配分时间对低碳高强Q&P钢组织及力学性能影响

在普通C-Mn-Si系Q&P钢的成分基础上,设计了一种低碳的Q&P钢种,并通过金相显微镜、场发射扫描电镜、X射线衍射仪和拉伸实验等对低碳Q&P钢的组织性能以及配分时间对低碳Q&P钢组织性能的影响进行了研究。结果表明:实验用钢经过Q&P处理后,在配分时间为30 s时得到最佳的力学性能,抗拉强度为1340 MPa,伸长率为20%,强塑积达到最大26800 MPa·%;随配分时间的延长,抗拉强度和伸长率均逐渐降低;残余奥氏体含量在配分时间为30 s时达到最大值9.3%,随配分时间的延长,残余奥氏体量逐渐降低。

I&Q&P工艺下碳配分时间对0.12C-1.33Mn-0.55Cu钢性能和组织的影响

采用场发扫描电镜和X射线衍射仪研究了I&Q&P工艺中合金元素配分后不同碳配分时间对0.12C-1.33Mn-0.55Cu钢组织演变、力学性能和残余奥氏体含量的影响。结果表明:实验用钢经双相区保温后,合金元素Cu、Mn有明显的配分效果;与Q&P处理相比,I&Q&P处理钢抗拉强度虽略有下降,但强塑积提高了6 517MPa·%;在双相区Cu、Mn元素配分后,随着碳配分时间的不断增加,马氏体板条缠结减少且逐渐变的条理清晰,随后出现回火马氏体,并有渗碳体的析出,钢的抗拉强度逐渐减小,伸长率则先增大而后减小,配分时间到90s时,强塑积达到最大为25 861MPa·%;在不同的配分时间下,钢的伸长率变化趋势与残余奥氏体含量的变化趋势基本一致。

配分时间对Q&P钢力学性能及显微组织的影响

设计了一种中碳中锰Q&P(Quenching and partitioning)钢,基于热力学平衡理论计算分析了其相变过程,通过扫描电镜(SEM)、背散射电子衍射(EBSD)和透射电镜(TEM)研究了实验钢经不同热处理后的微观组织,测试了其力学性能,并采用X射线衍射仪(XRD)进一步分析了拉伸断裂前后残留奥氏体含量的演变规律。结果表明:室温下实验钢微观组织为板条状马氏体和弥散分布的残留奥氏体;残留奥氏体主要存在于马氏体板条之间和原始奥氏体晶界处;随配分时间延长,抗拉强度逐渐降低,延伸率呈现升高趋势;试样拉断后,断口处残留奥氏体含量在3.5%~4.5%之间,明显低于拉伸前的含量(6.94%~10.78%),说明大部分残留奥氏体在拉伸过程中发生了TRIP效应,提高了实验钢的塑性。

Cu配分时间对I&Q&P处理钢组织性能影响

通过I&Q(两相区退火+淬火)和I&Q&P(两相区退火+淬火+配分)热处理工艺,采用EPMA、SEM和XRD等手段,研究含Cu低碳钢Cu配分行为及不同配分时间对组织性能的影响。结果表明,在双相区保温过程中,试验钢的C、Cu和Mn三种元素均从铁素体向奥氏体中配分,且Cu元素配分效果明显。经I&Q&P工艺处理的钢的组织是板条马氏体和残余奥氏体,随着Cu配分时间增加,原始晶粒尺寸变大,马氏体组织变大、板条变粗。随着Cu配分时间增加,钢的抗拉强度逐渐减小,伸长率先增加后减小。残余奥氏体体积分数的变化趋势和伸长率的变化趋势基本一致,在配分时间为40 min时,残余奥氏体体积分数和伸长率达到最大值,此时材料综合力学性能最佳,抗拉强度为1076 MPa,强塑积达到26254.4 MPa·%。

低碳Si-Mn系Q&P钢不同配分时间的热处理工艺

采用CCT-AY-Ⅱ热处理连退模拟机,研究了不同配分时间下,两相区退火温度淬火和碳再分配热处理工艺对低碳硅-锰系Q&P钢的显微组织、精细结构、力学性能及残留奥氏体含量的影响。结果表明,采用不同配分时间的两相区连续退火的Q&P工艺室温组织为板条马氏体、铁素体、薄膜状或块状残留奥氏体;随配分时间的增加,钢的抗拉强度和残留奥氏体含量呈下降趋势,伸长率和强塑积呈上升趋势;当配分时间为300 s时,试验钢抗拉强度达到1000 MPa,其伸长率为27.3%,强塑积高达27 300 MPa.%。

