FATIGUE FRACTURE BEHAVIOR OF LOW CARBON MARTENSITE AND MARTENSITE/BAINITE DUPLEX STRUCTURE IN STEEL 20CrMnMo

Fatigue crack propagation rate,da/dN,and threshold stress intensity range,ΔK_(th),of steel 20CrMnMo containing low carbon martensite or low carbon martensite/bainite(LCM/B) duplex structure,obtained by oil quenching and austempered at 360℃,have been measured using specimens under four-point bending.Observation was also made of the crack path and fracture morphology with relation to microstructure.The formation of LCM/B duplex structure,which caused by 20% lower bainite after short-time isothermal treatment,may re- markably increase ΔK_(th)and considerably decrease da/dN.The effect of microstructure on da/dN and ΔK_(th)was discussed with the emphasis on the crack propagation path.

GCr15钢B-M复相组织的力学性能及断裂机理

本文研究了GCr1 5钢经 850℃奥氏体化后于 2 4 0℃及 2 70℃等温淬火并保持 5～ 1 80min后所得B M复相组织的力学性能。结果表明 ,经此处理后 ,GCr1 5钢的抗拉强度及冲击韧度明显提高。其基体硬度仍可保持在 57HRC以上。并通过透射电镜及扫描电镜观察分析了B M复相组织的形态及断口形貌和断裂机理。

GCr18Mo轴承钢复相组织对强韧性影响

对GCr18Mo轴承钢中下贝氏体-马氏体(简称B下/M)复相组织的强韧性进行了研究,结果表明:随下贝氏体量的增加,其冲击韧度、断裂韧性逐渐升高,抗弯强度先增加而后下降;与单一马氏体组织相比,B下/M复相组织具有更好的强韧性;B下/M复相组织的冲击韧度与下贝氏体量呈线性关系;下贝氏体体积分数为37.5%的B下/M复相组织具有最佳的综合力学性能。

等温淬火对GCr15钢力学性能的影响

研究了等温淬火对GCr15钢力学性能的影响，结果表明，GCr15钢经不同温度及时间的等温淬火后，其抗拉强度及冲击韧性明显提高。特别是经850℃奥氏体化后，在240℃等温15－60min，可获得强韧配合的最佳值，且其基体硬度仍能保持在57．4－61HRC，有效地提高了GCr15钢的综合力学性能。

Cr12钢马氏体－贝氏体复合组织的力学性能

研究了Ｃｒ１２钢经９８０℃奥氏体化后，于２８０℃硝盐中等温不同时间获得不同比例的马氏体－贝氏体复合组织与力学性能的关系，并与常规淬火、回火后的力学性能进行了比较．结果表明：具有马氏体－贝氏体复合组织的Ｃｒｌ２钢与常规淬火、回火的回火马氏体组织相比，除硬度有所降低外，抗弯强度、挠度、冲击韧性及耐磨性均有较大幅度的提高．经９８０℃加热、２８０℃等温５ｈ、１８０℃回火后，Ｃｒ１２钢具有最佳的综合力学性能．

低碳马氏体／贝氏体复合组织的疲劳裂纹萌生行为

本文用四点弯曲加载法测定了２０ＣｒＭｎＭｏ钢矩形缺口试样的条件疲劳裂纹萌生寿命，并用微观分析研究了疲劳裂纹的萌生行为。试验结果表明，通过短时等温处理，在低碳马氏体组织中引入２０～３０％贝氏体，可显著提高缺口试样的疲劳萌生寿命。复合组织中的贝氏体虽易于滑移变形引发裂纹，但在存在较大应力集中条件下（ｋｔ≥２），因可同时形成较多的非扩展裂纹，能有效缓和应力集中，从而有利于延长扩展裂纹的形成寿命。

65Cr5Mo3W2VSiTi钢中下贝氏体/马氏体复相组织韧性的研究

对65Cr5Mo3W2VSiTi(LM2)钢常规淬火组织和部分等温淬火组织的冲击韧性和断裂韧性进行了测试,对比研究了显微组织(主要指 B_l和 A_R 数量)和回火温度对LM2钢下贝氏体/马氏体(B_l/M)复相组织韧性的影响。用连续扫描拉伸技术分析了裂纹的萌生、扩展至断裂全过程与显微组织的关系。通过 U 型缺口试样的示波单冲试验,分析了显微组织对裂纹萌生功和扩展功的影响及其对缺口冲击韧性的贡献。试验结果表明,含有40%～60%B_1的复相组织随后200℃回火,对钢有显著地韧化效果。文中还较详细地探讨了高碳高合金钢中复相组织的断裂机制。

