低碳钢铁素体晶粒超细化技术

铁素体晶粒超细化技术是大幅度提高低碳钢强度、韧性和节约资源的有效途径。分析现有研究结果,得出了最有效的铁素体晶粒细化技术,获得1μm左右的铁素体晶粒和σy≥750MPa,δ≥10%的力学性能,可对钢铁材料组织超细化技术的理论研究和实际应用提供参考。

5052铝合金表面晶粒超细化后腐蚀性能研究

对表面晶粒超细化和未经表面超细化处理的5052铝合金的样品分别进行仿海水腐蚀对比实验,在3.5%NaCl+0.05%MgCl2(原子分数)水溶液中分别测出不同表面晶粒尺寸的腐蚀速率。结果表明,5052铝合金表面晶粒超细化后抗蚀性能提高,其平均腐蚀速率与表面晶粒尺寸呈线性关系。

奥氏体不锈钢表面激光冲击晶粒超细化的研究

采用高能短脉冲激光冲击(LSP)技术获得具有亚微米晶体结构的奥氏体不锈钢表面层.利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和X射线衍射(XRD)等技术分析研究了表面层的微观结构特征.结果表明:单次激光冲击即可实现样品表层晶粒超细化,晶粒大小0.1～0.5μm,接近纳米级;晶格常数增加1.12%,处理区显微硬度显著提高,形变层深0.25mm.分析认为,在激光诱导、应变率达10 6s-1和高于靶材动态屈服强度的应力加载条件下,试样表面发生了热塑失稳和动态再结晶,致使晶粒超细化.

微米级超细晶粒钢细化技术的研究进展

新一代钢铁材料的主要特征表现为高洁净度、超细晶粒和高均匀化,金属材料组织的晶粒细化处理是能够同时提高材料强度和韧性的最佳强化机制。综述了微米级超细晶粒钢细化技术的主要研究成果,简述了晶粒超细化方法的具体工艺、适用条件及应用情况等,并从工业应用角度分析了现有微米级超细晶粒钢制备技术的主要问题和研究方向。

循环相变超细化20CrMnTi钢晶粒

细化晶粒是一种提高材料强度和塑性的有效方法。将20CrMnTi钢在AC1和AC3温度范围内进行了3道次变温快速循环加热-冷却处理,晶粒尺寸由初始的36.9μm细化到约5μm,其布氏硬度值由初始的145.7提高到298.3。结果表明:经过3道次的循环相变处理后,由于形核率的提高、晶粒长大速度的降低和组织遗传性被破坏,可以显著地细化晶粒。

低碳钢晶粒超细化方法初探

低碳钢的性能可通过晶粒超细化得到改善,讨论了低碳钢生产过程中利用微合金化、电磁场处理和轧后加工处理等方法进行的晶粒超细化,讨论了晶粒超细化的作用机理和生产工艺。

超塑性预处理在20Mn2钢晶粒超细化及强韧化中的应用

在 2 0 Mn2钢中加入与其液态 (16 5 0℃ )密度相同、且不溶于钢的 Zr C粒子 ,使其成为钢在热轧时的形变核心和奥氏体及形变诱导铁素体的再结晶核心 ,显著细化钢的晶粒 (1～ 2 μm)。并综合引入形变强化、相变强化、第二相弥散强化效应及细晶强化效应 ,与 2 0 Mn2钢的常规淬火加低温回火态相比 ,在塑性指标不下降或略有升高的前提下 ,使钢的 σb 和 σ0 .2 分别提高 110 .6 %和 16 3.8%。

基于相变和形变耦合法的20CrMnTi晶粒超细化

为实现齿轮零件的超塑性精密成形,需要对齿坯材料晶粒进行超细化。试样经过3个道次的循环加热和冷却处理后,晶粒尺寸由初始的30～40μm细化到4～5μm,再将试样置于设计好的高压扭转装置内,利用2000kN的扭转压力机,在100kN保压状态下,使试样扭转0.5圈,通过形变进一步促进晶粒的超细化。结果表明:经过相变和形变耦合处理后,试样具备性能耦合的特征,晶粒得到了明显的细化和等轴化,晶粒尺寸达到了1μm。

20钢晶粒超细化工艺研究

研究了快速加热循环淬火工艺细化20钢晶粒的原理,探讨20钢晶粒细化的最佳工艺参数(加热温度、加热速度、淬火次数和保温时间),实验结果表明:最佳热处理参数是890℃加热,保温18min,水淬4次;经过细化后的奥氏体晶粒平均直径比原始晶粒直径小了将近一倍;高温时奥氏体晶粒越细小,室温下的组织越细小;淬火后的硬度达到44~50HRC。

循环超细化热处理提高精冲模具寿命的研究

对碳素工具钢T8A采用循环热处理晶粒超细化后对冲裁模具寿命的影响进行了试验研究。介绍了该钢循环热处理规范和所得组织。结果表明,T8A钢经3～5次循环处理后,可获得均匀的超细晶粒,其力学性能明显提高。采用该规范处理的冲裁模具寿命可提高2倍以上。

