配分工艺对低碳Q&P钢中残余奥氏体的影响

为提高钢的塑性,在马氏体钢基础上通过Q&P工艺得到一定量的残余奥氏体,达到高强度与高塑性的良好结合.利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)和拉伸实验等方法研究了低碳Q&P钢微观组织,在此基础上讨论了配分工艺对残余奥氏体的影响以及残余奥氏体对Q&P钢延伸率的影响.研究结果表明:Q&P钢室温组织主要由马氏体与残余奥氏体组成,其中残余奥氏体形态主要有马氏体板条间薄膜状和晶界处块状两种类型;Q&P钢中残余奥氏体的含量及稳定性与配分温度和配分时间紧密相关.残余奥氏体的存在,是提高Q&P钢塑性的关键.

一步配分工艺对低合金耐磨钢组织性能的影响

借助扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)仪和透射电子显微镜(TEM)研究了低合金耐磨钢的显微组织、性能及残余奥氏体含量、形态随配分工艺的变化情况。结果表明,经不同工艺配分处理后实验钢的显微组织为一次马氏体、残余奥氏体及二次马氏体,残余奥氏体分为分布于马氏体板条间的薄膜状残余奥氏体(宽度约为100nm)和分布于晶界处的块状残余奥氏体(尺寸约为300~400nm)两种。随配分温度的升高,一次马氏体含量明显减少,二次马氏体含量越来越多,组织也越来越粗大,残余奥氏体含量与残余奥氏体中碳含量均先增加后减少;随配分时间的延长,马氏体边界变得模糊,析出物有所增加,残余奥氏体含量先增加后减少,且残余奥氏体含量越高,材料的塑韧性越好。当配分温度为235℃、配分时间为30min时,得到的残余奥氏体体积分数最高,为8.1%;其含碳量为1.02%(质量分数),实验钢硬度为52.3HRC,延伸率为12%。

淬火配分工艺对高强Q&P钢织构和性能的影响

对试验用淬火配分(Quenching and Partitioning,Q&P)钢在一步淬火配分工艺中不同淬火温度(220、260、300℃)和淬火时间(60、120、180 s)下组织、织构、力学性能及拉伸断口特征进行研究.结果表明:试验用Q&P钢在一步淬火配分中获得的最大残余奥氏体体积分数为7.12%;随着淬火温度升高,板条马氏体的宽度增大;随着淬火温度和配分时间升高,织构的最大强度逐渐降低,抗拉强度逐渐减少;屈服强度和延伸率呈相反的变化趋势.

配分工艺对5CrMnNiMo超高强度钢摩擦磨损性能的影响

利用摩擦磨损试验机在载荷50 N,滑动速度0.5 m/s,干摩擦磨损条件下对5CrMnNiMo超高强度钢进行磨损行为研究。采用SEM、EDS、XRD、EBSD等手段探讨了不同配分工艺对其耐磨性的影响规律。结果表明,配分时间较短(等温配分5 min)时耐磨性受硬度控制,磨损率低;随着配分时间延长为6 h(非等温配分)和24 h(等温配分),硬度由800 HV0.2降低到460 HV0.2和390 HV0.2,磨损率略有升高,磨损机理由以磨粒磨损+氧化磨损为主、黏着磨损为辅的方式转变为以黏着磨损为主、磨粒磨损为辅。长时配分促使奥氏体含量增加,在摩擦磨损过程中产生更强的TRIP效应,促使耐磨性增强。

配分工艺对B/M复相钢组织和性能影响

采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)等对B/M复相钢的微观组织和力学性能进行测试与分析,研究配分工艺对B/M力学性能的影响,并讨论了残留奥氏体量与试验钢韧性的关系。结果表明:试验钢室温下的组织主要由贝氏体/马氏体和残留奥氏体组成;残留奥氏体的含量对多相钢硬度的影响较小,其硬度值介于45~50 HRC之间,但对多相钢的韧性影响显著,在360℃配分120 s时残留奥氏体量最大达到8.1%,冲击韧性达到31.5 J/cm2;在不同的配分工艺下,冲击韧性与残留奥氏体量的变化趋势基本一致,说明试验钢的冲击韧性主要由残留奥氏体量决定。

