30CrNi3MoV低合金超高强钢中的马氏体相变

通过对马氏体的显微组织进行分析,并结合线膨胀试验得到的相变动力学信息研究了30CrNi3MoV低合金超高强钢中的马氏体相变特征.结果表明:淬火冷却30CrNi3MoV钢的相变产物包括低碳板条状和高碳针状两种马氏体形态,两者的形成在动力学曲线中截然分开.板条马氏体形成于Ms以下的较高温(310℃～260℃),相变过程中发生了碳的重新分配,造成富碳奥氏体微区的形成;高碳针状马氏体形成于Ms以下的较低温(260℃～170℃),由富碳奥氏体微区转变而成.板条马氏体形成速率远高于针状马氏体.

淬火后低合金超高强钢的马氏体相变研究

研究了低合金超高强钢在淬火后的相变特征。结果表明,淬火后低合金超高强钢中出现板条状和针状两种形态的马氏体。其中板条马氏体具有较快的形成速率,并且形成温度相对较高,碳发生重新分配,板条周围出现富碳奥氏体微区。针状马氏体的形成温度相对较低,出现自回火现象,并析出细小弥散的合金碳化物。

1500 MPa级低合金超高强钢的微观组织与力学性能

设计了一种新型1500 MPa级Si-Mn-Cr-Ni-Mo多组元系低合金超高强度结构钢,对比研究了控轧+控冷(TMCP)、控轧+空冷、控轧+直接淬火、控轧+直接淬火+250℃回火4种不同工艺对其微观组织和力学性能的影响.结果表明:直接淬火态钢板抗拉强度最高,可达1890 MPa,屈服强度为1280 MPa,延伸率为13%;250℃回火30 min后抗拉强度降低为1820 MPa,而屈服强度升高为1350 MPa,分析认为这归因于位错亚结构的回复软化过程与残余奥氏体分解为马氏体、析出ε-碳化物强化机制的综合作用;空冷与TMCP工艺获得板条贝氏体+马氏体+少量残余奥氏体的复相组织,贝氏体分割马氏体板条束,使实验钢具有良好的强塑性.低碳马氏体相变过程存在C扩散现象.研究发现,回火过程不仅包含残余奥氏体分解,也包含C从马氏体或贝氏体向奥氏体的分配过程.证明了立方结构的析出粒子在奥氏体中形核,在整个冷却过程长大、粗化,而相变后的马氏体或贝氏体未出现大量第二相析出核心.

回火温度对低合金超高强钢Q1300组织与性能的影响

为开发出屈服强度1300 MPa级的超高强度工程机械用钢,研究了回火温度对Q1300超高强钢组织和性能的影响规律。结果表明:淬火态钢板经220℃低温回火后,由于淬火应力消除和晶内ε碳化物的析出,试验钢的规定塑性延伸强度和低温冲击性能提高,硬度和抗拉强度下降;当回火温度高于250℃时,板条间的薄膜状残留奥氏体开始析出碳化物,降低晶界结合能,恶化试验钢的冲击韧性,回火温度为450℃时试验钢的冲击性能最差,此后继续增加回火温度,试验钢的冲击性能不断提高;当回火温度在200～300℃范围内变化时,试验钢的规定塑性延伸强度基本保持不变,此后随着回火温度增加,试验钢的规定塑性延伸强度逐渐下降。试验钢在250℃回火时,可以获得最优的力学性能,规定塑性延伸强度1381 MPa,抗拉强度1571 MPa,断后伸长率(A_(25)) 10. 6%,半尺寸试样-40℃的冲击吸收能量达到50 J。