GCr15钢复相淬火组织及其对力学性能的影响

研究了GCr15轴承钢在不同温度奥氏体化后,以不同等温淬火温度和等温时间获得的不同比例的马氏体+下贝氏体(M+Bl)复相组织,探讨了碳化物对其强韧性的影响。试验结果表明,随着奥氏体化温度的提高,残余碳化物逐渐细小、均匀、弥散,随着等温时间延长,下贝氏体针由孤立单针状向草丛、并排或堆状发展;当下贝氏体量为50%～60%时,其抗弯强度和挠度均比常规淬火高,挠度提高尤为显著。

复相化钻杆在循环应力下断裂行为研究

采用疲劳试验、扫描电镜动态拉伸装置和透射电镜,研究了复相化钻杆的疲劳强度和在循环应力作用下裂纹萌生、扩展的特点,并分析讨论了显微组织对钻杆疲劳断裂行为的影响。研究结果表明:下贝氏体组织或下贝氏体/马氏体界面可使钻杆的显微断裂模式由沿晶+穿晶断裂转变为穿晶断裂,增加了裂纹转折和二次裂纹,提高了材料的裂纹扩展抗力。在钻杆材料中引入适当比例的下贝氏体+马氏体复相组织,明显增长了裂纹萌生周期,可使钻杆在机械性能相近情况下具有优于回火索氏体组织的疲劳性能。

GCr15钢B_下-M复相组织中下贝氏体的显微组织分析

用光学显微镜及透射电镜分析了GCr15钢B下 M复相组织中下贝氏体的转变过程及下贝氏体的特征。结果表明 :随等温时间的延长 ,下贝氏体量不断增加 ,剩余奥氏体的含碳量也不断提高 ,所析出的碳化物也逐渐长大变粗。

GCr15钢B_下-M复相组织的冲击韧性及其断裂机理分析

研究了GCr1 5钢经 850℃× 1 2min奥氏体化后于 2 4 0℃等温淬火并保持 0～1 80min后所得B下 -M复相组织的冲击韧性。结果表明 ,经此处理后 ,GCr1 5钢的冲击韧性明显提高。并通过扫描电镜观察分析了B下

低碳马氏体及马氏体/贝氏体复合组织的疲劳断裂特性

用20CrMnMo钢油淬和360℃等温淬火,得到低碳马氏体(LCM)及马氏体-贝氏体复合组织(LCM/B).用四点弯曲加载法进行疲劳试验,测定其裂纹扩展速率da/dN和门槛值△K_(th);并通过显微分析,观测裂纹扩展路径,断口形貌与组织的关系。结果表明,通过短时等温处理引入20％下贝氏体,形成LCM/B复合组织,可大幅度提高门槛值△K_(th),并显著降低裂纹扩展速率.门槛值的提高主要来源于闭合力的提高.文中着重从裂纹扩展路径的变化来探讨组织对da/dN和△K_(th)的作用机理。

钢的(M+B)复相热处理技术研究

指出目前理论界初步认为(M+B)两相组织对同时提高钢强韧性方面的贡献,主要是适量的先析贝氏体分割了奥氏体晶粒,细化了有效晶粒,减小了随着转变形成的马氏体领域条片尺寸,缩短了单位裂纹长度,降低了脆性转变温度。但这些理论均存在着局限性,值得进一步研究、探讨。

65Mn钢马氏体/下贝氏体复相组织的韧性和耐磨性

本文研究了65Mn钢马氏体/下贝氏体复相组织的室温韧性和磨料磨损性能随下贝氏体量的变化。下贝氏体量<25%时,耐磨性不低于常规淬火组织,而韧性明显改善。定量金相测定表明贝氏体分割奥氏体区使马氏体领域细化,是复相组织强韧化的主要原因。扫描断口分析证实断裂单元与贝氏体的平均间距相吻合。

淬火工艺对耐磨钢NM400组织性能的影响

采用微Nb、B,加少量Cr成分体系,研究不同离/在线淬火工艺对NM400钢显微组织和力学性能的影响,通过光学显微镜、SEM和TEM观察,分析离/在线淬火工艺对马氏体精细结构的演变规律。结果表明:在线淬火工艺马氏体块更细小,大角度晶界比例大,保留轧制奥氏体变形位错等缺陷,为碳化物在回火中析出提供位置,使析出物分布更弥散,同时拥有马氏体-下贝氏体复相组织,提高了钢的硬度、强度和韧性。