回火工艺对1200 MPa级贝氏体钢轨组织性能的影响

对贝氏体钢轨钢不同工艺回火后的组织和性能进行研究.结果表明,350℃回火4h及以上,贝氏体钢轨屈服强度大于1000 MPa,抗拉强度大于1200 MPa,伸长率和断面收缩率分别大于15％和45％,室温冲击功大于150 J;在450～550℃回火时,出现明显的回火脆性.金相显微镜和透射电子显微镜观察表明,贝氏体轨钢以粒状贝氏体组织为主,残留奥氏体在板条间以M-A岛状形式分布.不同回火温度及3％拉伸变形后试验贝氏体轨钢残留奥氏体的测定结果表明,350℃回火时的残留奥氏体机械稳定性最好.贝氏体钢轨的强韧性随回火温度的变化与残留奥氏体的机械稳定性密切相关.     

纳米孪晶强化贝氏体化涂层及其耐磨性

目的通过诱发纳米孪晶强化贝氏体化涂层强度及耐磨性。方法在250℃对中碳合金钢进行激光熔覆,并进行等温处理。通过残余应力测试、X射线衍射试验、扫描电子显微镜和透射电子显微镜观察、显微硬度和纳米压痕测试、往复磨损试验及磨损形貌表征,分别评价激光熔覆涂层的残余应力、物相、显微组织与结构、硬度梯度及微观硬度\耐磨性能。结果激光熔覆涂层平行和垂直激光移动方向的平均应力值分别为(209±20)MPa和(319±21)MPa。激光熔覆引入大量位错结构,使残余奥氏体尺寸降低至(37.5±2.5)nm。两组试样均为无碳化物贝氏体组织,其显微组织由针状的贝氏体铁素体以及残余奥氏体组成。在激光热作用及后续等温过程中,显微组织明显细化,并伴随生成大量塑性良好的纳米孪晶结构。激光熔覆涂层的平均显微硬度为650HV,较基体的平均硬度提升了约25%。相同磨损时间下,熔覆层的磨损体积为0.675 mm3,基体的磨损体积为1.142 mm3,纳米孪晶结构的形成大大提升了中碳合金钢的抗粘着磨损性能。结论在特定温度对中碳合金钢进行激光熔覆可以制备贝氏体化涂层,在热应力作用下,显微组织中形成的纳米孪晶结构能够对涂层增强增韧,同时提高其抗粘着磨损性能。     

贝氏体相变机制的研究进展

简要地总结了清华大学贝氏体相变研究组在贝氏体相变领域的主要研究成果。包括以下方面 :①利用TEM、AFM、STM发现了钢及有色合金中的贝氏体超精细结构 ;②利用STM发现贝氏体表面浮突大多是由与超亚单元相对应的“帐篷型”小浮突群组成的 ;③利用TEM和STM证实了三维巨型台阶存在的普遍性和可动性 ;④发现钢中贝氏体碳化物在α/γ界面的γ侧形核并向奥氏体内生长 ;⑤概述了贝氏体的激发形核 台阶长大机制及其理论计算 ;⑥用前述相变机制解释了贝氏体的多层次复杂结构 ,以及上贝氏体、下贝氏体等不同形态的形成原因。     

18CrNiMo7-6钢齿轮组织性能异常分析

某18CrNiMo7-6钢生产的齿轮因为组织性能异常,在铣齿过程中齿根位置出现难加工的问题。采用光学显微镜、场发射扫描电镜以及EPMA电子探针分析18CrNiMo7-6钢齿轮组织性能异常的原因。结果表明,该齿轮出现难加工的原因是齿根位置出现大量贝氏体导致硬度过高。EPMA电子探针验证了齿根位置贝氏体的出现与元素偏析有关。JMatPro计算结果表明,C与合金元素含量增加使贝氏体转变的温度范围扩大,贝氏体转变的临界速率降低,使钢能够在较低的冷却速率下产生贝氏体组织,合金元素中Cr、Mn对贝氏体转变的影响效果最为显著。当C与合金元素Mn、Cr的含量增加50%左右时,贝氏体转变的临界冷速由0.1 ℃/s 降低为0.02 ℃/s,0.1 ℃/s冷速下贝氏体转变温度范围扩大到49 ℃。     

