终冷温度对不同成分700MPa级耐候钢组织和性能的影响

针对两种不同成分的700MPa级超高强度耐候钢,利用金相显微镜、扫描电镜及透射电镜进行了组织观察,检验了硬度,研究了终冷温度在550～680℃之间变化对试验钢组织和性能的影响.结果表明,在其它工艺相同的情况下,终冷温度控制在约600℃,两种成分的试验钢均可得到良好的组织和性能;随着终冷温度的降低,钢的显微组织由多边形铁素体和少量珠光体转变为铁素体和贝氏体为主,铁素体基体上均匀分布着细小析出相;添加Mo的试验钢贝氏体含量高;硬度呈现先升高后降低的趋势.     

淬火温度对高Ti低合金耐磨钢组织及力学性能的影响

研究了淬火温度对高Ti低合金耐磨钢组织转变、析出相和力学性能的影响,并分析了组织演变和力学性能变化的原因。结果表明:试验钢经不同温度淬火和200 ℃回火后的组织均为高位错密度板条马氏体;析出相尺寸主要为微米-亚微米-纳米三种尺度,微米级析出相呈杆棒状,亚微米以及纳米析出相呈球状,马氏体板条上分布着细小的(Ti, Mo)C析出相。随着淬火温度的升高,试验钢的屈服强度、抗拉强度和维氏硬度均先升高后降低,均在920 ℃时有最大值,分别为1248 MPa、1535 MPa和434 HV,此时伸长率为10.0%。随淬火温度升高,纳米级析出相逐渐回溶,数量减少且尺寸逐渐长大,沿轧制方向被压扁拉长的原奥氏体晶粒尺寸以及马氏体板条块尺寸略有增大,但马氏体板条宽度却无明显长大。大量的弥散分布的5～10 nm的(Ti, Mo)C粒子是促进耐磨钢硬度升高的主要因素。细小的(Ti, Mo)C析出相逐渐长大以及原奥氏体晶粒的增大都不利于耐磨钢硬度的提高。     

热处理工艺对Ti55531钛合金显微组织与拉伸性能的影响

利用光学显微镜、扫描电子显微镜和拉伸试验机等设备,研究了热处理工艺对Ti55531钛合金显微组织和拉伸性能的影响。结果表明:随着固溶温度的升高(790~810℃),合金中初生α相(αp)的含量减少,合金强度升高而塑性降低;随着时效温度的升高(500~600℃),合金中次生α相(αs)变粗变长,合金强度降低而塑性升高;随着550℃时效时间的延长(2~8h),合金中析出的αs相含量增多,强度升高,塑性有所降低。     

碳含量对铌微合金化高碳钢制金属针布耐磨性的影响

通过微合金原理,设计了3种含0.8%~1.0%碳及0.03%~0.04%铌的高碳钢。结果表明,碳含量增加可完全消除网状渗碳体,并使更多的碳在热处理加热时固溶于奥氏体中,从而获得更高的淬火硬度。对比不同碳含量钢的淬火显微组织,当碳含量为0.90%时,马氏体基体可以在获得最高硬度的同时保持超细晶粒。由此制造的梳理针布的平均齿尖硬度可以达到841 HV0.2, 晶粒度可以达到13.5级。通过快速磨损试验以及客户现场试验,针布的耐磨性相对于高端针布钢材80WV提高约30%。     

铁素体-珠光体型非调质钢的高周疲劳破坏行为

研究了三种碳和钒含量不同的铁素体-珠光型非调质钢的高周疲劳破坏行为,并与调质钢进行了对比.结果表明,铁素体-珠光体型非调质钢的高周疲劳性能与其微观组织特征有关.提高铁素体相硬度,其疲劳极限及疲劳极限比均提高,疲劳极限比最高可达0.60,远高于调质钢的0.50;热轧态粗大的网状铁素体-珠光体组织的疲劳性能较差,低于同等强度水平的高温回火马氏体组织。铁素体-珠光体型非调质钢疲劳破坏机制不同于调质钢,其疲劳裂纹基本上萌生于试样表面的铁素体/珠光体边界,并优先沿着铁素体/珠光体边界扩展;对于同等强度水平的调质钢,不存在像铁素体那样的软相,因而易在试样表层粗大的夹杂物处萌生疲劳裂纹.     