配分时间对低碳热轧F-Q&P钢组织性能的影响

基于合金减量化原则,热轧后采用以超快冷技术为核心的两相区弛豫-淬火配分(F-Q&P)工艺技术,借助OM、SEM、TEM、XRD和室温拉伸等试验手段,研究了配分时间对试验钢组织性能的影响。研究表明:随着配分时间延长,铁素体体积分数逐渐增加,残余奥氏体含量先增加后降低,马氏体的体积分数逐渐减小;抗拉强度降低,伸长率增加,强塑积增加,屈强比较低为0.55~0.60,n值较高为0.14~0.18。配分时间对各相的体积分数、形貌、分布和析出行为有影响。30 s配分的试验钢,组织中较多的细长条马氏体、细小铁素体和薄片状残余奥氏体提高了材料的位错密度和均匀变形能力,表现出最优的综合性能。

不同配分时间对低碳热轧Q&P钢组织性能的影响

基于合金减量化原则,应用热轧+超快冷+配分热处理一体化工艺技术制备了高强塑积的低碳热轧Q&P钢,借助光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)和室温拉伸试验等研究了配分时间对试验钢组织性能的影响。结果表明:随着配分时间增加,试验钢组织中的条状马氏体逐渐增多,残留奥氏体体积分数先增加后减少,碳化物析出增加;其抗拉强度和屈服强度减小,伸长率和强塑积先增加后减小,这是残留奥氏体含量和碳化物析出综合作用的结果;屈强比先减小后增加,加工硬化率(n值)先增加后减小。配分30 s的试验钢,综合力学性能最好,残留奥氏体体积分数最多为11.5%,抗拉强度为1093 MPa,伸长率为21.5%,屈强比最低为0.63,n值最高为0.13,强塑积最高为23.50 GPa·%。

配分时间对Q&P钢组织及性能的影响

在传统C-Mn-Si钢的基础上,采用在线热处理,并通过光学显微镜、扫描电镜、拉伸试验等对一步淬火配分处理后试验钢的微观组织及力学性能进行了研究,且讨论了配分时间对材料组织性能的影响。结果表明:试验钢组织由板条马氏体和残留奥氏体组成,随着配分时间的增加,也有少量贝氏体生成,残留奥氏体含量先上升后下降,马氏体的板条组织逐渐模糊并软化;抗拉强度和屈服强度都逐渐降低,伸长率先升高后降低。配分30 s时综合性能最佳,抗拉强度为989 MPa,伸长率为23.5%,强塑积达到23.24 GPa·%。

碳配分时间和锰含量对VC_p增强耐磨合金奥氏体含量和性能的影响

研究了等温碳配分时间和锰含量对VCp增强复合耐磨合金中残留奥氏体含量、宏观硬度以及冲击韧性及耐磨性的影响。研究结果表明,碳配分时间和锰含量对耐磨合金中硬质相的析出影响不明显,而对复合耐磨合金残留奥氏体含量、硬度、冲击韧性和耐磨性能等组织和力学性能有明显的影响。当Mn含量较低时,初始奥氏体含量较低,随着碳配分时间增加,耐磨合金中残留奥氏体含量增加,硬度减小,冲击韧性提高。当Mn含量较高时,则初始奥氏体含量较高,随着碳配分时间增加,耐磨合金中残留奥氏体含量因分解而减少,硬度逐渐提高,冲击韧性减小。而合金的耐磨性能与其硬韧积呈正相关。

配分时间对低碳热轧F-Q&P钢组织和性能的影响

采用二辊可逆轧机,研究了弛豫-淬火配分(F-Q&P)工艺中配分时间对试验钢组织及力学性能的影响。研究表明,在弛豫-淬火配分(F-Q&P)工艺下,试验钢的组织主要以多边形铁素体、板条马氏体和残留奥氏体组成;当配分时间延长,试验钢的强度降低,屈强比先降低后升高,伸长率增加,加工硬化指数n值和残留奥氏体含量先增加后下降。进行60 s配分后,试验钢有最低的屈强比和最高的n值,分别为0.62和0.12,抗拉强度和伸长率分别为1090 MPa和19.0%,力学性能最佳。