轧制冷却工艺对低合金超高强钢Q1300组织性能的影响

以开发屈服强度大于1 300MPa低合金超高强结构钢为目的,采用不同的轧制及冷却工艺并进行再加热淬火和回火处理,研究了轧制冷却工艺对低合金超高强钢组织性能的影响规律。结果表明,试验钢经控制轧制后奥氏体晶粒被拉长成扁条状,水冷至600℃后再空冷至室温所得到的粒状贝氏体组织较直接空冷至室温的组织细小,高温连续轧制后空冷至室温得到的组织为粒状贝氏体＋板条贝氏体;相比高温热轧工艺,采用控轧控冷工艺能增大轧态组织的原奥氏体晶界面积,能有效细化再加热原始奥氏体晶粒,晶粒尺寸可减小3.5μm;经控轧控冷及调质热处理后,钢板具有较好的强韧性,屈服强度为1 345MPa,抗拉强度为1 590MPa,-40℃冲击功为44J,各项性能指标均达到相关标准要求。

铈对低合金超高强钢马氏体相变行为的影响

为了研究稀土元素铈对低合金超高强钢马氏体相变组织及动力学过程的影响,制备了不含铈与铈质量分数为0.0792%的两组对比试验用钢。采用OM、SEM和TEM分析了试验用钢的显微组织,并利用DIL805A淬火膨胀仪绘制了马氏体相变动力学曲线。研究结果表明,铈的添加细化了原奥氏体晶粒,平均晶粒尺寸由7.63减小到6.42μm;细小的奥氏体晶粒使马氏体板条宽度得到细化,平均宽度由250减少到211nm。此外,对于马氏体相变动力学,铈的添加使马氏体相变开始温度(Ms)由391降低到380℃;在马氏体相变前中期,铈阻碍了马氏体转变,在马氏体相变后期,铈促进了马氏体转变。

低合金超高强度钢HC950LA典型零件应用及回弹控制

目的以低合金超高强度钢HC950LA为对象,研究其在汽车座椅滑轨零件上的典型应用及回弹控制。方法通过V弯试验分析HC950LA在不同弯曲角度下的最小弯曲半径,根据试验结果优化滑轨零件折弯圆角设计,使HC950LA满足滑轨零件的成形性要求,并通过试制滑轨零件,在成形过程中研究回弹控制进行方法。结果 HC950LA沿着垂直于轧制方向的折弯性能较好,成形模具半径可以小至1 mm,满足滑轨零件成形需求。使用HC950LA试制座椅滑轨零件,通过优化产品折弯圆角设计、模具型面调整及改变零件弯曲时的应力分布状态对零件进行回弹控制,零件回弹控制效果明显。结论低合金超高强度钢HC950LA冲压座椅滑轨零件成形性良好,满足零件精度、性能要求。

激光功率对超高强钢复合焊接头组织与韧性的影响

对6.4 mm厚低合金超高强度钢采用激光-MAG复合焊接,研究了不同激光功率下焊接接头组织、硬度、韧性及断口形貌。结果表明,近熔合线处有大量柱状晶生成,有的甚至可以生长到焊缝中心,焊缝中心等轴晶不明显,焊缝区组织主要以板条马氏体为主;随着激光功率的增加,热影响区由粗大的板条马氏体和片状的马氏体组成,并混有少量的奥氏体;热影响区硬度最高,焊缝次之,母材硬度最低,母材靠近热影响区处有软化现象;随着激光功率的增大焊缝区和热影响区的冲击韧性都呈现出先升高后降低的趋势,当激光功率为2.0 k W时,焊缝区和热影响区都有较高的冲击韧性,其中焊缝区以韧性断裂为主并有少量准解理断口形貌出现,热影响区断口中存在较多的韧窝。

900 MPa级高冷弯低合金钢的研究与试制

采用Gleeble-3500热模拟机,研究了退火过程中均热温度、快冷终止温度和缓冷终止温度对高强冷弯低合金钢成品力学性能的影响,得到了退火温度参数并进行了工业生产试制。结果表明,成品强度随均热温度和快冷终止温度的升高而降低,缓冷终止温度对性能影响不大,且主次影响强度依次为均热温度>快冷终止温度>缓冷终止温度;工业试制产品抗拉强度可达到900 MPa以上,冷弯最小弯心直径在0.5t以下,得到了高冷弯低合金高强钢。

