和强塑积呈上升趋势;当配分时间为300 s时,试验钢抗拉强度达到1000 MPa,其伸长率为27.3%,强塑积高达27 300 MPa.%。     

配分时间对0.16C-1.8Mn-1.5Si钢组织与性能的影响

采用扫描电镜和X射线衍射仪研究了配分时间对0.16C-1.8Mn-1.5Si钢组织演变、力学性能和残留奥氏体含量的影响。结果表明,经QP工艺处理后,随着配分时间的不断增加,试验钢的淬火马氏体转变为回火马氏体,渗碳体逐步析出;抗拉强度逐渐减小,伸长率先增大后减小;在配分时间为120 s时,抗拉强度为1012 MPa,伸长率最大值达到23%,强塑积最大达到23 276 MPa·%,残留奥氏体量达到最大值为14.4%;在不同的配分时间下,钢的伸长率变化趋势与残留奥氏体量的变化趋势基本一致,拉伸断口形貌具有典型的韧性断裂特征。     

预先Mn配分处理对Q&P钢中C配分及残余奥氏体的影响

以低碳Si-Mn钢为研究对象,采用双相区保温-淬火(IQ)工艺研究预先Mn配分行为,并对其配分现象进行表征,采用淬火-配分(QP)及双相区保温-奥氏体化-淬火-配分(IQP)热处理工艺,探讨了预先Mn配分处理对低碳高强QP处理钢中C配分和残余奥氏体及力学性能的影响.结果表明,实验钢在双相区保温过程中C,Mn不断向奥氏体内扩散,淬火处理后C,Mn在马氏体(原双相区奥氏体)内呈现明显的富集现象;实验钢经IQP工艺处理后,室温组织中Mn富集现象依然很明显,C在马氏体板条间富集;随着C配分时间的延长,实验钢抗拉强度不断减小,延伸率均呈先增加后降低趋势,在C配分时间为90 s时,IQP工艺下钢的强塑积达到23478 MPa·%;IQP工艺中预先Mn配分处理,使得实验钢在一次淬火时保留更多的奥氏体,随后C配分促使更多的C原子扩散到这些奥氏体中,从而二次淬火至室温获得更多残余奥氏体.IQP工艺中C,Mn的综合作用稳定的残余奥氏体体积分数比相同条件下QP工艺中C配分稳定的残余奥氏体体积分数最大增多2.4%左右.     

Mn配分时间对低碳硅锰钢I&Q&P处理后组织与性能影响

通过IQP(两相区退火+淬火+配分)处理工艺,采用场发射扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)等手段,研究了低碳硅锰钢中Mn元素的配分行为及其配分工艺参数对IQP处理后组织与性能的影响。结果表明:经IQP工艺处理,奥氏体化后并未消除IQ工艺Mn配分效果,室温组织为板条状马氏体、残余奥氏体及少量块状马氏体。在相同配分温度下,随着配分时间延长,残余奥氏体含量是先增加后减小。材料抗拉强度总体呈现下降趋势;伸长率变化与残余奥氏体量的变化趋势基本一致。其综合性能最佳的强塑积可达29046.65 MPa·%。     

硅含量与淬火温度对Q&P钢组织及性能的影响

采用盐浴对两种硅含量不同的试验钢进行了淬火配分处理,并用金相显微镜、扫描电镜与拉伸试验机对不同淬火温度下试验钢组织及性能的转变规律展开了研究。结果表明,试验钢的显微组织由铁素体、马氏体、残留奥氏体与贝氏体组成;硅含量增加,有利于试验钢中残留奥氏体体积分数提高,抗拉强度和屈服强度显著提高,伸长率降低,强度随淬火温度变化的幅度减小;经260 ℃淬火、360 ℃配分后,2.13%(质量分数)Si钢在拥有高强度的同时保持了较好的伸长率,其抗拉强度为958.66 MPa,屈服强度为458.99 MPa,伸长率为15.35%,强塑积为14.66 GPa·%,综合力学性能最佳。     

I&Q&P工艺预先Mn配分处理低碳硅锰钢的组织与性能

通过IQP处理工艺,采用SEM、XRD和拉伸试验手段,研究了低碳硅锰钢C-Si-Mn中Mn元素的配分行为及其配分工艺参数对IQP处理试验钢组织与性能的影响。结果表明:经IQP工艺处理,试验钢室温组织为板条状马氏体和残留奥氏体。随配分时间延长或配分温度的升高,试验钢的抗拉强度总体呈降低趋势,残留奥氏体含量均先增加后减小,伸长率与残留奥氏体量的变化趋势基本一致。800℃等温30 min,试验钢中残留奥氏体含量及伸长率最大,分别为10.02%,24.25%,该参数下的综合性能最佳。     

配分温度对Q&P钢组织性能的影响

通过一步淬火配分热处理工艺参数的变化研究了钢的组织性能的变化规律.结果表明,不同淬火温度下,抗拉强度随配分温度的升高而逐步降低,屈服强度则随配分温度升高而下降.在250℃配分后得到最优的强韧性,抗拉强度达到1655MPa,伸长率16.8％,强塑积为27804 MPa·％.另外在250℃配分后得到最高的残余奥氏体含量和奥氏体中较低的碳含量,在变形过程中发生马氏体相变,即TRIP效应,使塑性提高.