冷轧汽车中锰钢的逆相变退火与组织性能研究

为提高汽车中锰钢的强塑积,对冷轧态中锰钢进行了不同温度(650~680℃)和不同时间(10~50 min)的逆相变退火处理,研究了退火温度和退火时间对中锰钢显微组织和力学性能的影响。结果表明,原始冷轧态中锰钢板的组织由铁素体(F)+马氏体(M)组成,微观结构中可见弥散分布的尺寸20~45 nm的碳化物。退火温度从650℃升至680℃,中锰钢屈服强度、断后伸长率、强塑积和残余奥氏体体积分数均先增大后减小,而抗拉强度一直增大。退火时间从10 min增至50 min,中锰钢屈服强度、抗拉强度、断后伸长率、强塑积和残余奥氏体体积分数均先增大后减小。冷轧中锰钢适宜的退火制度为:退火温度660℃、退火时间30 min,此时中锰钢组织为F+M+奥氏体(γ),奥氏体体积分数24.12%,超细晶铁素体平均晶粒尺寸0.29μm,板条马氏体平均宽度0.27μm,强塑积23.33 GPa·%。

不同工艺热处理后汽车用中锰钢的显微组织与力学性能

对汽车用中锰钢先分别进行不同温度(150,550,600,750℃)预热、750℃淬火、-75℃深冷处理,再进行逆相变退火处理,研究了不同工艺热处理后的显微组织与力学性能。结果表明:预热处理后中锰钢中的残余奥氏体含量均较铸态高,当预热温度为600℃时残余奥氏体体积分数达到最大值42.2%,此时组织为块状/板条状马氏体+残余奥氏体;随着预热温度升高,逆相变退火后中锰钢的抗拉强度增大,断后伸长率和强塑积先增大后减小,当预热温度为600℃时,强塑积达到最大值51.99 GPa·%;相较于淬火+逆相变退火,深冷+逆相变退火处理后中锰钢的抗拉强度和屈服强度较小,断后伸长率、强塑积和-40℃冲击功较高。

低密度汽车钢的显微组织与氢脆性能

对比分析了不同Al含量低密度Fe-Mn-Al-C钢的显微组织和力学性能,研究了充氢时间和充氢电流密度对低密度Fe-Mn-Al-C钢氢脆性能的影响。结果表明:热轧8.9Al和12.2Al钢的组织都为铁素体、奥氏体和κ-碳化物,前者的奥氏体呈网状,后者的铁素体与奥氏体呈沿轧制方向的条带状;热轧12.2Al钢的强度高于8.9Al钢,而断后伸长率低于8.9Al钢,8.9Al和12.2Al钢的密度相较于纯Fe密度分别降低了13.96%和15.63%;经过10、30和60 min充氢处理后,12.2Al钢的抗拉强度和断后伸长率均明显降低,且都低于相同充氢时间下的8.9Al钢;随着充氢时间的延长,8.9Al和12.2Al钢的断后伸长率都呈逐渐降低的趋势,而断后伸长率损失呈逐渐升高的趋势;在相同充氢时间下,8.9Al钢的断后伸长率损失远小于12.2Al钢,即8.9Al钢相对12.2Al钢的抗氢脆性能更好。

稀土Er对汽车轮毂用A356铝合金组织与性能的影响

采用金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、差示扫描量热分析(DSC)、X射线衍射(XRD)、拉伸试验机、显微硬度计等分析手段,研究了稀土Er含量对铸态A356铝合金显微组织、拉伸性能和硬度的影响,探讨了Er元素的作用机制。结果表明:不同Er含量A356铝合金的组织都由初生α-Al相和共晶硅组成,添加0.2%~0.7%(质量分数,下同)的Er后,A356铝合金的晶粒明显细化,且α-Al晶粒尺寸和二次枝晶间距减小;未添加Er的A356铝合金中共晶硅呈粗大条状或块状,Er改性后的A356铝合金中共晶硅主要呈短棒或颗粒状。随着Er含量的增加,A356铝合金中共晶硅的宽径比先减小后增大,当Er的质量分数为0.4%时达到最小值;A356铝合金的抗拉强度、硬度和断后伸长率都表现为先升高而后降低的趋势,当Er的质量分数为0.4%时达到最大值。在A356铝合金中添加一定量的Er,可以起细化晶粒、改善共晶硅相形态、固溶强化和弥散强化的作用,适合的Er元素添加量为0.4%。

