1000MPa级高延伸率Q&P钢的实验室研究

以C-Si-Mn系TRIP钢成分为基础,设计了四种不同Si和Mn含量的合金成分,并采用不同两相区奥氏体化温度的淬火—配分(QP)工艺进行处理,得到了兼具高强度和高塑性的QP钢。其中,当奥氏体化温度为820℃时,0.18C-1.8Si-2.2Mn(质量分数,%)钢和0.18C-1.8Si-2.5Mn钢在抗拉强度达到1 000 MPa以上的同时断后延伸率仍不低于20%,显示了极佳的强塑性结合。利用SEM和XRD等对热处理材料的显微组织进行了表征,结果显示,其显微组织为铁素体、板条马氏体和一定量的残余奥氏体,残余奥氏体多呈块状且被铁素体所包围,且奥氏体化温度为820℃时,材料中的残余奥氏体含量和平均碳浓度均较高。更多且稳定的残余奥氏体在变形过程中发生TRIP效应,可以在不显著降低材料强度的情况下更有效地改善材料的塑性,这也是四种试验用钢经820℃的QP工艺处理后显示出更佳强塑性结合的主要原因。     

正电子湮没技术在研究合金形状记忆性能中的应用

本文用正电子湮没技术测试了Cu-Zn-Al形状记忆合金100℃母相时效过程中空位的变化。结果发现,随着时效时间的延长,空位浓度不断降低,空位尺寸不断增大。这一结果很好地解释了记忆合金马氏体逆转变温度As的变化规律,从而证明过饱和空位是Cu-Zn-Al形状记忆合金马氏体稳定化的一个主要原因。     

条状马氏体形态对钢力学性质的影响

总结了有关条状马氏体形态对钢力学性质（主要为强度）影响的文献。由于马氏体束比领域小很多,且也具有高角度位向差界面,一般束宽为决定条状马氏体强韧性的主要因素。但当马氏体条宽在几十nm级时,条宽将对钢的强度和韧性作更大贡献。     

A thermodynamic approach for the development of austenitic steels with a high resistance to hydrogen gas embrittlement

The CALPHAD method was employed to assess the austenite stability of model alloys based on the Cr–Mn–Ni–Cu system. Stability was evaluated as the difference in Gibbs free energy between the austenite and ferrite phases. This energy difference represents the chemical driving force for the martensitic transformation and is employed as a design criterion. Six novel alloys featuring a lower driving force compared to the reference material AISI 316L were produced in laboratory. The susceptibility of all alloys to hydrogen gas embrittlement was evaluated by slow strain-rate tensile testing in air and hydrogen gas at 40 MPa and −50 °C. The mechanical properties and ductility response of four of the six alloys exhibited an equivalent performance in air and hydrogen. Thermodynamic calculations were in agreement with the amount of α′-martensite formed during testing. Furthermore, a 4.5 wt.% reduction in the nickel content in comparison to 316L promises a cost benefit for the novel materials.     

不锈钢马氏体转变的影响因素研究

对S30408和S30403两种牌号的奥氏体不锈钢板材在室温条件下进行单向拉伸试验,并用铁素体测量仪测量其马氏体相变量,结果表明随着拉伸变形量的增加,都诱发产生了形变马氏体,且随着变形量的增加形变诱发马氏体量迅速增加,并在拉断前逐渐趋于饱和。同时表明,随着含碳量增加马氏体转变量反而减小。     

合金元素对TRIP钢连续冷却固态相变和硬度的影响

为了研究Al和P合金元素在TRIP钢固态相变过程中的重要作用,利用热膨胀实验、金相观察、显微硬度测量等方法绘制了4种不同Al和P含量的C-Mn-Al-P TRIP钢的CCT图.结果表明,Al元素强烈缩小奥氏体相区,提高Ac3与Ms,促使CCT图左移和上移.P元素能够阻碍碳化物的生成,当钢中w(P)达到0.14%时,能显著将CCT曲线图中的珠光体区与贝氏体区右移.P元素对先共析铁素体相变和马氏体相变没有显著影响.随着冷却速率的增加,材料的显微硬度增加.对于每一种成分超过其临界冷却速率时将得到完全的马氏体组织.添加固溶强化元素可以强化铁素体基体,增加铁素体基体的硬度,P元素固溶强化能力最强,Mn元素稍弱,Al元素很弱.     

5CrMnMo淬火加热保温时间对组织性能的影响

研究了５ＣｒＭｎＭｏ热模钢９００℃强韧化处理时加热保温时间对组织性能的影响。试验表明，试样在９００℃加热淬火时，当保温时间少于１０ｍｉｎ时淬火组织以针状马氏体为主，当保温时间大于３５ｍｉｎ后淬火组织主要是由板条马氏体组成，随着保温时间不断延长，纯板条束中的孪晶区也将不断减少，回火后的冲击韧性值及断裂韧性值有很大提高，研究指出，当５ＣｒＭｎＭｏ热模钢９００℃加热保温６０ｍｉｎ左右淬火后于５２０℃下回火３ｈ时可获最佳综合机械性能，这不但超过传统工艺而且优于复合等温处理工艺。     

高硼铸钢衬板的组织和性能

针对高锰钢衬板初始硬度低,在中、小型球磨机的工况条件下不能充分发挥加工硬化效应的情况,研制了高硼铸钢衬板。该衬板是在低碳钢中加入硼合金元素的同时添加少量其他合金元素,可以获得一定数量的高硬度Fe2B化合物,基体是强韧性好的板条马氏体,综合力学性能与耐磨性良好,硬度大于58 HRC,冲击韧性大于12 J/cm2,适用于小能量多冲击的凿削磨损型工况条件。用于替代高锰钢制造球磨机衬板,寿命比高锰钢提高2倍以上,且价格相当,经济效益好。     

马氏体浮凸AFM观察与马氏体相变点阵变形特征分析

利用原子力显微镜(AFM)对几种典型马氏体浮凸进行了观察,发现259f片状马氏体浮凸具有典型的“N“字型特征,说明在奥氏体向马氏体的转变中,点阵变形符合“不变平面应变“的特征;而557f、225f这类马氏体凸明显偏离了“N“型,特别是557f马氏体浮凸轮廓具有明显弧形特征.另外在这3种马氏体浮凸中,557f型的高度最低,259f型的高度最高,225f型的高度介于上两种之间,这说明557f、225f马氏体相变中的点阵变形已不再具有“不变平面应变“的特点,即马氏体惯习面已发生了偏转.应用谷南驹教授提出的“位移矢量理论“对这几种马氏体的晶体学参数进行计算,同样得出557f、225f马氏体惯习面已发生了较大转动的结论.