稀土La对二次硬化超高强度钢Ferrium S53中夹杂物的影响

Ferrium S53钢是一种具有卓越性能的第三代超高强度不锈钢。文章针对采用真空感应炉冶炼的添加稀土La的Ferrium S53钢,采用金相显微镜和扫描电镜研究了稀土La对二次硬化超高强度钢中夹杂物种类和分布的影响。结果表明,加La稀土后,钢中硫和全氧质量分数均降低了0.0005%,降低率分别达到了29.4%和35.7%。钢中97%以上的夹杂物尺寸小于5 m,80.5%的夹杂物为LaAlO_(3)和LaAlO_(3)-La_(2)O_(2)S复合夹杂物,还存在少量Al_(2)O_(3)和MgO-Al_(2)O_(3)夹杂物。但钢中大尺寸夹杂物增多、平均直径变大,夹杂物的平均直径由不加La的1.35 m增加到1.72 m,夹杂物的体积分数由0.29%增加到0.49%。

Mo含量对AF1410钢二次硬化效果的影响

通过调整AF1410钢Mo的质量分数到3.0%,得到试验钢,对试验钢不同时效温度的性能进行了初步的研究。试验结果表明,与AF1410钢相比较,当Mo的质量分数为3%时,试验钢的二次硬化效果显著,在460℃时效时达到硬化峰值,峰值硬度为HRC 53.5,比AF1410钢的峰值硬度提高了1.5(HRC)。

合金工模具钢Fe-M-C淬火马氏体回火的二次硬化研究进展

含W、Mo、V等合金元素的工模具钢Fe M C淬火马氏体在 5 0 0～ 6 0 0℃回火因纳米级简单间隙相M2 C和MC碳化物脱溶析出 ,提高回火马氏体的硬度而出现淬火马氏体回火的二次硬化。当前对淬火马氏体回火二次硬化的研究趋向是利用现代研究方法进一步分析和研究合金马氏体的脱溶贯序 ,全面得出弥散沉淀物的组成和淬火合金马氏体二次硬化的主体机制 ,开发出充分利用二次硬化的新型高性能工模具钢。

3Cr-3Mo二次硬化钢的回火组织和力学性能

研究了 3 Cr- 3 Mo二次硬化钢淬火回火后的组织和力学性能。结果表明 :随回火温度的升高 ,试验钢中先后析出 M3C、M2 C和 M7C3等碳化物 ,在 5 75℃回火时硬度达到峰值 ;40 0～ 5 75℃回火后试验钢的抗拉强度约为 160 0 MPa,冲击韧性为 3 0 J/ cm2 ;回火温度高于 60 0℃时 ,强度和硬度迅速下降 ,冲击韧性增加 ;64 0℃回火时 ,以 M2 C型碳化物为主 ,抗拉强度为 110 0 MPa,冲击韧性增加至 5 5 J/ cm2 。

奥氏体化对3Cr-3Mo-Nb二次硬化钢的组织和力学性能的影响

研究了淬火奥氏体化温度和保温时间对 3Cr - 3Mo -Nb二次硬化钢的组织和力学性能的影响。结果发现 ,由于微合金化元素Nb的加入有效阻止了淬火保温时奥氏体晶粒的长大 ,当淬火温度高于 110 0℃时 ,奥氏体晶粒才显著长大。随淬火温度的升高 ,碳化物溶解更充分 ,强度和硬度增加 ,塑韧性在 110 0℃出现峰值。 10 5 0℃淬火保温时间少于 30min时 ,碳化物未充分溶解 ,强度和塑性都较低。因此 ,为保证回火时有足够的M2 C型二次硬化碳化物析出 ,最佳淬火温度为 10 5 0～ 110 0℃ ,保温时间为 30～ 6 0min。

W4 Mo3 Cr4 VSiN低合金高速钢中马氏体二次硬化的研究

通过透射电子显微镜分析研究了W4Mo3Cr4VSiN(F2 0 5 )低合金高速钢在 116 0℃淬火 ,2 5 0～ 70 0℃不同温度下回火时马氏体二次硬化的原因、碳化物析出机理。结果表明 :在回火温度为 35 0℃时 ,F2 0 5钢从基体中析出大量的Fe3 C ;5 2 0℃时Fe3 C消失、重溶 ;5 4 0℃时有类似于Al Cu合金中的GP区的W、Mo等合金元素与碳原子组成的复合偏聚区存在 ;5 6 0℃时 ,有面心立方的Mo2 C和Cr7C3 从基体中弥散析出 ,与此同时W、Mo等合金元素与碳原子组成的复合偏聚区逐渐减少 ,使得F2 0 5钢二次硬化效应达到了最大值 ;在 70 0℃左右 ,Mo2 C晶格发生变化 (Mo2 C(fcc)Mo2 C(hcp) )。

