临界区退火温度对舰船用低碳高强钢组织和性能的影响

对舰船用低碳高强钢进行900℃奥氏体化淬火+不同温度(770,790,810,830℃)临界区退火+500℃回火处理,研究了临界区退火温度对试验钢显微组织和力学性能的影响。结果表明:随着临界区退火温度的升高,退火后形成的板条马氏体和贝氏体发生回复,趋于合并而呈块状特征;在770℃退火条件下,试验钢的强度较低,-20℃冲击功较高,冲击断裂模式为韧性断裂;当退火温度升高到790℃及以上时,试验钢的强度增大,冲击功下降,断裂模式转变为准解理断裂,并且冲击功随温度升高进一步下降,拉伸性能则变化不大。

低温临界区退火时间对22MnB5钢组织和性能的影响

为了研究22MnB5钢在退火过程中的组织演变规律,细化热冲压成形后马氏体板条束,通过扫描电镜(SEM)、能谱分析、电子背散射衍射(EBSD)分析技术和拉伸实验等方法,研究了不同低温临界区退火时间对22MnB5钢显微组织和力学性能的影响,并阐述了不均匀奥氏体在退火过程中的转变机制及合金元素对粒状珠光体形成的影响.研究表明,经低温临界区不同退火时间保温及随后等温处理后,得到不同的珠光体形态,在770℃保温0.5 h,并在700℃等温处理后,得到铁素体基体上分布颗粒状碳化物的粒状珠光体组织;随着临界区保温时间的延长,奥氏体转变逐渐均匀,使部分奥氏体在随后的等温过程中发生共析转变,得到多边形铁素体+片层状珠光体组织.粒状珠光体组织有利于细化淬火后的马氏体板条束,提高综合力学性能.

临界区退火对含磷低硅TRIP钢组织性能的影响

在实验条件下对含磷TRIP(transformation-induced plasticity)钢进行临界区退火研究,主要研究了不同退火条件对实验钢组织和力学性能的影响.通过添加P元素降低钢中的Si含量,可改善表面质量,解决镀锌问题,且P价格低廉,成本降低.结果表明:随等温时间增加,贝氏体含量增加,抗拉强度增加;在两种等温温度下,残余奥氏体量都是呈先增加后降低的趋势,780℃等温时在180 s时得到最大的残余奥氏体量22%,800℃等温时在90 s时得到最大的残余奥氏体量20%;780℃等温180 s时获得最佳力学性能,强塑积达22 854 MPa·%,P的加入并未引起力学性能损失,各项力学性能优良.

临界区退火温度对0.02C-7Mn钢拉伸过程中的多相组织演变和力学性能的影响

本实验研究了临界区退火温度对0.02C-7Mn钢拉伸过程中的多相组织演变及力学性能的影响。研究结果表明,随退火温度升高,实验钢的屈服强度和抗拉强度先降后升,而延伸率则先升后降。实验钢在600℃退火后,室温组织由残余奥氏体和退火马氏体双相组成;在620~700℃退火后,室温组织由残余奥氏体、α'-马氏体和ε-马氏体组成。随退火温度升高,实验钢在拉伸过程中分别出现了γ→α'、γ→ε和ε→α'相变。其中,γ→ε相变对延伸性能的影响最为显著,而ε→α'相变对加工硬化性能的影响最为显著。在620℃退火后,实验钢在拉伸过程中共发生了γ→α'、γ→ε和ε→α'三种相变,抗拉强度为776.5MPa,屈服强度为675.0MPa,延伸率为29.5%。

临界区退火时间对冷轧中锰钢组织和力学性能的影响

利用拉伸试验机、扫描电镜和X射线衍射仪研究了临界区退火时间对0.21C-4.1Mn-1.85Si-0.05Nb-Fe冷轧中锰钢组织性能的影响。结果表明,随退火时间增加,铁素体比例降低,残留奥氏体含量先增加后降低,马氏体尺寸不断增加,试验钢的屈服强度先升高后逐渐降低,抗拉强度先降低后升高,伸长率和强塑积先增加后逐渐降低。退火10 min,工程应力-工程应变曲线表现为连续屈服,但加工硬化能力不足导致塑性最差。增加退火时间,工程应力-工程应变曲线出现屈服平台,但较大应变范围内不断出现的TRIP效应使得试验钢保持了持续的加工硬化能力,塑性提升。690℃退火60 min,试验钢的综合力学性能最佳,抗拉强度为1036.9 MPa,伸长率25.6%,强塑积可达26.5 GPa·%。

