热轧逆相变退火中锰钢的疲劳性能

 为了研究循环载荷对含奥氏体钢微观组织和力学性能的影响,对逆相变处理中锰钢进行了疲劳性能研究,采用SEM、EBSD、XRD等表征了微观组织,采用单轴拉伸试验表征了疲劳前后的力学性能。研究结果表明,在应力比R为-1的试验条件下,逆相变中锰钢中值疲劳极限为378 MPa,疲劳极限与抗拉强度之比σ-1/R_m为0.48;中锰钢超细晶粒尺寸特征有利于阻碍二次疲劳裂纹扩展,亚稳奥氏体的转变行为受应力幅影响较大;在中值疲劳极限的应力水平下,亚稳奥氏体和单轴拉伸性能受循环载荷影响不大。     

高强度高塑性第三代汽车钢的M3组织调控理论与技术

高强度、高塑性是汽车钢的重要发展方向,本文综述了高强度高塑性第三代汽车钢的"多相(multiphase)、亚稳(metastable)和多尺度(multiscale)"M~3组织性能调控理论和技术,以及面临的新挑战。M~3组织与性能调控理论为高强度高塑性钢提供了理论支持,亚稳奥氏体的相变诱发塑性(TRIP)效应能够提高加工硬化率并推迟颈缩的发生,从而提高了钢的强度与塑性,同时产生了剪切边裂纹敏感性提高,氢致延迟断裂性能下降,循环载荷下亚稳奥氏体的转变行为复杂等新的问题和挑战。当前,含亚稳奥氏体高强度高塑性钢的质量一致性和应用基础研究缺乏,而汽车钢作为量大面广的产品,需要从它的成分设计和组织调控-冲裁切割-成形制造-连接涂装-服役评价等全链条环节中开展组织演变和性能评估,充分考虑产品的技术适用性和成本,进而为组织调控理论和技术的完善提供依据。     

冷轧中锰钢和等温淬火-碳配分钢裂纹扩展研究

采用载荷控制对基体组织为铁素体和亚稳奥氏体的0.1C-5Mn中锰钢和基体组织为铁素体、马氏体和亚稳奥氏体的QP980进行裂纹扩展试验,采用SEM、EBSD等手段表征了裂纹扩展行为.研究结果表明,裂纹扩展机制为滑移和积累损伤双重机制.冷轧中锰钢和QP980在裂纹尖端的塑性区内均发生相变诱导塑性(TRIP)效应,转变为马氏体,冷轧中锰钢中亚稳奥氏体含量和稳定性高于QP980,QP980裂纹尖端奥氏体几乎都发生了转变,相变吸收了能量以及裂纹闭合效应降低了疲劳裂纹的扩展速率.     

高氮不锈轴承钢组织表征与滚动接触疲劳失效机制

高氮不锈轴承钢作为第三代轴承钢材料,被广泛应用于航天飞机燃料泵轴承、飞机发动机主轴轴承等领域,现已经成为航空航天关键基础材料。而国内关于高氮不锈轴承钢滚动接触疲劳性能研究几乎空白,因此对加压电渣冶炼工艺制备的高氮不锈轴承钢采用不同回火温度热处理,进行力学性能测试、微观结构表征和滚动接触疲劳性能测试。结果表明,试验钢1 030℃淬火+180℃回火热处理工艺抗拉强度为1 899.7 MPa、硬度为60.7HRC,500℃回火后硬度与180℃相当,抗拉强度提升至2 213.5 MPa;通过对500℃高温回火试样基体表征,发现基体内纳米级Cr-N第二相析出是二次硬化现象产生的主要原因。180℃回火试样滚动接触疲劳寿命L10为1.67×107,500℃回火试样L₁₀为2.85×10⁷,提高了70%;通过对2组试样疲劳剥落坑深入表征,发现180℃回火试样次表层沿晶断裂是引起滚动接触疲劳失效的主要原因;结合基体残余应力测量结果分析,500℃高温回火残余拉应力为41 MPa,低于180℃回火的101 MPa。高温回火基体内析出的纳米级Cr-N第二相可以降低位...     

提高热成形钢塑性的工艺研究

塑性较低是传统马氏体钢热成形件的缺点之一.本文采用上模具水冷,下模具带温(2000C)的思路进行热成形试验,检测了热成形过程中的温度曲线和热成形件的微观组织和力学性能.结果表明,工件的冷却速度随模具温度的升高而降低,采用带温模具进行热成形,能够满足工件淬透性要求,获得全马氏体组织;还有利于提高工件的自回火能力,从而提高...     