新型二次硬化超高强度钢的高温塑性及热加工图

利用Gleeble-3800热模拟试验机研究了一种新型二次硬化超高强度钢M54在850~1 200℃、应变速率为10-2~10s-1条件下的热压缩变形行为,测得了钢的高温流变曲线,并观察变形后的显微组织。实验结果表明,该钢种的流变应力和峰值应变随着变形温度的升高和应变速率的降低而减小,在真应变为0.9,应变速率为10-2~10s-1的条件下,随着变形速率的提高,其发生完全动态再结晶的温度也随之提高。通过计算可知该钢的热变形激活能为489.712kJ·mol^(-1),并建立了试验钢的热变形方程,并绘制了其热加工图,结合高温变形后的显微组织和热加工图,确定了最优热变形工艺参数为变形温度范围1 050~1 100℃,应变速率为0.1~1s^(-1)。

25Cr3 Mo3NiNb二次硬化钢冲击性能的研究

研究了二次硬化钢 2 5Cr3Mo3NiNb的冲击韧度随回火温度和试验温度的变化。结果发现 ,试验钢在2 0 0℃回火时冲击韧度较高 ,30 0～ 60 0℃回火时冲击韧度值较低 ,60 0℃以上回火时冲击韧度值迅速升高 ,640℃回火时冲击韧度达到最高值 5 5J/cm2 ,640℃以上回火时冲击韧度值有所降低。 640℃回火后试验钢的冷脆转变温度为 10℃ ,屈服强度为 960MPa ,可以满足兵器特种结构件高强度高韧性的要求。

二次硬化超高强度钢AF1410奥氏体晶粒长大行为

研究了二次硬化超高强度AF1410钢(%:0.165C、14.10Co、9.83Ni、1.92Cr、1.05Mo)在800～1 200℃5～180 min加热的奥氏体晶粒长大行为。结果表明,AF1410钢奥氏体平均晶粒尺寸随加热温度的升高和保温时间延长而增大,加热温度超过1 100℃后,奥氏体晶粒发生严重粗化;不同加热温度下,该钢的奥氏体平均晶粒尺寸与保温时间符合Beck关系;建立了AF1410钢的奥氏体晶粒长大数学模型,800～1 200℃加热时,该钢奥氏体晶粒长大平均激活能为220.2 kJ/mol,其奥氏体平均晶粒尺寸与加热温度之间符合Arrhenius关系。

高Co-Ni二次硬化马氏体钢中合金元素对相变的影响

利用“固体与分子经验电子理论”（ＥＥＴ）分析了高Ｃｏ－Ｎｉ二次硬化马氏体钢中几种主要合金元素在不同状态下的价电子结构，认为Ｃｏ、Ｎｉ在奥氏体中与Ｃ相互作用较强，它们能降低Ｃ的扩散能力，推迟马氏体相变。在马氏体回火过程中，Ｃｏ 和Ｎｉ溶入渗碳体形成的合金渗碳体，在较高的温度下分解，使固溶于基体中的Ｍｏ 与位错充分结合。在渗碳体分解后，Ｍｏ 与Ｃ形成富Ｃ、Ｍｏ的溶质簇，或以Ｍ２Ｃ的形式析出，在基体内弥散分布，形成二次硬化。

Co、Al对二次硬化钢微结构影响的穆谱研究

用穆谱技术研究了Co、Al元素对二次硬化钢微结构的影响,发现Co在二次硬化钢中的分布会影响Ni、Cr、Mo原子在其中的分布;Co、Al都促进奥氏体向马氏体转变,减少残余奥氏体量,都促进合金碳化物的形成,增加其析出量。因此在无Co钢中为提高强度可加入适量的Al元素。

25Cr3 Mo3 Ni Nb二次硬化钢中的碳化物

利用TEM和萃取相分析方法,研究了25Cr3Mo3NiNb二次硬化钢淬火回火组织中的碳化物。结果表明,随淬火奥氏体化温度的升高,M6C型碳化物逐渐溶解。于1050℃奥氏体化时M6C型碳化物全部溶解,淬火态试样中只有少量的Nb(C,N)颗粒和自回火M3C型碳化物。随回火温度的升高,先后析出ε、M3C、M2C和M7C3等类型的碳化物。Nb(C,N)颗粒可以阻止淬火奥氏体晶粒的异常长大,而高温回火析出的M2C碳化物有二次硬化作用,从而提高回火稳定性和高温强韧性。

