一种新的复相组织——仿晶界型铁素体/粒状贝氏体

本文在回顾几类典型高强度低合金钢强韧化途径的基础上 ,设计了一种新的复相组织———仿晶界型铁素体 /粒状贝氏体(GBA/Bg) ,并测试了此类复相钢的连续冷却转变规律与轧态力学性能。研究表明 ,试验钢可在较宽的冷速范围内得到这类GBA/Bg复相组织 ,且强韧性配合良好。在未利用贵金属元素、炉外精炼、控轧控冷及热处理的条件下 ,工业试生产得到的1 2mm中厚钢板的力学性能为σb=850MPa,σ0 2 =540MPa ,δ5=1 8% ,AKV(- 4 0℃ ) =34J。作为 80 0～ 1 0 0 0MPa级的高强度结构钢 ,这类钢具有良好的工业应用前景。

仿晶界型铁素体/粒状贝氏体复相组织的韧性

研究了仿晶界型铁素体/粒状贝氏体复相钢轧态组织的韧性与裂纹扩展特点.与单一粒状贝氏体组织相比,仿晶界型铁素体/粒状贝氏体夏相组织具有更好的强韧性配合.适量仿晶界型铁素体的存在增加了复相组织的协调变形能力,提高了裂纹形成功;同时使裂纹扩展路径弯曲、分叉,微裂纹尖端钝化,在一定程度上提高了裂纹扩展功.在粒状贝氏体转变的第二阶段（富碳亚稳奥氏体→马氏体/奥氏体（M/A岛）缓冷,已转变的马氏体将进行自回火,并提高残余奥氏体的热稳定性,从而使复相组织的裂纹扩展功得到明显提高.

粒状贝氏体对10MnNiCr微合金钢力学性能的影响

10 Mn Ni Cr钢是一种高强度 (σs≥ 4 4 0 MPa)、高韧性和良好焊接性的低合金焊接结构钢。研究了粒状贝氏体组织对 10 Mn Ni Cr钢力学性能的影响。结果表明 ,在连续冷却过程中形成的粒状贝氏体显著降低钢的低温韧性。通过回火处理使粒状贝氏体充分分解 。

奥氏体形变对仿晶界型铁素体/粒状贝氏体复相钢组织和强韧性能的影响

通过Gleeble-1500热力模拟实验机对仿晶界型铁索体/粒状贝氏体复相钢进行了Ar_3以上不同温度、不同形变量的平面应变压缩实验。SEM和TEM观察表明,奥氏体形变不仅细化仿晶界型铁素体,而且促进先共析铁素体在原奥氏体晶内形核,从而有利于细化粒状贝氏体晶团及其内部的铁索体片条和MA岛,给出的组织变化模型可阐述形变对粒状贝氏体精细结构的影响。经过780℃下30％形变,即使在形变后空冷的条件下也获得了平均长度小于5/μm、平均宽度小于2.5μm的仿晶界型铁素体晶粒、平均粒径小于3μm的晶内铁素体,与未经过形变的试样相比,CVN常温冲击韧性值从未形变的43J提高到108J,Vickers硬度从242提高到312,为工业生产工艺的改进提供了重要根据。

粒状贝氏体对超低碳含铜时效钢粗晶热影响区冲击韧性的影响

研究了粒状贝氏体对超低碳含铜时效钢粗晶热影响区(CGHAZ)冲击韧性的影响。结果表明,粒状贝氏体中M A岛的含量和尺寸对超低碳含铜时效钢CGHAZ的冲击韧性有显著影响。当 M- A岛的数量少、尺寸小(其体积分数小于3%,尺寸小于1μm)时,粒状贝氏体对CGHAZ的冲击韧性影响不大;当 M -A岛的数量多、尺寸大(其体积分数大于3%,尺寸大于1μm)时,CGHAZ的冲击韧性显著下降。通过降低钢中的碳及碳化物形成元素的含量可减少CGHAZ中粒状贝氏体的数量,从而提高钢的CGHAZ的冲击韧性。