配分时间对0.16C-1.8Mn-1.5Si钢组织与性能的影响

采用扫描电镜和X射线衍射仪研究了配分时间对0.16C-1.8Mn-1.5Si钢组织演变、力学性能和残留奥氏体含量的影响。结果表明,经Q&P工艺处理后,随着配分时间的不断增加,试验钢的淬火马氏体转变为回火马氏体,渗碳体逐步析出;抗拉强度逐渐减小,伸长率先增大后减小;在配分时间为120 s时,抗拉强度为1012 MPa,伸长率最大值达到23%,强塑积最大达到23 276 MPa·%,残留奥氏体量达到最大值为14.4%;在不同的配分时间下,钢的伸长率变化趋势与残留奥氏体量的变化趋势基本一致,拉伸断口形貌具有典型的韧性断裂特征。

配分温度和时间对22SiMnCrNi2Mo钢组织和性能的影响

本文通过拉伸试验、显微组织观察以及物相分析等方法,研究了配分温度和配分时间对22SiMnCrNi2Mo钢抗拉强度与断后伸长率的影响。结果表明,淬火配分后组织主要为板条状马氏体和少量残余奥氏体。随着配分温度的升高,抗拉强度显著降低,断后伸长率先提高后降低;随着配分时间的延长,抗拉强度降低,而伸长率提高。

两相区配分时间对IQ&P钢组织与性能的影响

以含Cu低碳钢为研究对象,利用SEM、EPMA和拉伸试验研究了两相区配分时间对其组织演变、元素配分以及经IQ&P处理后力学性能的影响,并利用Dictra软件对元素配分行为进行了动力学计算。结果表明,IQ处理后试验钢中的块状马氏体形成于原铁素体区域;随两相区配分时间延长,粒状马氏体数量减少,板条状马氏体之间的间距减小。检测和计算结果的对比显示,C、Mn、Cu 3种元素的相对配分速率与计算结果一致,但实际配分速率低于各自的计算结果。随两相区配分时间延长,经IQ&P处理后试验钢的抗拉强度先增加后减小,而伸长率持续减小;在600 s时达到较好的强塑性匹配,强塑积为16963.24 MPa·%。

汽车用低碳热轧Q&P钢的组织性能测试及研究

基于汽车轻量化原则,通过热轧后的超快冷与配分热处理技术得到了强韧性优异的980 MPa级热轧Q&P钢,研究了配分时间对其组织与性能的影响。研究表明:随着配分时间增加,钢中马氏体体积分数逐渐减少,抗拉强度由1016 MPa降低至938 MPa,伸长率由19.0%增加至24.5%,屈强比较低在0.6左右,n值较高为0.16~0.18,强塑积较高在20 GPa•%左右。当配分时间为30 s时,得到的残余奥氏体较多,其抗拉强度较高为987 MPa、伸长率为24.0%,但其屈强比最低、n值和强塑积最高,综合力学性能最好。

低碳Si-Mn系DQ&P钢组织演变模拟研究

以低碳Si-Mn钢为研究对象,采用直接淬火-配分工艺,研究了不同变形温度和配分时间对组织演变行为的影响.结果表明,Q&P钢典型组织由马氏体、铁素体和少量残余奥氏体组成.其中马氏体呈现板条马氏体、孪晶马氏体等特征.随着配分时间的延长,显微组织呈现回火转变趋势.当变形温度为950℃和880℃时,残余奥氏体体积分数先增加后减少,均在配分150 s时达到最大值,分别为9.1%,10.1%.当变形温度在820℃时,由于先共析铁素体的存在易于获得较多的残余奥氏体,体积分数高达11.9%,并且残余奥氏体中平均碳含量相对较低.

