钙对空冷无碳化物贝氏体/马氏体钢25Mn2SiCrCa组织性能的影响

研究了添加微量钙0.006%对新型高强高韧空冷无碳化物贝氏体/马氏体钢25Mn2SiCrCa组织和性能的影响。结果表明,微量钙的加入不会改变实验钢的无碳化物贝氏体/马氏体组织,且对钢的强度、硬度和冲击韧性影响不大。但是,经340℃以下中低温回火后0.006%钙的加入显著降低钢的氢脆敏感性,提高钢的抗延迟断裂性能。微钙钢25Mn2SiCrCa经280℃回火后,氢脆敏感性指数由不含钙钢25Mn2SiCr的53%降至27%,经340℃回火后,氢脆敏感性指数从25Mn2SiCr的48%降至17%。

含Nb无碳化物贝氏体/马氏体钢的组织与性能

研究了TMCP和回火工艺参数对含Nb无碳化物贝氏体/马氏体钢组织与力学性能的影响。结果表明,轧后空冷可获得超高强无碳化物贝氏体/马氏体复相钢,屈服强度高于1000 MP,抗拉强度高于1800 MP;贝氏体含量略高,钢的回火稳定性较好。空冷有利于微合金元素Nb第二相粒子析出,发挥细晶强化作用,提高钢的强韧性。回火过程中,随着回火温度的升高,抗拉强度逐渐降低,冲击性能呈现"W"型变化趋势。350~400℃回火时,强韧性最优,450℃回火时,发生回火脆性。

无碳化物贝氏体/马氏体复相高强度钢的组织与性能

阐述了新型Mn-si-cr系无碳化物贝氏体/马氏体(CFB/M)复相钢的组织与合金设计思想;研究了复相钢在空冷条件下的组织及其精细结构,并系统地总结了实验钢经不同温度回火后的力学性能。实验结果表明,复相高强钢在具有优良的强韧性能的同时,又具有较高的延迟断裂抗力和抗疲劳破坏能力,其强韧性的提高归于其独特的组织结构:贝氏体碳化物被薄膜状残余奥氏体所取代,大大改善了复相钢的回火稳定性和疲劳性能,稳定的残余奥氏体薄膜作为不可逆氢陷阱,并显著提高了钢的抗氢脆能力。

无碳化物贝氏体/马氏体复相钢的强韧性

探讨了回火温度对低碳Mn-Si-Cr钢的空冷无碳化物贝氏体/马氏体复相组织及水淬马氏体组织强韧性的影响。试验表明:经中温回火的空冷无碳化物贝氏体/马氏体复相组织具有较高的强韧性,且中温回火的无碳化物贝氏体/马氏体复相组织的J积分断裂韧度需用J_(1C)来表征。经360℃火后,空冷无碳化物贝氏体/马氏体复相组织的强韧性为σ_(0.2)=1355 MPa,σ_b=1600 MPa,δ_5=13.5％,φ=56.2％,A_K=81 J,相同钢的水淬马氏体组织的强韧性为σ_(0.2)=1350 MPa,σ_b=1617 MPa,δ_5=14.1％,φ=59.5,A_K=67.5 J。其原因在于中温形成的无碳化物贝氏体具有较高的回火抗力,而无碳化物贝氏体中的热稳定性较高的富碳膜状残余奥氏体使钢呈现较高的韧性。

无碳化物贝氏体/马氏体复相钢的新进展

所研制的具有稳定残留奥氏体薄膜的无碳化物贝氏体 /马氏体复相钢 ,出现第一类回火脆性的温度范围提高到 370℃以上。由此可以通过提高回火温度改善钢的韧性 ,降低钢的氢脆敏感性。经 36 0℃回火后 ,所研钢的σb 为 15 80MPa,AKU为 81J ,该钢的KISCC值超过 5 0MPa·m1/ 2 。