变形温度和冷却方法对粒状贝氏体组织形态的影响

为控制粒状贝氏体的组织形态,在热模拟试验机上对新研制的非调质冷镦用钢进行了研究。主要分析了变形温度和冷却方法对粒状贝氏体组织中岛状物的影响。结果表明,在给定的变形温度和冷却条件下可以得到完全的粒状贝氏体组织;变形温度和冷却方法对粒状贝氏体组织中的岛状物有明显影响。低温变形和采用快冷+缓冷的双冷速方法可细化粒状贝氏体组织中的岛状物,使岛状物的数量增加,但体积分数减少。

粒状贝氏体对10CrNiMoV球扁钢力学性能的影响

研究了粒状贝氏体对10CrNiMoV球扁钢力学性能的影响。结果表明,热轧或正火连续冷却过程中,形成了大量的粒状贝氏体,显著降低了钢的韧性。热轧直接回火后,粒状贝氏体得到一定程度的分解,改善了钢的低温韧性,-40℃冲击功可达46 J。经过正火加回火处理后,粒状贝氏体得到了充分的分解,低温韧性显著提高,-40℃冲击功达到144 J。

微钙钢焊后显微组织中的粒状贝氏体对韧性的影响

研究了焊接热模拟工艺参数t8/5对微钙钢焊接粗晶热影响区(CGHAZ)显微组织和冲击韧度的影响。利用Lepera试剂腐蚀法,采用光学金相显微镜、透射电子显微镜分析了不同t8/5条件下粒状贝氏体中M-A组元的形态及分布特征。研究结果表明当冷却速度较快时,M-A组元主要以长条状、呈方向性分布;当冷却速度降低时,M-A组元逐渐变成颗粒状,并失去方向性;当t8/5=40 s时,韧性较好。

具有仿晶界型铁素体/粒状贝氏体复相组织的大截面钢筋

探索了仿晶界型铁素体/粒状贝氏体复相钢用于制造热轧低碳高强度可焊钢筋的可行性与工业化前景。对不同铬含量的空冷贝氏体钢筋的组织、强韧性及可焊性等进行了对比研究。结果表明,含有0·25%铬的Mn-Si-Cr系低碳贝氏体钢在轧后空冷条件下得到含有约26%(体积分数)的仿晶界型铁素体的粒状贝氏体复相钢,其抗拉强度、屈服强度和伸长率(5δ)分别达到830MPa5、60MPa和18%,实现了较好的强韧性配合,并且具有较好的可焊性,在用于制造500MPa级大截面钢筋方面具有较大的市场化优势。

粒状贝氏体和粒状组织强韧化机制的研究

M-A岛以双相强化方式可有效地提高粒状组织的强度;而对粒状贝氏体起主要作用的是碳的固溶强化和板条亚晶强化,这是造成粒状贝氏体强度高于粒状组织的主要原因。粒状组织的韧性来源于由铁素体断裂强度所决定的裂纹形成功,但粒状贝氏体的韧性主要部分是裂纹扩展功,铁素体板条亚晶及机械稳定性较高的残余奥氏体对此起主要韧化作用。

铈对粒状贝氏体钢组织与性能的影响

研究了铈在低碳粒状贝氏体钢中的合金化作用。结果表明，铈能增大粒状贝氏体相变的孕育期；影响粒贝相变的形核和长大方式；细化空冷粒贝组织。

25SiMnMoV钢粒状贝氏体回火过程研究

研究了25SiMnMoV钢粒状贝氏体组织和回火过程及其回火组织形态。粒状贝氏体的回火转变主要是(M-A)小岛的回火转变,包括残余奥氏体转变及马氏体分解。粒状贝氏体经中、高温回火后,在铁素体晶界上存在碳化物偏聚,容易引起组织脆化。

粒状贝氏体和粒状组织强韧化机理的研究

通过对14SiMn3Mo低碳贝氏体钢的组织及其它资料的研究认为,M-A岛以双相强化方式可有效地提高粒状组织的强度,而对粒状贝氏体起主要作用的是碳的固溶强化和板条亚晶强化,这是粒状贝氏体强度高于粒状组织的主要原因。粒状组织的韧性来源于由铁素体基体断裂强度所决定的裂纹形成功,但粒状贝氏体的韧性主要部分是裂纹扩展功,铁素体板条亚晶及机械稳定性较高的残余奥氏体对此起主要韧化作用。

