长期时效对高钨镍基高温合金碳化物演变的影响

采用SEM、TEM和EPMA等分析方法对高钨镍基高温合金在1000℃长期时效期间的碳化物演变行为进行了研究。结果表明,随着长期时效进行,合金中初生的MC型碳化物可分解为M_(6)C型碳化物,且数量随时效时间延长而增加。当时效时间为500 h时,颗粒状M_(6)C型碳化物转变为块状,并在时效1000 h后逐渐转变为短棒状。时效1500 h后,合金中的M_(6)C型碳化物主要呈针状。

中锰TRIP钢两相区温轧退火碳化物演变行为

采用CR+WR+IA(冷轧+温轧+退火)热处理工艺,研究了两相区退火过程中碳化物演变行为及其对0.1C-5Mn钢组织、性能、残留奥氏体体积分数与稳定性的影响。结果表明:冷轧试验钢经温轧退火处理后,获得了超细晶铁素体与残留奥氏体复相组织,其中退火10 min与30 min试样基体上弥散少量碳化物。伴随碳化物的析出与溶解行为,残留奥氏体体积分数出现先降低后升高的趋势;在退火10 min与60 min组织中,受碳化物与新生奥氏体钉扎作用,使得铁素体以小角度取向差为主,而残留奥氏体以大角度取向差为主;高密度位错、TRIP效应、细晶强化以及析出强化为试验钢提供良好的强塑性。

Q&P工艺处理60Si2CrVA配分过程的碳化物析出行为研究

通过电解萃取技术获得不同Q&P工艺处理后的60Si2CrVA弹簧钢配分过程析出的碳化物,并结合XRD、SEM、EDS、TEM等方法对碳化物的析出行为进行分析研究,探讨60Si2CrVA的碳化物的演变规律。研究结果表明:随着配分温度的升高,碳化物颗粒尺寸整体呈现增大的趋势;当配分温度达到360℃时,随着温度的升高小尺寸的碳化物数量增多,且有团簇的现象;配分过程中析出的碳化物类型有M7C3、MC以及M23C6;XRD分析结果显示当温度达到360℃时M7C3的衍射峰强度明显降低;60Si2CrVA的硬度随着配分温度的升高呈下降趋势。

GCr15轴承钢时效过程碳化物的演化行为

对GCr15轴承钢进行170℃时效处理,使用SEM、TEM、XRD等手段对其表征,研究了这种钢在时效过程中碳化物的演化行为及其对性能的影响。结果表明,在840℃淬火后再在230℃回火,钢的硬度不低于59HRC,冲击韧性大幅度提高,钢中的残余奥氏体基本上消除,可保障其170℃的性能和尺寸稳定性。在时效过程中发生的碳原子配分和碳化物析出,使钢基体中碳的浓度、晶格畸变、微区应力应变先降低后稳定,过渡碳化物向非共格的渗碳体转变和粗化。这两个因素的耦合作用使钢的硬度降低、冲击韧性先升高后降低。马氏体的碳脱溶和碳化物类型的转变相互协调,使钢时效1000 h到2000 h间硬度有所回升。为了提高时效过程中钢的显微组织和性能的稳定性,淬火后又进行了深冷处理以引入高密度缺陷,促进了回火和时效过程中碳元素的配分,使析出的碳化物细小弥散并抑制了其在时效过程中的长大与粗化。深冷处理使碳化物的长大速率由298 nm^(3)/h降低到229.5 nm^(3)/h,在一定程度上延缓了性能的衰退、提高了GCr15轴承钢在真空干泵高温环境中的性能稳定性。