Co对高Ni-Co二次硬化钢微结构影响的穆斯堡尔谱研究

用穆斯堡尔谱研究了钴含量对高 Ni- Co二次硬化钢微结构的影响。发现 :随着钢中钴含量的减少 ,马氏体中的钴作为铁原子近邻的原子组态总量减少 ;钴在马氏体中的分布会影响镍、铬、钼原子在马氏体中的分布 ;钴促进奥氏体向马氏体转变 ,减少残余奥氏体量 ;钴促进合金碳化物的形成 。

回火工艺对低合金高速钢二次硬化的影响

研究了HJ低合金高速钢在各种回火规范下的力学性能和组织。结果表明:HJ高速钢随回火温度的升高,残余奥氏体量逐渐减少,硬度先上升,540℃时达二次硬化峰值;随回火温度的进一步升高,硬度下降,这是二次碳化物的聚集长大导致的。540℃×4h回火4次残余奥氏体进一步减少,硬度也呈上升趋势。

超高强度钢中二次硬化现象研究

评述了超高强度钢中二次硬化现象的基本特征,M2C析出热力学、晶体学、动力学和机理等研究现状。研究证明,在位错上单独形核、共格沉淀的介稳定相M2C是一种可用的强化相。M2C比其他稳定碳化物具有更高形核驱动力和聚集抗力,Co提高这一驱动力和形核率。Mo有效增加M2C点阵参数和聚集抗力。

高Co-Ni二次硬化钢性能预测及多指标优化

将人工神经网络用于建立高 Co- Ni二次硬化钢的性能预测模型。对此类钢合金含量改变时的性能进行了预测 ,并将其与实验结果相比较 ,获得了满意的结果。采用模拟退火算法对高 Co- Ni二次硬化钢的性能进行了多指标优化。

高 Co-Ni 二次硬化马氏体钢 AF1410 的穆斯堡尔谱

用穆斯堡尔谱技术对ＡＦ１４１０钢在不同回火温度下超精细磁场的变化进行了研究．分析了合金元素的分布与超精细磁场的关系及对力学性能的影响．结果表明，高ＣｏＮｉ二次硬化马氏体钢ＡＦ１４１０的超精细磁场中出现一些高场成分，平均超精细场在４８０～５１０℃出现一峰值，此温度是屈服强度二次硬化峰的峰位．奥氏体量在４３０℃附近有一极小值，此回火温度下冲击韧性最差．

高合金二次硬化钢氢脆敏感性研究

用预充氢方法研究了高合金二次硬化钢23NiCo不同回火温度的氢脆敏感性。充氢对600℃回火试样没有影响。482℃回火,虽然强度较高,组织中存在的沿马氏体板条边界以薄膜状分布的逆转奥氏体,使钢在此温度回火具有较高的氢脆抗力。

时效温度对二次硬化超高强度钢M54力学性能和组织的影响

试验用M54钢(/%:0.28~0.32C,≤0.10Si,≤0.10Mn,≤0.005S,≤0.008P,9.5~10.5Ni,6.6~7.4Co,1.8~2.2Mo,1.1~1.5W,0.7~1.3Cr,0.04~0.16V)由5.8 t真空感应炉+2.2t真空自耗炉熔炼并锻成Ф170mm棒材。锻材1/2R切取的Ф5mm试样经1075℃90min空冷和1060℃75min油冷固溶处理+在-73℃120min深冷处理+400~600℃300min空冷时效处理。采用光学和扫描电子显微镜等分析研究了时效温度对二次硬化超高强度钢M54的力学性能及组织的影响。结果表明,试验M54钢在520℃300min时效后具有优异的综合力学性能,抗拉强度2040MPa、冲击功62J、断裂韧性110MPa·m^(1/2);在560℃时效时,出现了沿晶断裂形貌,该钢冲击功K_(U2)和断裂韧性K_(IC)分别降至26J和80.6 MPa·m^(1/2),随着时效温度升高至600℃时试验钢的冲击功K_(U2)和断裂韧性K_(IC)分别增加到56 J和131 MPa·m^(1/2)。

G99二次硬化钢的穆斯堡尔谱研究

用穆斯堡尔谱技术研究了高Ｃｏ－Ｎｉ二次硬化马氏体钢（Ｇ９９）在不同回火制度下的组织结构变化．实验结果表明，随着回火温度的升高，起初奥氏体量有所降低，在４８０℃回火５ｈ奥氏体量达到最低．随后，随着回火温度的升高，奥氏体量又较快地增加．碳化物含量也随回火温度变化而有所变化．值得注意的是马氏体中Ｃｏ和Ｎｉ替代铁原子而成为Ｆｅ－Ｃｏ和Ｆｅ－Ｎｉ近邻，也随回火温度变化而变化，在４８０℃处出现较高的峰值，且与屈服强度峰位一致．这说明Ｃｏ。