Mn-Si-Cr系无碳化物贝氏体/马氏体复相高强钢的研究进展

无碳化物贝氏体/马氏体复相高强钢具有比同等强度马氏体钢更优异的韧性和塑性,被广泛应用到轨道交通、机械、建筑等领域。文章概述了低成本Mn-Si-Cr系无碳化物贝氏体/马氏体复相钢近年来在合金化设计、工艺设计、微观组织、强韧化机理、强塑化机理、延迟断裂及疲劳性能等方面取得的研究成果。特别介绍了近年来笔者在BQ&P工艺处理CFB/M复相钢方面的工作进展,经过BQ&P处理之后,CFB/M复相钢显示了更优异的强度、塑性、韧性和疲劳性能的匹配。最后简单介绍了Mn-Si-Cr系无碳化物贝氏体/马氏体复相钢在不同领域的应用情况,特别是其在重载高速铁路领域的应用现状和前景。

38Si2Mn2Mo钢下贝氏体和回火马氏体中的碳化物析出行为

研究了 38Si2 Mn2 Mo钢等温下贝氏体中和淬火回火后马氏体中析出的碳化物。在下贝氏体中存在两组 ε碳化物 ,它们与贝氏体铁素体保持 Jack位向关系 ,而与奥氏体无固定取向关系 ,ε 碳化物的惯习面为 { 10 0 } b,未见碳化物在奥氏体一侧析出。表明下贝氏体具有碳过饱和度 ,ε 碳化物是从贝氏体铁素体中析出的 ,具有与回火马氏体相似的切变特征。

低碳低合金无碳化物贝氏体钢热处理工艺及组织性能研究

开展了实验钢在Ms点以上及以下保温不同时间的等温淬火实验,结合高分辨膨胀仪、电子背散射衍射(EBSD)、X射线衍射(XRD)等其它实验手段,探究了引入一次马氏体对贝氏体相变动力学的影响,以及不同等温时间转变后微观组织和力学性能之间的关系。结果表明,在Ms点以下等温阶段引入的一次马氏体显著地加速了贝氏体相变动力学,并且提高了实验钢的屈服强度和伸长率。这是因为引入的一次马氏体为贝氏体提供了更多的形核界面,并且获得了由回火马氏体、二次马氏体、贝氏体和残余奥氏体组成的多相组织,其中较多数量的残余奥氏体因TRIP效应从而使实验钢的塑性提高。实验钢在300℃等温2 h后,其抗拉强度、屈服强度分别为1475、986 MPa,伸长率高达18.5%。

控冷工艺对不同Mo含量无碳化物贝氏体/马氏体钢组织与性能的影响

采用力学试验机、光学显微镜及透射电镜研究了轧后不同冷却工艺对不同Mo含量的无碳化物贝氏体马氏体复相钢组织与性能的影响。结果表明,空冷条件下,不同Mo含量钢均获得了包含贝氏体铁素体、少量先共析铁素体和微量马氏体的组织,随Mo含量提高,强硬度及冲击性能显著提高,Mo在钢中抑制先共析铁素体析出、细化晶粒作用显著。对试验钢轧后施加2.5℃/s冷却,其组织为极细贝氏体铁素体片和交替分布的不连续残留奥氏体薄膜、细小M-A岛以及少量孪晶马氏体,且无论钢中Mo含量高低,均获得了更高的强硬度及适中的韧塑性,综合性能良好。

无碳化物贝氏体/马氏体复相钢晶粒细化研究

在获得无碳化物贝氏体／马氏体复相钢奥氏体晶界侵蚀方法的基础上，利用电致加热循环淬火方法对无碳化物贝氏体／马氏体复相钢进行组织超细化处理，研究了奥氏体化温度、加热速率、循环次数和保温时间对钢的组织和原奥氏体晶粒的影响。实验结果表明：以100℃/s的加热速度加热到910—920℃淬火，循环3次，前两次淬火不保温，最后一次保温30s，可得到平均晶粒度为3．2μm，超高周疲劳性能优异的超细化无碳化物贝氏体／马氏体复相钢。