钨铝合金化的改进型乙烯裂解炉管1150℃条件下的模拟渗碳行为研究

为探究钨铝合金化的改进型乙烯裂解炉管27Cr44Ni5W3Al+MA在1150℃条件下的渗碳损伤情况,采用粒径1.5~3 mm的固体渗碳剂,针对27Cr44Ni5W3Al+MA炉管开展1150℃条件下50,100,150,200 h的固体渗碳试验。采用C-S分析仪和OM,SEM,EDS,XRD及维氏硬度计等对渗碳前后炉管进行成分、组织及性能分析,研究炉管渗碳行为。结果表明:从铸态至渗碳200 h时,炉管内壁1 mm范围内平均碳浓度由约0.5%增长至饱和碳浓度2.2%左右;渗碳时间由50 h增至200 h,炉管内壁渗碳层厚度由800μm增至2860μm,渗碳层由内向外依次为严重渗碳区、中度渗碳区及轻微渗碳区,其宽度分别由400μm增至1920μm、100μm增至140μm、300μm增至800μm。从铸态至渗碳200 h,碳化物平均宽度由2.0μm增至3.5~13.0μm,面积分数由5.6%增至13.6%~34.9%;原始铸态复相碳化物外部的小块状M_(23) C_(6)逐渐粗化呈链块状,然后转变为岛块状M_(7)C_(3)及岛块中间的颗粒状WC,内部片层状M_(7)C_(3)部分转变为小块状M_(23) C_(6),并与外部M_(23) C_(6)聚集连接后转变为M_(7)C_(3),剩余部分片层状M_(7)C_(3)逐渐粗化聚集成块状M_(7)C_(3)。原始铸态炉管硬度值约为304.0HV10,渗碳200 h后,由距内壁4 mm处至1 mm处,硬度值由386.7HV10增至504.0HV10。本文还就27Cr44Ni5W3Al+MA合金炉管的渗碳行为和渗碳过程中碳化物演变机理进行了讨论。

含铌热作模具钢中碳化物的演变对热稳定性的影响

利用透射电镜观察、能谱分析以及三维原子探针分析微观原子分布等方法,结合热稳定性实验数据,对含铌热作模具钢SDH8Nb中碳化物的形态、大小及其变化情况和对材料热稳定性能的影响进行了研究。结果表明:SDH8Nb钢的热稳定性明显优于传统的H13钢。淬回火后,在SDH8Nb钢中,主要碳化物为垂直态的长棒状Mo2C型碳化物,以及少量的Cr和V的碳化物,而Nb元素在淬回火后固溶到基体中,经过长时间保温后,以NbC的形式析出,提高了材料的抗回火软化能力。

4Cr2Mo2W2V钢中碳化物的演变对热稳定性的影响

利用高分辨透射电镜观察、能谱分析等实验方法,结合硬度试验、热稳定实验不同温度下的实验数据,对热作模具钢4Cr2Mo2W2V中的组织成分、碳化物的形态、大小及其演变规律和对材料高温性能的影响进行了研究。结果表明:热稳保温过程中碳化物的演变与马氏体回复过程是耦合出现的,4Cr2Mo2W2V钢在工作温度620～700℃下的热稳定性能优于传统热作模具钢3Cr2W8V,4Cr2Mo2W2V钢在650℃工作温度下的热稳定性与传统热作模具钢3Cr2W8V在620℃条件下相当。基体中的较多的Mn和相对稳定细小的Mo、V系碳化物保证了4Cr2Mo2W2V钢高温时效过程中能保持一定的硬度。

喷射成形高速钢热处理过程中碳化物的演变

研究了喷射成形高速钢在热处理过程中碳化物的演变。结果表明,使用喷射成形工艺生产高速钢可消除偏析,获得均匀微观组织和碳化物分布,喷射态组织由片状M2C碳化物和均匀分布的球形MC碳化物组成。锻造退火后,亚稳态M2C碳化物完全分解为M6C和MC碳化物。淬火后组织为马氏体、残留奥氏体与未溶碳化物,高温回火后,大量细小弥散的二次碳化物从基体中析出,产生二次硬化效应,使材料具有极高硬度和良好冲击韧性。热处理后喷射成形高速钢具有优异的使用性能。

Nb对中锰TRIP钢临界退火过程中组织演变的影响

采用临界退火热处理工艺,利用场发射扫描电镜(FE-SEM)观察含铌和不含铌的两种热轧中锰TRIP钢在不同退火制度下的碳化物演变行为及铌对中锰TRIP钢微观组织、残留奥氏体体积分数与稳定性的影响。结果表明:试验钢经临界退火处理后获得超细晶铁素体与残留奥氏体复相组织。随着退火温度的提高,残留奥氏体体积分数出现先升高后降低的趋势;随着退火时间的延长,碳化物逐渐溶解,残留奥氏体体积分数逐渐增加,达到平衡后保持不变。Nb元素的加入可细化奥氏体晶粒,延缓碳化物溶解,推迟奥氏体转变,增加膜状奥氏体,提高奥氏体稳定性。