纳米级析出相对微合金钢组织超细化的影响

为探明纳米级析出相对微合金钢组织超细化的影响,通过对含钒钢进行形变强化相变热模拟试验,分析V(C,N)纳米相在试验钢中的析出特点,并研究了V(C,N)纳米相对增加晶内铁素体的作用。结果表明:在奥氏体晶界、亚晶界、位错等析出的纳米相都能增加晶内铁素体,在奥氏体中析出的纳米相因其异质形核作用亦能增加晶内铁素体,且纳米析出相的粒径与超细晶铁素体体积比及晶粒尺寸有着显著的线性关系。

钢中纳米级析出相粒度分布近似分析方法

利用TEM观察钢中纳米级析出相并统计析出相的面密度，从而对析出相的粒度分布给出半定量的描述。以析出相的面密度描述析出相的粒度分布能够反映合金元素含量的差别，对析出量相差悬殊的样品进行平行比较。与x射线小角散射相比，此方法所需试样数量少，能够用于统计不稳定析出相。利用此方法统计含铌的BHl80连退薄钢板以及不同热处理样品中各析出相的粒度分布，探索其稳定性。

弛豫过程中的纳米析出及贝氏体组织的细化

合金钢变形过程中奥氏体区域内的位错演变行为与析出行为有着密切的关系.为了验证贝氏体细化结构与室温模拟的Fe-40Ni合金纳米级析出相钉扎位错网络结构的关联,本文采用热模拟、金相显微技术和透射电镜（TEM）显微术研究了低碳微合金钢变形后850℃弛豫过程中的析出行为及其对随后冷却过程中形成的贝氏体组织的影响.结果表明,实验用钢的微观组织结构（超细晶贝氏体及马氏体的混合物）在弛豫过程中可以得到有效细化,变形后在850℃弛豫60～200 s可以得到最佳的组织细化结果.同时,应变诱导析出的小于10 nm的析出相可以有效地钉扎住位错.实验结果与Fe-40Ni合金模拟结果一致.

Ti和Ti-V微合金化低碳贝氏体钢组织性能及析出行为的研究

利用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)和能谱仪(EDS)等,研究了不同Ti含量的低碳贝氏体钢的显微组织和析出相的成分、尺寸、形貌以及分布等特征。结果表明:在450℃和520℃保温2h,三种实验钢组织为粒状贝氏体。与低Ti实验钢相比,高Ti及Ti-V复合实验钢的屈服强度增加了150MPa以上。高Ti钢中纳米级析出相有两种类型:一种大于15nm的TiC析出相;另一种是在10nm以下,具有面心立方结构的(Ti,Mo)C复合析出相。Ti-V钢基体中存在大量尺寸在10nm以下的(Ti,V,Mo)C复合析出相。

回火温度对含钒ULCB钢组织及析出的影响

利用热模拟技术并结合SEM和TEM分析方法,研究了含钒超低碳贝氏体钢(ULCB)在轧后快速加热回火过程中不同回火温度对其组织、显微硬度及析出行为的影响.结果表明:未经回火的试验钢组织为板条贝氏体+粒状贝氏体;经高温回火后,组织中出现了多边形铁素体,随回火温度的增加,板条贝氏体数量减少,多边形铁素体数量增加.在600℃以下回火时,析出相主要是沿位错析出;在600℃以上时,以晶界析出和沿位错线析出两种方式存在.高的加热速率、较短的保温时间不利于位错的回复消失以及碳元素和钒元素的扩散,故随回火温度的增加,析出相的数量增多,但尺寸变化不明显.基体中存在两种尺寸的纳米级析出相:一种是只含有V,尺寸在15～20 nm的V(C,N);另一种含有V、Cr两种元素,尺寸在10 nm以下具有面心立方结构的(V,Cr)(C,N)复合析出相.当回火温度为600℃时,试验钢具有最高的硬度值,332 HV.试验钢硬度的变化是回火后贝氏体组织粗化、位错亚结构的回复软化以及第二相析出的强化机制综合作用的结果.