渗碳20CrMnTi温变形超细晶粒的形成机制

研究了渗碳 2 0CrMnTi钢温变形过程中微观组织演化规律 ,结果表明 :通过温变形 ,渗碳 2 0CrMnTi钢的晶粒由 16 μm～ 2 0 μm超细化到 2 μm～ 3μm ,甚至 1μm以下 ;晶界区域局部变形和晶界滑动控制晶粒的细化 ;而变形参数 。

表层超细晶粒普碳钢中厚板的工业试制

以充分挖掘材料潜力提高中厚板质量为目标,开展了普碳钢中厚板表层组织超细化轧制工艺研究.单向压缩热模拟试验结果表明,在适当条件下,化学成分为ω（C）0.16%、ω（Si）0.19%、ω（Mn）0.56%的普碳钢,可发生形变诱导奥氏体-铁素体相变并获得超细晶粒铁素体.实验室轧制9 mm钢板的铁素体晶粒度达到11级（约7μm）,与热模拟试验的结果相一致,屈服强度达到350 MPa.在首钢3 500 mm轧机上,采用化学成分为ω（C）0.13%～0.16%、ω（Si）0.20%～0.25%、ω（Mn）0.5%～0.7%、ω（P）0.01%～0.02%、ω（S）0.005%～0.010%的连铸坯进行工业试制.28 mm厚钢板的表层铁素体晶粒度达到12级,屈服强度达到310～321 MPa,抗拉强度达到440～450 MPa,同时保持34%左右的伸长率.

变温循环相变超细化后00Cr13Ni7Co5Mo4Ti马氏体时效不锈钢的组织与性能

研究了00Cr13Ni7Co5Mo4Ti马氏体时效不锈钢的变温循环相变晶粒超细化工艺及其细晶处理后的组织与力学性能。结果表明:经过变温循环相变处理后,马氏体时效不锈钢的晶粒尺寸由180μm细化至6μm,得到细小的等轴晶粒;马氏体板条被多个小马氏体簇切割成多段而碎化,使马氏体组织进一步细化;与传统高温固溶后时效处理工艺相比,经变温循环相变处理后钢的屈服强度提高170MPa,抗拉强度提高100MPa,伸长率提高了18%,断面收缩率提高13%。

30CrMnSi钢过热组织超细化工艺对比研究

对 30 Cr Mn Si钢过热组织采用多种热处理工艺进行了超细化处理 ,运用定量金相分析技术对处理结果进行了对比和评价 ,并讨论了每种工艺的晶粒细化机制。结果表明 :“两次正火 +淬火”工艺对该钢的过热组织超细化效果显著 ;当循环次数为 2～ 3次时 ,“奥氏体单相循环淬火”

临界区变形致低碳微合金钢晶粒的超细化

通过热模拟试验对临界区变形实现低碳微合金钢的晶粒超细化进行了研究,并结合SEM、应力应变曲线和EBSD对超细晶组织进行了表征和分析。结果表明,采用临界区变形工艺制备了有效晶粒尺寸约1μm的超细组织,该组织由超细晶铁素体和细晶粒状贝氏体组成。本试验中,随着临界区变形温度的降低,晶粒细化的程度在670℃时达到极限。此晶粒细化是变形诱导铁素体相变和先共析铁素体动态再结晶共同作用的结果,其中变形诱导铁素体相变起主要作用。

循环热处理超细化38CrSi钢晶粒

采用多次循环快速淬火分别在880、900和920℃保温12、13.5和15 min循环3~5次细化38Cr Si钢的晶粒。利用光学显微镜观察38Cr Si钢的晶粒形貌,利用截距法和晶粒度法测量奥氏体晶粒的尺寸。在880℃保温12 min循环3~5次淬火,确定出最佳的循环次数为3次。分别在880、900和920℃保温12 min循环3次淬火,确定出最佳的淬火温度为880℃。在880℃循环3次淬火分别保温12、13.5和15 min,确定出最佳的保温时间为12 min。结果表明:随着循环次数的增加,晶粒不断细化,当3次循环淬火后,继续增加循环次数,晶粒不再细化。当加热温度为880℃,保温12 min时,继续升高温度或者延长保温时间,晶粒开始长大。经过最佳工艺细化处理后,38Cr Si钢的晶粒细化到5.2μm。

等通道转角挤压过程有限元模拟

等通道转角挤压是一种新的制备超细晶粒材料的技术。对于工业纯铝材料的等通道转角挤压过程 ,采用有限元技术进行模拟 ,分析了挤压过程中材料的应力和应变并对不同摩擦条件下的挤压变形情况进行了分析 ,将有限元分析结果与实际网格变形进行了比较 。

Effect of ultrasonic melt treatment on structure refinement of solidified high purity aluminum

Effect of ultrasonic melt treatment on the macrostructure of solidified high purity aluminum was studied experimentally using metallographic method and complementary numerical calculations of acoustic pressure and velocity distribution in the melt. The results reveal that the macrostructure is effectively refined within a cone-shaped zone ahead of the irradiating face. Inner crystals along with wall crystals multiply particularly within the effectively refined zone and they contribute equally to structure refining. Isothermal holding after ultrasonic melt treatment results in loss of nucleation potency for nearly a half of nuclei, indicating that ultrasound activated heterogeneous nucleation may be as equal important as homogeneous nucleation for ultrasonic induced structure refining.