12CrNi3钢粒状贝氏体的组织与性能

通过光学显微镜、电子显微镜研究了12CrNi3钢在不同的热处理条件下获得不同数量的粒状贝氏体,并测定其力学性能,得到粒状贝氏体含量与力学性能关系曲线,同时观察了其断口形貌特征。结果表明:在12CrNi3钢中,当粒状贝氏体含量占混合组织(马氏体+粒状贝氏体)含量30%以下时,合金的力学性能与单一板条马氏体的力学性能相比差别不大;合金中粒状贝氏体数量越多,其强度降低、塑性增加、冲击韧度增加;由断口分析知,不论是马氏体组织还是粒状贝氏体,或者是二者的混合组织,其断裂都表现为韧性断裂。

12CrNi3钢粒状贝氏体的研究

12CrNi3钢粒状贝氏体中的岛主要是 (M +A) ,也可以是一些中温转变产物。这些岛一般是条状铁素体长大、溶合最后被包围而形成的。岛内的马氏体多为位错型 。

38CrMoAl钢中粒状贝氏体对渗氮层组织和性能的影响

着重研究了38CrMoAlA钢中粒状贝氏体对渗氮层组织和性能的影响,指出,粒状贝氏体的存在会使氮化层表面形成脆性针状氮化物,导致渗层表面发生剥落。而晶粒细化会使脆性改善,同时使渗层的硬度梯度更加平缓。

M/A岛对粒状贝氏体钢冲击韧性的影响

钢的成分、冷却速度及终冷温度等因素会影响M/A岛形貌和分布。通过力学性能检验和显微组织观察,研究了M/A岛形貌及分布状态对钢的冲击韧性的影响。结果表明:终冷温度是决定M/A岛颗粒大小的重要工艺;细小的M/A岛对粒状贝氏体钢韧性的降低不明显;粗大的M/A岛能降低粒状贝氏体钢的冲击韧性。

12CrNi3钢的粒状贝氏体及性能

12CrNi3钢采用 86 0℃加热 ,5 30℃等温热处理 2h获得粒状贝氏体。钢的抗拉强度σb=6 5 4MPa、屈服强度σs=4 6 8MPa、伸长率δ5=2 5 .1%、断面收缩率 ψ =76 .4 %、室温冲击韧度aku=2 4 .7J·cm-2 。

Y_2O_3对粒状贝氏体堆焊金属相变和力学性能的影响

目的研究稀土氧化物Y_2O_3对粒状贝氏体堆焊金属相转变以及力学性能的影响。方法采用金相显微镜和场发射扫描电镜对堆焊金属的微观组织进行观察,采用金相显微镜观察并统计出奥氏体晶粒度,采用XRD对堆焊金属表面物相进行测定,采用显微硬度计和电子万能试验机测量不同Y_2O_3质量分数堆焊金属的硬度和拉伸性能,采用透射电子显微镜对堆焊金属微观结构进行表征。结果 Y_2O_3能够有效细化堆焊金属的初生奥氏体晶粒,尺寸由51.2μm减小到40.1μm,大块先共析铁素体尺寸明显减小,组织分布均匀,且M/A岛弥散分布。堆焊金属中残余奥氏体相数量随着Y_2O_3质量分数的增加而逐渐降低,马氏体相体积分数增加。Y_2O_3的加入明显提升堆焊金属的力学性能,显微硬度由(272±13)HV提升至(312±8)HV;抗拉强度由(764±10)MPa提升至(885±12)MPa,且延伸率增加了4%。结论Y_2O_3的加入能够细化堆焊金属的初生奥氏体晶粒,促进形成均匀细化的粒状贝氏体组织,M/A岛的数量逐渐增加,且M/A岛中马氏体相数量增加,粒状贝氏体堆焊金属的力学性能显著提高。

12Cr1MoV钢中的粒状贝氏体组织与高温性能

１２Ｃｒ１ＭｏＶ钢的正火加高温回火（使用态）组织为：先共析铁素体和珠光体，有时出现粒状贝氏体。本文研究结果表明：炼钢过程中产生的微量氮的含量和正火温度对粒状贝氏体的形成有重大影响，粒状贝氏体的存在有利于提高１２Ｃｒ１ＭｏＶ钢的高温持久强度，却会降低高温持久塑性，本文还对５６０℃持久试验后的断裂试样进行了显微组织分析。