980 MPa级热浸镀钢的新型淬火配分工艺及组织性能

针对980 MPa级热浸镀钢,在C-Mn-Si-Al系成分设计基础上,开发了一种以高淬火温度(Ms点以上)为特征的新型淬火配分工艺(High-quenching-temperature quenching and partitioning,HQ&P),并与传统的一步过时效工艺(Quenching and austempering,QAT)相比较,分析不同热处理工艺下的组织结构与力学性能变化规律。试验结果表明,试验钢组织为临界区铁素体、贝氏体和马奥岛复相结构。一步过时效工艺下,随退火温度的增加,铁素体含量逐渐减少,贝氏体含量逐渐增加;高温淬火后配分处理的两步工艺下,试验钢发生了两次贝氏体转变,最终贝氏体含量更高,组织更加均匀且含有少量的残留奥氏体。在HQ&P工艺下,试验钢获得最佳的力学性能,即抗拉强度1005 MPa,伸长率26.1%。

淬火-配分-回火工艺处理钢的三体冲击磨损性能研究

研究了"淬火-配分-回火"(Q-P-T)工艺对20Si2Ni3钢三体冲击磨料磨损性能的影响。结果表明,随试验冲击能量从0.5 J增加到3.5 J,试样的磨损失重量先增大后减小,在2.5 J时出现峰;试样经Q-P-T工艺处理后的磨损失重量低于传统淬火回火(Q-T)工艺处理的试样,其主要磨损机制由犁削向应变疲劳转变;经Q-P-T处理的样品在磨损试验后的表面加工硬化层厚度明显高于经Q-T处理的样品。分析认为基体的高塑韧性及其在磨损过程中的形变强化和残余奥氏体的相变强化是Q-P-T工艺处理钢具有较好的抗冲击磨料磨损性能的原因。

配分温度对(B+M/A)X80大变形管线钢组织和性能的影响

采用热模拟方法,通过不同配分温度的HOP(Heating on-line partitioning)处理,使X80管线钢获得(B+M/A)复相组织和优良的变形能力。采用力学性能测试、材料显微分析和X射线衍射方法研究了在不同配分温度下(B+M/A)X80管线钢的组织演变规律,分析了显微组织对其力学性能的影响。研究结果表明,随着配分温度的升高,由于贝氏体板条宽化、位错密度降低、残余奥氏体含量增加和碳化物的粗化,导致实验钢的强度降低和塑性增加。当配分温度较高时,残余奥氏体稳定性和含量的降低是材料强度增加、塑性降低的显微组织因素。

老挝班康姆某矿床铜金矿石工艺特性研究

老挝班康姆某矿床位于老挝沙耶武里省巴莱县西南部,属于琅勃拉邦—黎府成矿带。前人已完成矿床铜、金资源量的预测,尚未对矿石工艺特性进行研究。本文利用化学分析、光学显微鉴定、X射线扫面电镜能谱分析、物相分析等方法,对该矿床铜金矿石的工艺特性进行了系统研究。研究确定矿石属原生硫化物型铜(伴生金)矿石,可选性好。选矿回收的目标元素为Cu、Au,品位分别为0.74%、0.94g/t。Cu主要以黄铜矿形式存在;Au主要以银金矿形式存在,以包裹金为主。黄铜矿为回收Cu、Au的目标矿物。当磨矿细度为-0.074mm占70%±之时,选矿试验得到Cu回收率90.8%、Au回收率63.5%,铜精矿产品达到国家二级标准。以上结果表明,矿石工艺矿物学研究对选矿试验具有良好的指导作用。

伴生金的工艺矿物学研究方法

本文讨论了开展伴生金工艺矿物学研究的一些新技术与方法 ,如相态分析法、工艺配分法、理想回收率计算法及金矿物粒度测定法等。上述方法可不同程度地适用于岩金乃至于砂金的工艺矿物学研究。