微量铜和砷对Ti-IF钢铁素体相变行为和组织的影响

利用Gleeble 3800热模拟试验机,结合膨胀仪研究了微量铜和砷对连续加热过程和冷却过程中Ti-IF钢相变动力学的影响;结合光学显微镜和扫描电子显微镜,模拟研究了微量铜和砷对不同热轧终轧温度条件下TiIF钢的铁素体晶粒尺寸的影响。结果表明:与几乎不含铜和砷的Ti-IF钢相比,铜、砷的质量分数为0.08%、0.04%的Ti-IF钢中的铜和砷显著提高连续加热过程中Ti-IF钢奥氏体相变的开始温度和连续冷却过程中铁素体相变的结束温度。这主要是由于砷是封闭铁基奥氏体区的元素。由于微量砷提高铁素体相变的结束温度,导致铁素体晶粒尺寸反常粗大。因此,对于残余砷含量较高的Ti-IF钢,应适当控制较高的热轧终轧温度,以避免形成粗大的铁素体组织。     

2200 MPa级超高强度低合金钢的组织和力学性能

研究了两种不同硅含量超高强度低合金钢在不同热处理下的力学性能,分析了硅对2200MPa级超高强度钢力学性能的影响。结果表明,试验钢经淬火及低温回火后得到板条马氏体、ε碳化物和少量残余奥氏体组织。碳的质量分数为0.5%能使钢的强度达到2200MPa。添加1.75%质量分数的硅使钢的强度提高约100MPa,其抗回火稳定性高,在270℃回火下其抗拉强度仍在2200MPa以上。     

锻造用贝氏体型非调质钢的高周疲劳性能

利用旋转弯曲疲劳试验方法研究了新开发的一种锻造用贝氏体型非调质钢的高周疲劳性能,并与典型的钒微合金化的铁素体-珠光体型非调质钢F38MnVS和调质钢40Cr进行了对比。结果表明,开发的贝氏体型非调质钢具有细小均匀的粒状贝氏体组织,在锻态的疲劳极限比达到了调质钢40Cr水平,但在正火后的疲劳性能有所降低。与同样钒微合金化的铁素体＋珠光体钢F38MnVS相比,具有粒状贝氏体组织的试验钢的疲劳极限比较低。对疲劳断口的分析表明,贝氏体钢的疲劳裂纹均起源于试样的基本表面,疲劳裂纹以准解理机制扩展。进一步裂纹扩展速率试验表明,贝氏体钢的疲劳裂纹扩展速率da/dN明显低于铁素体＋珠光体型非调质钢F38MnVS。     

Ni对高碳工具钢75Cr1组织和性能的影响

为开发高性能、长寿命的木工圆锯片、带锯条、弹簧等五金工具，在75Cr1钢中分别添加质量分数为0.2%、0.4%的Ni元素。通过力学性能检验、显微组织分析以及热处理试验，研究了不同Ni含量对75Cr1钢热轧态及热处理态力学性能与显微组织的影响。结果表明，在Ni添加量为0%～0.4%的范围内，能降低热轧75Cr1钢的强度与硬度，提高塑性，其含量越高，效果越显著，但对冲击性能影响不明显；Ni对淬火硬度影响不大，当Ni含量达到0.4%时，硬度呈降低趋势，但明显提高回火后的塑性，降低回火后的强度与硬度，并改善回火后的冲击吸收能量，Ni含量越高，改善效果越明显。显微组织方面，Ni可以细化热轧75Cr1钢珠光体球团尺寸及片层间距，促进珠光体片的球化，同时也细化淬火与回火后的显微组织。结合经济性与综合力学性能考虑，75Cr1钢中Ni的最佳添加量为0.2%。