1500MPa级经济型贝氏体/马氏体复相钢的合金设计

综述了贝氏体 /马氏体复相组织对钢强韧性的影响及残留奥氏体对钢延迟断裂性能的影响。在清华大学贝氏体研究及推广中心工作积累的基础上 ,设计了一种新的 1 50 0MPa级经济型贝氏体 /马氏体复相钢。该钢奥氏体化后空冷就可获得贝氏体 /马氏体复相组织 ,经低温回火后 ,钢的抗拉强度σb≥ 1 50 0MPa ,屈服强度σ0 .2 ≥ 1 2 0 0MPa ,伸长率δ5≥ 1 4% ,断面收缩率 ψ≥57% ,室温冲击韧度aku≥ 1 0 9J/cm2 。

1500MPa级经济型贝氏体/马氏体复相钢的组织与性能

在清华大学贝氏体研究及推广中心以往工作的基础上 ,设计了一种新的 15 0 0 MPa级经济型贝氏体 /马氏体复相钢。该钢奥氏体化后空冷 ,就可获得具有较复杂精细结构的无碳化物贝氏体 /马氏体复相组织。经低温回火后 ,其 σb≥ 15 0 0 MPa,σ0 .2 ≥ 12 0 0 MPa,δ5 ≥ 14% ,ψ≥ 5 7% ,aku≥ 10 0J/ cm2 ,并且组织细化 。

H13钢的马氏体/贝氏体组织与性能

利用ET2G型红外测温仪测定了试样的冷却曲线 ,并利用光学显微镜、扫描电镜以及力学性能试验设备对不同形态的H13钢贝氏体组织和力学性能进行了研究。结果表明 ,在等温条件下 ,随等温时间的延长 ,贝氏体含量增加 ,低温等温时的增加量远大于高温等温时的增加量 ;马氏体与贝氏体有一最佳比例 ,此时复相组织的力学性能最好。

中碳Si-Mn系贝氏体/马氏体复相耐磨钢热处理工艺及性能

针对中碳Si-Mn系贝氏体/马氏体复相钢,比较不同热处理工艺(正火+回火,等温淬火+回火)后的组织和性能,以探索适宜的热处理工艺,并进行摩擦磨损实验。结果表明,在本研究范围内,复相钢最佳的热处理方案及相应的性能为950℃×1 h正火+250℃×2.5 h回火,洛氏硬度为51.7 HRC,冲击韧度αK为20.6 J/cm2,抗拉强度为1731.7 MPa;950℃×1 h奥氏体化+320℃×1h等温淬火+250℃×2.5 h回火,洛氏硬度为50.8 HRC,冲击韧度αK为20.9 J/cm2,抗拉强度为1508.0 MPa。干摩擦或油润滑条件下,复相钢均有较好的耐磨性能,相比而言,正火+回火的复相钢耐磨性更好。

马氏体/贝氏体异种耐热钢焊接接头的力学性能及界面失效

采用脉冲氩弧焊接工艺、高温加速模拟工况、高温持久、常温力学性能试验研究了不同焊缝强度匹配条件下,马氏体耐热钢9Cr1MoVNbN与贝氏体耐热钢12Cr2MoWVTiB异种钢焊接接头的力学性能、高温强度、蠕变损伤及界面破坏特征。研究结果表明,焊前预热250℃,焊后回火750℃×1 h条件下,加速模拟运行500h、1 000 h、1 500 h后低匹配焊接接头的界面蠕变损伤较严重,力学性能下降明显,失效倾向较大;而中匹配接头的蠕变损伤及失效倾向较小,中匹配与低匹配接头的持久强度比较接近:而高匹配接头的持久强度最低。因此,对于9Cr1MoVNbN/12Cr2MoWVTiB异种钢焊接接头采用中匹配比较合适。