挖掘机斗齿用新型低合金耐磨钢热处理工艺参数的研究

研究了挖掘机斗齿用的新型低合金耐磨钢,利用淬火+C配分(Q&P)工艺进行了钢的热处理。利用Jmatpro软件模拟和奥氏体晶界侵蚀试验确定了奥氏体化温度。采用JSM-5610LV扫描电镜、JB-300B冲击试验机和D8 ADVANCE X射线衍射仪等手段,研究了等温淬火温度、配分温度对低合金耐磨钢组织和力学性能的影响,并分析了等温淬火温度对残留奥氏体含量的影响规律。结果表明:在试验条件下适宜的热处理工艺参数是:奥氏体化温度为870℃,等温淬火温度为320℃,配分温度为400℃;残留奥氏体含量在等温淬火温度为320℃时达到最大的体积分数(7.1%)。

淬火-配分-回火(QPT)钢的研究进展

针对先进高强钢研究中提出的淬火-配分-回火(QPT)工艺,从热处理、组织演变和碳配分过程综合介绍了高强QPT钢的研究进展,并从力学性能优化出发总结其基于微观组织调控的强韧化机制。基于上述强韧化机制,提出了高强QPT钢的优选的理想组织为几百纳米级的条状马氏体与薄膜状残余奥氏体,并以此为基体弥散析出细小的纳米级碳化物。研究人员在对低碳、中碳及高碳微合金钢进行QPT制备研究的基础上,也对新型QPT工艺及高强QPT钢的氢脆问题进行了探索,旨在使先进高强钢获得优异的强度、塑性、韧性和抗氢脆综合性能。对此最新进展进行了总结,并探讨了QPT钢基础研究和应用研究的重点方向。

淬火配分-深冷复合处理下NM300耐磨钢微观组织与性能研究

利用扫描电子显微镜、室温拉伸、室温冲击、往复式摩擦磨损实验等手段,研究了淬火配分-深冷复合处理对NM300低合金耐磨钢微观组织、力学性能及耐磨性能的影响。结果表明:经淬火配分-深冷复合工艺处理后,耐磨钢微观组织由马氏体/贝氏体、铁素体及残余奥氏体组成;相较于淬火配分处理,淬火配分-深冷复合处理提高了耐磨钢的抗拉强度、硬度和冲击韧性,强塑积达到17 GPa·%以上,冲击韧性提升了5.97%,耐磨性提升了29.0%。

Mn配分时间对低碳硅锰钢I&Q&P处理后组织与性能影响

通过I&Q&P(两相区退火+淬火+配分)处理工艺,采用场发射扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)等手段,研究了低碳硅锰钢中Mn元素的配分行为及其配分工艺参数对I&Q&P处理后组织与性能的影响。结果表明:经I&Q&P工艺处理,奥氏体化后并未消除I&Q工艺Mn配分效果,室温组织为板条状马氏体、残余奥氏体及少量块状马氏体。在相同配分温度下,随着配分时间延长,残余奥氏体含量是先增加后减小。材料抗拉强度总体呈现下降趋势;伸长率变化与残余奥氏体量的变化趋势基本一致。其综合性能最佳的强塑积可达29046.65 MPa·%。

残余奥氏体对新型高碳Q-P-T钢疲劳性能的影响

本文研究了残余奥氏体对Fe-0.65C-1.5Mn-1.5Si-0.6Cr-0.05Nb(wt%)淬火-配分-回火(Q-P-T)钢疲劳性能的影响。通过X射线衍射、扫描电子显微镜和透射电子显微镜表征了马氏体和残余奥氏体中微观结构的演变,包括不同循环周次下的体积分数和平均位错密度。与传统的淬火&回火(Q&T)钢相比,Q-P-T工艺使碳从过饱和马氏体配分到相邻的残余奥氏体中,从而保留更多的残余奥氏体。经Q-P-T处理后,钢的抗拉强度略有下降,但其伸长率与强塑积分别提高了287%和234%。与Q&T钢的疲劳极限为550 MPa相比,Q-P-T钢的疲劳极限达到了650 MPa,提高了100 MPa(18.2%)。高碳Q-P-T钢具有更高疲劳性能的机理主要源于两个方面:一是疲劳试验中存在残余奥氏体吸收位错效应(DARA效应),显著增强了马氏体基体的变形能力;另一方面是残余奥氏体相变产生的高硬度小尺寸马氏体的疲劳止裂效应。本工作证实了高碳Q-P-T钢在循环拉压载荷下存在DARA效应,进一步将该效应的应用范围从静载荷推广至循环变载荷。