经济型低碳贝氏体复相钢的开发及应用

在实验室研究的基础上，以硅、锰为主元素，并通过热轧工艺的控制和优化，开发了一种低碳贝氏体复相热轧薄板，并在宝钢集团上海梅山钢铁公司热连轧机上进行了屈服强度450MPa级别的贝氏体热轧板的生产试制。结果表明，试验钢的平均屈服强度为500MPa，抗拉强度为590MPa，伸长率为24％，且具有良好的冲击韧性。实验钢已成功用于工程结构，能有效地降低材料消耗，减轻构件重量。     

超高强韧油井管合金设计与高强韧机制

 为了揭示1 000 MPa级低碳加铌钒钛微合金钢的高强韧机制,研究了S1(w(C)=0.09%)与S2(w(C)=0.17%)两种合金成分的油井管钢成分-工艺-组织-性能关系。试验表明,两种成分试验钢经水淬后的组织分别为板条贝氏体加少量马氏体和马氏体加少量贝氏体的复相组织。两种成分钢经过450~600 ℃、30 min的中温回火后,组织中均出现碳化物析出,且S1试验钢回火后的屈服强度基本不变,抗拉强度下降了约70 MPa,S2试验钢回火后的屈服强度与抗拉强度迅速升高170 MPa左右。溶度积公式的计算结果表明,两种钢的水淬组织中铌、钛元素析出彻底且析出物的体积分数都很小,因此回火铁素体基体中的VC析出强化对S1试验钢回火后屈服强度保持不变以及S2试验钢回火后屈服、抗拉强度提高起到重要作用。     

残留奥氏体对微纳贝氏体钢塑韧性的影响

采用高碳和中碳低温贝氏体转变工艺（095C钢为200℃等温10d,030C钢为320℃等温1d）研究了残留奥氏体对微纳结构钢塑韧性的影响,对不同试样的显微组织、各相体积分数、伸长率和冲击韧性进行观察、检测和分析。试验结果表明,中碳钢贝氏体转变的塑韧性明显高于高碳钢贝氏体转变,主要原因是中碳钢贝氏体转变中存在一定的亚微米级薄膜状残留奥氏体,在拉伸或冲击过程中引起的残留奥氏体的塑性变形,使断裂的能量增加,可以显著提高样品的塑韧性。     

基于应变设计的X80HD管线钢生产技术研究

为了研究X80HD管线钢的抗大变形能力,分析了轧制工艺对基于应变设计的X80HD管线钢组织性能的影响,并研究了制管工艺过程对管线钢的力学性能的影响规律。结果表明,铁素体/贝氏体双相组织的管线钢,随着始冷温度降低,先共析铁素体和析出物数量增加;随着终冷温度的降低,贝氏体的数量增加,相变强化作用增强,管线钢的抗拉强度提高更为明显;在制管过程中,钢管的屈服强度增加明显,且随着扩径率的增大,钢管屈服强度呈比例增大,但抗拉强度变化不大;当始冷温度约700 ℃和终冷温度低于450 ℃时,钢中的先共析铁素体和贝氏体双相组织组成控制合适,该管线钢具有优良的变形能力,能较好地满足大应变管线钢的性能要求。     

油缸断裂分析

对油缸的外观、断口、显微组织、化学成分等进行了检验和分析。结果表明,上贝氏体和Si元素的晶界偏聚导致油缸变脆。前者与淬火冷却较慢有关,后者与高温回火脆性区冷却较慢有关。卡痕是脆断的裂纹源。对于脆断而言,热处理不当是主要原因,卡痕是次要原因,与使用无关。