马氏体/贝氏体耐热钢焊接接头的界面蠕变损伤行为

采用脉冲氩弧焊接工艺、高温加速模拟、高温持久实验研究了不同焊缝蠕变强度匹配条件下马氏体耐热钢9Cr1MoVNbN与贝氏体耐热钢12Cr2MOWVTiB异种钢焊接接头的高温强度、界面蠕变损伤及破坏特征．研究结果表明，焊前523K预热、焊后1023K×1h回火条件下，接头的力学性能优异．加速模拟运行500，1000和1500h后低匹配焊接接头的界面蠕变损伤最严重，发生了界面蠕变断裂，早期失效倾向较大；中匹配接头的蠕变损伤最小，仅发现个别孤立蠕变孔洞，早期失效倾向最小，中匹配接头在923K下的持久强度（σ10^5）与低匹配接头比较接近；高匹配接头在923K下的持久强度（σ10^5）最低，蠕变孔洞几乎连成裂纹，蠕变损伤和早期失效较大．因此，对于上述异种钢焊接接头采用中匹配焊缝较为合理．

钢中回火马氏体碳化物析出形态

使用透射电镜系统地研究了低、中、高碳合金钢中马氏体回火时碳化物的析出形态。结果表明，低、中碳回火马氏体中碳化物主要以交叉（多重变态），分布为主，但也有单一排列的碳化物，高碳回火马氏体中既可看到交叉碳化物分布组态，也可看到单一方向分布组态，大部分单一排列组态的碳化物与马氏体孪晶并无直接关系。

锰硅系贝氏体/马氏体复相钢中贝氏体精细结构的研究

利用原子力显微镜（ＡＦＭ）、扫描隧道显微镜（ＳＴＭ）、透射电子显微镜（ＴＥＭ）、光学显微镜（ＯＭ）等分析手段对锰硅系贝氏体／马氏体复相钢中贝氏体的结构进行了研究．观察到低碳锰硅钢中的贝氏体组织由亚片条、亚单元组成．利用原子力显微镜（ＡＦＭ）及透射电子显微镜（ＴＥＭ）在贝氏体工单元中发现有以残余奥氏体膜为分界面的精细结构的存在观测结果可用贝氏体相变的激发形核－台阶长大机制做合理解释．为锰硅系贝氏体／马氏体复相钢的合金组织设计、组织结构和性能关系的研究提供了实验依据．

38Si2Mn2Mo试验钢的贝氏体、马氏体组织

采用透射电镜研究了３８Ｓｉ２Ｍｎ２Ｍｏ钢的组织结构，并讨论了各种组织的形成机制。试验结果表明，其正火组织由无碳化物下贝氏体、板条马氏体及少量残余奥氏体组成；淬火组织是典型的板条马氏体和少量片状马氏体，板条间有残余奥氏体薄膜；３２０℃等温组织以下贝氏体为主，带有少量马氏体和残余奥氏体。正火和等温后的拉伸性能达到了超高强度的水平。

马氏体/贝氏体异种耐热钢焊接接头界面蠕变失效数值模拟

采用有限元法对高、中、低匹配马氏体T91与贝氏体G102异种耐热钢接头在560℃、不同外加轴向拉应力条件下的蠕变最大主应力、von Mises等效应力进行数值模拟,并通过加速试验对模拟结果进行验证。结果表明,低匹配接头焊缝/G102界面附近最大主应力数值很高,蠕变孔洞易于在焊缝/G102界面形成。高匹配接头焊缝/低强母材界面的最大应力和von Mises等效应力数值很高,孔洞易于形核、扩张。中匹配接头焊缝/G102界面附近最大主应力和von Mises等效应力最小。加速试验后低匹配接头焊缝/G102界面发生蠕变断裂,高匹配接头焊缝/G102界面处的蠕变孔洞几乎连成裂纹,中匹配接头焊缝/G102界面附近的晶界仅存在个别孤立蠕变孔洞,早期失效倾向最小。数值模拟结果与加速试验结果一致。