淬火-配分-回火钢干滑动摩擦磨损性能的研究

对不同温度淬火的含碳化钒颗粒的淬火-配分-回火(quenching-partitioning-tempering,Q-P-T)钢以不同的试验力和试验时间进行了干滑动摩擦磨损试验,并借助扫描电镜、X射线衍射仪和能谱分析研究了摩擦磨损试验前、后试样的表面形貌和磨屑的成分,并与不含碳化物的淬火-配分(quenching and partitioning,Q&P)钢作了对比,目的是揭示其干滑动摩擦磨损性能。结果表明:热处理后Q-P-T试样的显微组织由马氏体、残留奥氏体和碳化钒颗粒组成;摩擦磨损试验前QPT试样的残留奥氏体含量(体积分数)为9%~15%,摩擦磨损试验后残留奥氏体含量大多低于3%,说明在摩擦磨损试验过程中残留奥氏体发生了马氏体相变;相同磨损试验条件下,QPT试样的耐磨性明显低于Q&P试样,其磨损机制主要是黏着磨损、磨粒磨损和氧化磨损。

淬火-配分-回火钢在模拟海水环境中的腐蚀性能研究

利用XRD、SEM和TEM等测试方法研究了淬火-配分-回火(Q-P-T)钢热处理后的物相结构和显微组织形貌,并以相同成分的淬火-回火(Q&T)钢和不含碳化物的淬火-配分(Q&P)钢为参照,利用失重法、电化学测试等方法研究了Q-P-T钢在模拟海水环境3.5%(质量分数)NaCl溶液中的腐蚀行为。结果表明,Q&T钢内的残余奥氏体主要以薄膜状分布在马氏体板条间,其含量低于3%(体积分数),而Q&P钢和Q-P-T钢内的残余奥氏体则以薄片状分布在马氏体板条间,其平均含量分别为15.35%(体积分数)和14.6%(体积分数);含碳化物的Q-P-T钢的耐蚀性优于不含碳化物的Q&P钢,且经配分的Q-P-T和Q&P钢的耐蚀性能稍优于Q&T钢。4种钢表面腐蚀产物的演变规律基本一致,即初期腐蚀产物以β-FeOOH和γ-FeOOH为主,随浸泡时间的延长,逐渐以α-FeOOH和Fe3O4为主;4种试样腐蚀表面初期均分布着尺寸不一的点蚀坑,随浸泡时间的延长,逐渐变为均匀腐蚀。

应力松弛对应变诱发马氏体相变影响的有限元模拟

在基于新型淬火-分配-回火(Q-P-T)钢微观组织的有限元模型中,建立了产生马氏体相变的一维应变等效模型,模拟了单轴拉伸条件下的相变诱发塑性(TRIP)效应,由此揭示了该效应的微观机制.TRIP效应产生的应力松弛有效地缓解了未转变的残余奥氏体和邻近马氏体的应力,阻止了裂纹的形成,并使较多的残余奥氏体在较大的应变下存在,这是TRIP效应的起因;模拟结果还显示,相变形成的新(应变诱发)马氏体比原始(热诱发)马氏体承载更大的应力,由此预测裂纹首先在新马氏体中或其边界处形成.应力松弛效应使应变诱发马氏体断续缓慢地生成,这与实验观察结果相符.通过比较有应力松弛效应和无应力松弛效应的有限元模拟结果发现,无应力松弛效应使应变诱发马氏体相继快速地生成,这与实验不符,由此反证TRIP效应必然产生应力松弛.