氮强化高锰奥氏体低温钢的拉伸应变硬化行为

采用低温拉伸、SEM和TEM等方法,对32Mn-7Cr-1Mo-0.3N奥氏体钢进行表征,研究了它的拉伸应变硬化行为.结果表明,32Mn-7Cr-1Mo-0.3N奥氏体钢的真应力与真应变不遵循Hollomon的线性关系,应变硬化指数n随着真应变的增大而提高,但当ε>0.2后,77 K下的dn/dε值明显高于其它温度的值.在77 K真应变ε>0.2后材料的d2σ/dε2变为正值.dn/dε与d2σ/dε2这一特殊变化趋势导致77 K下应变硬化率和延伸率的提高.其微观机制是,孪晶的形成速率以及孪晶与位错之间的相互作用与硬化率相协调,进而延迟了颈缩的产生,导致较高的均匀变形能力.     

Influence of welding parameters on nitrogen content in welding metal of 32Mn-7Cr-1Mo-0.3N austenitic steel

The transfer behavior of nitrogen into the welding metal during gas tungsten arc welding process of 32Mn-TCr-1Mo-0.3N steel was investigated. The effects of gas tungsten arc welding process variables, such as the volume fraction of nitrogen in shielding gas, arc holding time and arc current on the nitrogen content in the welding metal were also evaluated. The results show that the volume fraction of nitrogen in gas mixture plays a major role in controlling the nitrogen content in the welding metal. It seems that there exhibits a maximum nitrogen content depending on the arc current and arc holding time. The optimum volume fraction of nitrogen in shielding gas is 4% or so. The role of gas tungsten arc welding processing parameters in controlling the transfer of nitrogen is further confirmed by the experimental results of gas tungsten arc welding orocess with feeding metal.     

温成形中锰钢的组织性能评价

 热成形零件已在汽车安全件上广泛应用,为了进一步提升零件碰撞安全性、提高表面质量、降低成本,基于中锰钢提出了一种降低加热温度的热成形技术,通过将完全奥氏体化的中锰钢在模具中淬火成马氏体组织获得超高强度力学性能,与22MnB5钢热成形相比,在获得1 500 MPa抗拉强度时,中锰钢温成形的加热温度可降低150 ℃以上,断后伸长率提高30%以上,同时提高零件的表面质量。综述并评价了中锰钢经温成形后的微观组织与力学性能以及冷弯性能、成形性能、电阻点焊等工艺性能,并与22MnB5钢热成形进行了系统地比较,体现出温成形中锰钢节能环保、提高碰撞安全性的技术优势。     

不同处理状态下0.1C-5Mn中锰钢的氢脆敏感性

对热轧0.1C-5Mn中锰钢进行了3种不同的处理制度:在两相区分别进行5 min(TG7样)和30 min退火(TG8样),随后将一部分TG8样再500℃回火60 min(TG8-500样),其余TG8样则拉伸预变形5%(TG8-5%样),然后利用电化学充氢和慢应变速率拉伸实验研究了3种试样的氢脆敏感性。结果表明,3种试样的奥氏体体积分数均约为12%,然而其氢含量和氢脆敏感性却不同,其中TG8-500样几乎不呈现氢脆敏感性,而TG7和TG8-5%样的氢脆敏感性指数分别为56%和67%。扫描电镜断口分析表明,充氢的TG7和TG8-5%样的拉伸断口呈现穿晶+沿晶的混合断裂机制,而充氢的TG8-500样则呈现韧窝韧性断裂,且存在较多的二次裂纹。3种实验钢氢脆敏感性的这种差异主要与其微观组织特征特别是原奥氏体晶界的逆转变奥氏体有关。     

一次淬火马氏体对Q&P钢组织和性能的影响

 研究了一次淬火马氏体对低合金钢经淬火和配分(Quenching and Partitioning,Q&P)工艺后微观组织和单轴拉伸性能的影响,用扫描电镜进行微观组织表征,用X射线法测量残留奥氏体量。试验结果表明,随着一次淬火马氏体比例的增加,二次淬火马氏体的尺寸和数量逐渐减少,残留奥氏体体积分数呈先增加后减少的趋势,一次淬火马氏体体积分数为40%时获得最大残留奥氏体体积分数为16.92%。一次淬火马氏体体积分数为30%～70%时试验钢获得了较高的塑性和强塑积,马氏体基体为钢提供了高强度,残留奥氏体在变形过程中的TRIP效应提高了钢的塑性。