高强塑积汽车钢板的显微组织与力学性能

采用扫描电镜、透射电镜和拉伸试验机等手段研究了Nb和C含量对传统淬火-回火(Q-T)态和新型淬火-分配-回火(Q-P-T)态汽车钢板拉伸性能和显微组织的影响。结果表明,Q-T态试样中未见明显奥氏体衍射峰存在,而Q-P-T态试样中可见衍射峰强度不等的奥氏体衍射峰;含Nb钢板的组织为回火马氏体+残余奥氏体+碳化物,且Q-P-T态钢板中残余奥氏体含量相对较多;Nb元素的添加有助于提高Q-P-T和Q-T态汽车钢板的强度,而对塑性影响较小,适宜的Nb添加量为0.03%;Q-P-T工艺有助于同时提高含0.4%C+0.03%Nb汽车钢板的强度和塑性,此时汽车钢板具有最高的强塑积(32008 MPa·%),这主要与钢板中含有起协调变形能力的薄膜状残余奥氏体以及起第二相强化作用的含Nb碳化物有关。

汽车发动机用AX55-xSn合金的热处理与蠕变性能

采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和高温蠕变持久试验机等试验手段,研究了Sn含量和固溶时效工艺对AX55-x Sn(x=0,0.5,1,1.5)合金物相组成、显微组织、硬度和蠕变性能的影响。结果表明:添加Sn元素后,AX55-x Sn合金中除含α-Mg、Al 2Ca和(Mg,Al)2Ca相外,还出现了CaMgSn相;随着Sn含量的增加,双级固溶+时效和单级固溶+时效态AX55-x Sn合金的硬度都逐渐升高,相同Sn含量下单级固溶+时效态AX55-x Sn合金的显微硬度要高于双级固溶+时效态AX55-x Sn合金;随着Sn含量的增加,AX55-x Sn合金的总蠕变量和最小蠕变速率都逐渐减小,相同Sn含量下单级固溶+时效态AX55-x Sn合金的总蠕变量和最小蠕变速率相比双级固溶+时效态合金的小,说明具有更好的蠕变性能。AX55-1.5Sn合金的蠕变性能略低于高压压铸成型MRI230D合金,但明显高于Mg-4Al-2RE-2Ca合金,适用于制造汽车动力系统的零件。

稀土Er对汽车轮毂用A356合金组织与力学性能的影响

采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、拉伸力学试验机、显微硬度计和透射电镜(TEM)等分析手段,研究了稀土Er含量和时效工艺对A356合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,不同Er含量A356合金的组织都由浅色初生α-Al相和深色共晶硅相组成,随着Er含量(质量分数)从0%增加至0.7%,二次枝晶臂间距逐渐减小,粗大针状共晶硅相逐渐转变为短棒状或者颗粒状,当Er含量为0.7%时合金基体中还发现了针状富Er相;随着时效温度的升高和时效时间的延长,不同Er含量的A356-Er合金的硬度都呈现先增加而后减小的特征,在时效温度175℃、时效时间6 h时,A356-0.3Er合金具有最高的硬度;随着Er含量增加,铸态和热处理态A356-Er合金的抗拉强度、屈服强度和断后伸长率都呈现先增加而后减小的特征,在Er含量为0.3%时取得最大值,这主要与Er元素的添加可以改善共晶硅相形态,以及起到固溶强化和弥散强化的作用有关。

汽车发动机用AZ91D合金的表面喷涂与性能

采用热喷涂工艺在压铸态AZ91D合金表面制备了Al涂层,研究了热处理温度和保温时间对AZ91/Al涂层界面组织形貌的影响,并对比分析了扩散层的耐腐蚀性能和耐磨性能。结果表明,热处理前Al涂层与基材为机械结合,热处理后Al涂层与AZ91合金基材的界面处可形成冶金结合扩散层,且随着保温时间延长,扩散层厚度不断增加;热处理温度在375℃以下时扩散层主要由β-Mg(17)Al12相构成,375℃×8 h热处理后为α-Mg+β-Mg(17)Al12相,425℃×1 h热处理后为γ-Mg2Al3和β-Mg(17)Al12相。AZ91合金基材和扩散层腐蚀电位从高至低顺序为γ>β>α+β> AZ91合金基材,扩散层的腐蚀电流密度均低于AZ91合金基材,阻抗谱图中容抗弧半径从大至小顺序为γ>β>α+β> AZ91合金基材,扩散层的耐腐蚀性能均优于AZ91合金基材;γ、β和α+β扩散层的摩擦稳定性系数都高于AZ91合金基材,而磨损速率和磨痕宽度都要小于AZ91合金基材,其中β扩散层的磨损速率和磨痕宽度最小,具有最佳的抵抗磨损的能力。