一步QP处理低碳中锰钢的微观组织和力学性能

对低碳中锰钢进行了一步QP工艺处理,获得了铁素体、回火马氏体、新生马氏体和残余奥氏体的混合组织,采用SEM、XRD和拉伸试验机研究了配分时间对试验钢的显微组织和力学性能的影响。结果表明:抗拉强度和伸长率都是随着配分时间的延长先升高后降低。试验钢的抗拉强度主要受回火马氏体的回火程度和新生马氏体的数量以及碳含量共同影响,配分20 min时达到最佳平衡状态,试验钢的抗拉强度达到最高,为1712 MPa。试验钢的伸长率主要由残余奥氏体的含量决定,配分20 min时残余奥氏体含量最高,获得最大伸长率9.8%。

热轧Q&P钢的热处理试验研究

Q&P钢做为第三代高强度高塑性钢的代表,以低成本,高强塑积为突出特点。本文通过对热轧Q&P钢成分设计和热处理实验,分析了缓冷温度和配分时间工艺参数对Q&P钢的组织演变和力学性能变化规律的影响。结果表明缓冷段可以引入铁素体组织,提高Q&P钢塑性,随着缓冷温度的升高,抗拉强度逐渐降低,延伸率逐渐降低,缓冷温度为700℃较为合理,热轧Q&P钢抗拉强度达700MPa,延伸率达16%。随着配分时间的加长,抗拉强度逐渐降低,延伸率逐渐降低,配分时间120s较为合理,热轧Q&P钢抗拉强度达650MPa,延伸率达23%。

碳元素配分行为对高强韧Q&P钢组织性能的影响

第3代先进高强钢中,显微组织由“奥氏体+马氏体”构成的Q&P钢最具有研发潜力。为了缩短制备工艺流程,碳元素配分机制仍需深入研究。对0.2C-1.5Si-2.0Mn系试验钢进行了“两相区淬火+配分”的热处理,并利用SEM、TEM、XRD和拉伸试验机等先进设备,研究了配分时间对试验钢板显微组织演变和力学性能的影响规律,揭示了碳元素低温配分机制。试验结果表明:当配分时间为30 s时,试验钢板的最大抗拉强度为1297 MPa;当配分时间为60 s时,试验钢板的断后伸长率达到最大值(16.7%),此时其强塑积达到最大值(21.2 GPa·%)。随配分时间的延长,残余奥氏体的体积分数呈先上升后降低的趋势;在配分时间为60 s时,残余奥氏体体积分数最大(16.7%),试验钢板综合力学性能最优,这也说明残余奥氏体的体积分数是影响Q&P钢强塑性的主导因素。

淬火-配分热处理对球墨铸铁组织与性能的影响

利用中频感应熔炼炉制备了球墨铸铁,采用X-ray衍射仪、光学显微镜、场发射扫描电镜和电子万能试验机分别研究了配分时间对球墨铸铁的微观结构、组织形貌和力学性能的影响。结果表明:淬火无配分的球墨铸铁由马氏体和残留奥氏体组成。随着配分时间的增加,奥氏体发生回火转变和等温淬火转变两个过程。配分时间较短时,球墨铸铁的奥氏体含量增加,在配分时间为10 min时达到最大值。配分时间进一步增加,奥氏体由于分解为下贝氏体和碳化物含量逐渐降低。同时球墨铸铁的抗拉强度和伸长率随着配分时间的增加也发生非单调的变化。配分时间为120 min时,抗拉强度达到最大值,约为1503 MPa;伸长率在配分时间为60 min时达到最大值,约为2.61%。

淬火-配分钢中残留奥氏体的演变及其对性能的影响

设计了一种含Cr型淬火-配分钢,利用热力学平衡原理计算了最佳淬火温度,研究了配分时间对微观组织演变和力学性能的影响。运用SEM和EBSD技术表征和统计分析了残留奥氏体的演变规律。试验结果表明:随淬火温度的升高,室温下残留奥氏体含量呈现先升高后降低的变化趋势,在205℃时达到最高值;随配分时间的延长,抗拉强度呈现降低的趋势,当配分时间由30 s延长到90 s,抗拉强度降低了165 MPa,而伸长率则呈现先升高后降低的趋势,在配分时间为60 s时,达到最高值17.5%;随配分时间的延长,残留奥氏体的含量呈现先增加后降低的趋势。经880℃×5 min淬火至205℃+400℃×30 s处理后,残留奥氏体(111)_γ与马氏体(110)_α取向平行,符合K-S关系。