0.2C-1.25Si-2.0Mn Q&P钢渗碳体的析出动力学分析

为研究Q&P(淬火-分配)钢临界区均热工艺对配分过程中渗碳体析出的影响,通过Avrami动力学方程对Q&P钢渗碳体析出的PTT(沉淀量-温度-时间)曲线进行了计算。通过热膨胀仪对Q&P钢进行了单相区退火、临界区退火,退火后淬火,并通过透射电镜检测室温下马氏体的衍射斑,计算马氏体的碳含量,以此推测高温下奥氏体中的碳含量。通过连续退火模拟机模拟了不同临界区退火的Q&P工艺。在扫描电镜下检测了析出渗碳体的尺寸,结合热处理工艺和渗碳体的熟化率计算了析出开始时间。由此得出了渗碳体析出体积分数5%的PTT曲线绝对位置。846℃均热的条件下鼻子点温度为300℃。811℃均热条件下,鼻子点温度上升至325℃,764℃均热条件下,鼻子点温度上升至400℃。在746~846℃均热,配分时间≤450 s的情况下,可以避免渗碳体的析出。

含3.5%Mn的超高强Q&P钢显微组织和力学性能

设计了新的Q&P钢成分0.2C-1.6Si-3.5Mn,研究了提高锰含量之后Q&P钢的组织及性能。对这一成分的冷轧薄板进行了Q&P工艺热处理,测定了不同配分时间下的力学性能和残余奥氏体体积分数,并通过SEM和TEM观察了显微组织。结果表明,Q&P钢的抗拉强度达到1366～1476 MPa,伸长率为11.1%～15.8%。显微组织主要为高位错密度的板条状马氏体和分布其间的薄膜状残余奥氏体,配分时间过长会有一些碳化物析出。随配分时间的延长,残余奥氏体的体积分数逐渐增加,其中的碳含量也增多。

贝氏体钢等温淬火和淬火-配分复合工艺

为了研究等温淬火和淬火-配分复合工艺对中碳高强贝氏体钢组织和力学性能的影响,采用组织观察、热模拟试验、X射线衍射分析和拉伸试验等手段,阐明等温淬火和淬火-配分复合工艺处理下的组织演变和性能变化。结果表明,等温淬火结合淬火-配分工艺可以细化粗大的块状马氏体/奥氏体岛,将粗大的马奥岛组织转化为薄膜状奥氏体和贫碳马氏体。与单独贝氏体相变或单独淬火-配分处理工艺相比,等温淬火结合淬火-配分复合工艺提高了中碳钢的力学性能。此外,与单独贝氏体相变或淬火-配分工艺相比,通过等温淬火和淬火-配分复合工艺可以获得更多碳含量较高的残余奥氏体。

I&Q&P工艺对C-Si-Mn-Nb双相钢显微组织和力学性能的影响

在CCT-AY-II连退模拟机上对在传统C-Si-Mn双相钢基础上添加了0.05%Nb的试验钢进行I&Q&P退火试验,研究了Nb元素及I&Q&P工艺对双相钢组织演变及力学性能的影响。通过金相显微镜、扫描电镜和X射线衍射等表征研究了350、450℃配分不同时间下(300、450、600 s)试验钢的显微组织和力学性能。结果表明,随着配分温度与配分时间的增加,组织中板条马氏体含量减少,铁素体增多;试验钢的抗拉强度呈现减小趋势,伸长率则相反。在450℃配分450 s时试验钢的强塑积最大,达20.48 GPa·%。

Q&P工艺对0.3C-1.35Mn-1.30Si钢力学性能的影响

研究了不同Q&P工艺参数对0.3C-1.35Mn-1.30Si钢力学性能的影响。结果表明:淬火温度主要影响马氏体的含量;配分温度与配分时间影响碳配分的程度,最终影响残留奥氏体的含量。微观组织的含量影响力学性能。伸长率的变化趋势与残留奥氏体量的变化趋势基本一致,Q&P钢的塑性主要与残留奥氏体的含量有关,残留奥氏体中的含碳量为1.2%～1.3%。