N含量对Cr-Mo-V系超低碳贝氏体钢组织性能和析出行为的影响

通过光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和能谱仪(EDS)等实验方法,研究了三种不同N含量的超低碳贝氏体钢的显微组织和析出相的成分、尺寸、形貌以及分布等特征。结果表明:低氮含量的钢组织为粒状贝氏体,高氮含量的钢组织为粒状贝氏体+少量的针状铁素体。当实验钢中V/N比为3.4时,通过细晶强化和沉淀强化综合作用,可以使材料的屈服强度和抗拉强度分别增加231MPa和95MPa。与氮含量低的钢相比,高氮含量的钢具有更细小的贝氏体铁素体板条亚结构,且析出相尺寸减小,体积分数增加。基体中存在两种尺寸的纳米级析出相:一种尺寸在10～15nm之间,为V(C,N)析出相,弥散分布在贝氏体板条内部;另一种是含有Cr和V尺寸在10nm以下,具有面心立方结构的(V,Cr)(C,N)复合析出相。

具有高密度纳米级球状析出相的高强度变形镁合金

析出强化效应差是镁合金研究和开发过程中存在的重要问题．本文报道了添加微量重稀土元素镱（Yb）对变形镁合金ZK60的析出相和力学性能的影响．用金属型铸锭和热挤压的方法制备了含Yb 1．78wt％（0．26at％）的ZK60-Yb镁合金，用透射电子显微镜等对挤压态和经过T6热处理的合金进行了观察研究，发现Yb对合金的析出相和析出行为的影响非常显著，合金在挤压过程中出现了动态析出现象，T6热处理得到了均匀的高度弥散的纳米级球状析出相，颗粒直径5～20nm，分布间距10～30nm．合金具有优异的析出强化效应，室温最高抗拉强度达到417．5MPa．

钛微合金化X70管线钢的研制开发

通过钛-铌复合微合金化经济型成分设计、洁净钢冶炼技术及恰当的TMCP工艺,充分发挥钛、铌微合金元素的析出强化作用和细晶强化作用,获得均匀细小的针状铁素体组织,在晶粒内部弥散分布着纳米级含钛析出相,在成本显著降低的基础上,成功研发出综合性能优异的X70级管线钢热轧卷板。检验结果表明,产品的微观组织优良,力学性能稳定,低温冲击和落锤性能优异,具有高强韧性能匹配。

形变热处理对SAVE12马氏体耐热钢组织与性能的影响

通过进行650℃大变形轧制和回火处理,制备出纳米级析出相强化的SAVE 12马氏体耐热钢,研究了形变热处理对SAVE 12钢的组织和性能的影响。结果表明,经形变热处理后的SAVE 12马氏体耐热钢的基体组织显著细化,基体组织中形成了大量细小弥散分布的纳米级M23C6型和MX型析出相。力学性能测试结果表明,形变热处理后,SAVE 12钢的室温及高温拉伸强度和蠕变性能明显得到提高。

304和316H不锈钢在LiF-NaF-KF熔盐中的腐蚀行为研究

通过静态腐蚀及SEM/EDS、EPMA等分析表征技术,研究了304和316H不锈钢在700℃LiF-NaF-KF(FLiNaK)熔盐中的腐蚀行为。结果表明,这两种不锈钢在FLiNaK熔盐中的主要腐蚀形式是表面和近表面晶界处Cr的选择性流失。316H不锈钢由于含有Mo,腐蚀深度及失重均低于304不锈钢。腐蚀后,两种不锈钢的表面均出现了富集Ni和Fe的腐蚀层,而近表面区域均出现了大量的纳米级析出相。EDS分析结果显示,这些析出相是Cr和Al的氮化物或碳氮化物,析出相显著提高了材料的硬度。