锡对低合金高强钢海洋环境中腐蚀行为的影响

采用3.5%NaCl溶液浸泡试验模拟海洋环境,研究了锡含量对一种海洋环境用淬火+低温回火获得的新型板条马氏体低合金超高强度钢耐蚀性的影响,利用扫描电子显微镜(field emission scanning electron microscopy,FE-SEM)、X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱仪(XPS)和电子探针(electron probe micro-analysis,EPMA)、电子万能试验机和摆锤式冲击试验机等表征手段对两种试验钢的显微组织、力学性能和腐蚀行为进行探究,分析了试验钢在不同时间内的锈层形貌、物相组成以及元素分布状态演变规律。结果表明,锡含量不同的2种试验钢热处理后显微组织为板条马氏体,综合力学性能优异。0.042Sn试验钢在浸泡腐蚀过程中,表面生成疏松易脱落的黄褐色锈层(non-adherent rusts,NAR),0.2Sn试验钢中由于锡含量增加,逐渐生成棕黑色附着型锈层(adherent rusts,AR)附着于基体表面,与基体结合紧密。腐蚀时间增长,试验钢锈层呈现内外两层结构,0.2Sn试验钢内锈层厚度逐渐增大,可有效阻挡侵蚀性离子破坏基体。腐蚀初期锈层主要由铁、氧、铬构成,腐蚀中后期耐蚀性元素铬和锡在内锈层呈层状富集,促进锈层中γ-FeOOH向α-FeOOH的成分转化,锈层中稳定的SnO_(2)氧化产物保护性较强,使得锈层致密均匀化,FeCr2O_(4)和Cr(OH)3阻挡Cl-等的渗透,在锈层中充当阳离子选择相,从而提高了低合金超高强度钢的耐腐蚀性能。

低合金超高强度钢中的相变及组织控制

概述了低合金超高强度钢中所涉及的相变及组织控制方法。马氏体相变是低合金钢获得超高强度的最基本的途径,通过优化热处理或形变热处理工艺获得细化的马氏体板条是保证超高强度的关键。马氏体钢中足够的塑韧性通过适度回火来保障,回火过程中组织控制的关键是避免脆性渗碳体碳化物的析出。对低合金超高强钢起重要作用的贝氏体主要有两种,下贝氏体和无碳化物贝氏体,其中下贝氏体主要与马氏体一起形成复合组织,细化马氏体板条尺寸。无碳化物贝氏体通过得到超细亚结构或超细板条而获得超高强度,同时利用贝氏体转变的不完全性获得稳定的高碳残留奥氏体来保证塑韧性。残留奥氏体在低合金超高强钢韧性改善方面起着重要作用,Q-P(或Q-P-T)钢和TRIP钢中较多的残留奥氏体可赋予低合金超高强钢超乎寻常的高塑韧性。

焊接热输入对Q1100粗晶热影响区组织和韧性的影响

通过焊接热模拟试验,模拟不同热输入下Q1100粗晶区的热循环过程。采用示波载荷冲击试验机检测焊接热模拟试样的冲击韧性,结合OM、SEM观察试样的显微组织和断口形貌;采用TEM观察和Lepera腐蚀,研究不同冷速下M-A组元数量、形貌和分布情况,分析不同热输入对粗晶区显微组织特征与冲击韧性的影响规律。研究结果表明,随焊接热输入的增大,粗晶区的组织由板条马氏体转变为板条马氏体+板条贝氏体的混合组织,最终转变为粗大的粒状贝氏体,原始奥氏体晶粒尺寸逐渐增大;-20℃下的冲击韧性呈现先增大后减小的趋势,焊接热输入为14.95 k J/cm时,相互交割的马贝混合组织使Q1100的粗晶区具有最优的韧性。M-A组元的形成和原奥晶粒尺寸的增大是大热输入下造成韧性下降的主要原因。