临界区退火对冷轧TRIP钢组织及力学性能的影响

利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)以及室温单轴拉伸试验研究了临界区退火温度对低合金冷轧C-Mn-Al-Si系TRIP钢微观组织及力学行为的影响。结果显示,随着临界区退火温度的升高,TRIP钢组织中铁素体相和残留奥氏体相的含量降低,而贝氏体相的含量不断增加;试验钢的屈服强度和抗拉强度均提高,而塑性则不断下降。高临界区温度下形成了较多的贝氏体相,大量位于贝氏体板条间的片状残留奥氏体因变形过程中过于稳定而无法使TRIP效应得以充分的发挥,从而影响材料加工硬化能力的提高。

临界区退火对热轧中锰TRIP钢P偏聚的影响

用场发射扫描电子显微(FE-SEM)和透射电镜(TEM)结合能谱仪,观察热轧中锰TRIP钢在不同退火温度、相同时效制度下的P偏聚行为。结果显示,650℃退火+时效后的试样更容易观察到P偏聚区,呈散点状,较为弥散地分布在视场内,而750℃退火+时效后的试样P偏聚更为集中,呈狭长带状分布,偏聚区集中而数量少。2种退火温度下,试样中的P偏聚区都与碳化物重叠分布在一起。650和750℃均为试样临界区(铁素体+奥氏体)温度,同一温度下,P在铁素体中的扩散系数是在奥氏体中的扩散系数的26倍,P更容易在铁素体晶界偏聚,但扩散系数不足以解释退火温度对于P偏析的影响。根据电子背散射衍射(EBSD)菊池线分析,含P析出相主要为正交系的FeP相及MnxFe1-xP的(Fe、Mn)P固溶相,与Fe-Mn-C-P系优势区图计算结果一致,属于FeP相与Mn7C3碳化物相共存区。

临界区等温球化退火对低密度轴承钢组织和硬度的影响

临界区等温球化退火是实现高碳轴承钢中片状珠光体球化的主要热处理方式,其将片状珠光体转变为粒状珠光体,改善轴承件的可加工性及组织均匀性。研究了临界区等温球化退火工艺对低密度含Al轴承钢微观组织演化及硬度的影响。研究结果表明,轴承钢钢中高含量Al的添加可以提高临界区等温球化退火温度,缩短球化时间,将珠光体的硬度降低至300HV以下。但是,临界区等温球化保温过程中有石墨颗粒形成,石墨颗粒的产生虽然能够有效地降低球化后钢材硬度,但是部分石墨颗粒在最终的奥氏体化过程中难以溶解进入钢材基体,未溶解的石墨颗粒不仅增加了组织的不均匀性,而且降低了轴承钢硬度。所以,较长时间退火保温的临界区球化退火方式并不适用于低密度高碳高Al轴承钢。

0.2C-1.25Si-2.0Mn Q&P钢渗碳体的析出动力学分析

为研究Q&P(淬火-分配)钢临界区均热工艺对配分过程中渗碳体析出的影响,通过Avrami动力学方程对Q&P钢渗碳体析出的PTT(沉淀量-温度-时间)曲线进行了计算。通过热膨胀仪对Q&P钢进行了单相区退火、临界区退火,退火后淬火,并通过透射电镜检测室温下马氏体的衍射斑,计算马氏体的碳含量,以此推测高温下奥氏体中的碳含量。通过连续退火模拟机模拟了不同临界区退火的Q&P工艺。在扫描电镜下检测了析出渗碳体的尺寸,结合热处理工艺和渗碳体的熟化率计算了析出开始时间。由此得出了渗碳体析出体积分数5%的PTT曲线绝对位置。846℃均热的条件下鼻子点温度为300℃。811℃均热条件下,鼻子点温度上升至325℃,764℃均热条件下,鼻子点温度上升至400℃。在746~846℃均热,配分时间≤450 s的情况下,可以避免渗碳体的析出。

Q345钢生产双相钢无缝钢管的工艺试验及成型性能评价

通过对Q345无缝钢管进行中频感应加热及环形喷水冷却,得到了铁素体+马氏体的双相钢无缝钢管。采用单向拉伸试验测试钢管的力学性能,结合钢管在扫描电镜和透射电镜下的微观组织形貌,分析了临界区不同退火温度对双相钢无缝钢管的组织及性能的影响。采用管端扩口试验方法,对试验钢管的成型性能进行评价。结果表明:Q345无缝钢管通过中频感应加热至临界区退火后,可获得高强度、高成型性能的双相钢无缝钢管,其中750℃退火后,试验钢管的各相分布较为均匀,应力应变曲线呈现连续屈服状态,强塑积可以达到16 510 MPa·%。

冷轧TRIP钢的热处理与残留奥氏体形成的关系

低合金TRIP钢的显微组织中的残留奥氏体使其具有优良的强度和延性组合。概述了低合金TRIP钢的热处理工艺与残留奥氏体形成的关系。分析了冷轧TRIP钢退火前组织、临界区退火以及中温等温处理对残留奥氏体形成的影响。对低合金TRIP钢中残留奥氏体的形成等物理冶金学进行研究将促进其发展和推广应用。

Fe-8Mn-xAl-0.2C冷轧中锰钢的组织与性能

利用场发射扫描电镜、电子背散射衍射技术、X射线衍射仪及电子万能试验机等对Fe-8Mn-xAl-0.2C(x=0, 3)冷轧中锰钢的微观组织与性能进行了研究。结果表明,Al的添加使奥氏体化温度明显升高。经高温临界区退火后得到了等轴的奥氏体与铁素体双相组织。添加Al提高了奥氏体的稳定性,影响了试验钢变形过程中的应变硬化行为,材料塑性得到改善。Fe-8Mn-0.2C冷轧试验钢在625℃退火获得了最优综合力学性能,抗拉强度为1220 MPa,伸长率为44%,强塑积为54 GPa·%;Fe-8Mn-3Al-0.2C冷轧试验钢在710℃退火获得了最优综合力学性能,抗拉强度为970 MPa,伸长率为58%,强塑积为56 GPa·%。此外,Al的添加扩大了试验钢获得优异力学性能的退火温度范围。

马氏体的分布对双相钢微观变形行为和力学性能的影响

通过工艺设计,对工业20钢进行了分级淬火(SQ)和临界区退火(IA)热处理,获得了马氏体体积分数相近、但马氏体分别呈离散分布和连续分布的2种双相钢.对它们的拉伸/冲击力学性能进行了表征;应用数字图像相关(DIC)方法获得双相钢的微观应变分布,并结合表面微裂纹分析,揭示了2种双相钢的不同变形断裂机制.SQ双相钢展现出较低的强度,但具有更好的塑性与冲击韧性,这源于铁素体较大变形松弛了马氏体在变形中产生的应力集中;而IA双相钢中铁素体变形受到周围马氏体的阻碍,铁素体相对小的变形不能有效松弛变形马氏体的应力,使裂纹优先在马氏体中产生,因而IA双相钢具有高强度和低塑性.

相变对微碳Cr-Mo系深冲钢组织性能与织构的影响

实验室制备了微碳Cr-Mo系深冲钢,利用SEM、彩色金相以及单向拉伸技术研究了微碳钢的组织与性能,并采用XRD和EBSD技术探讨了相变对微碳钢织构的影响。结果表明,随退火温度的增加,微碳钢的强度、伸长率和r值均出现先增加后降低的趋势,860℃退火时达到最优;体积分数约4%的马氏体相变对微碳钢的铁素体基体织构类型影响较小,然而,尺寸较大且分布不均匀的马氏体相会削弱γ纤维织构强度;高温贝氏体相变造成碳的扩散与富集使贝氏体取向差增大是导致微碳钢产生不利织构的主要原因之一。