钢中回火马氏体碳化物析出形态

使用透射电镜系统地研究了低、中、高碳合金钢中马氏体回火时碳化物的析出形态。结果表明，低、中碳回火马氏体中碳化物主要以交叉（多重变态），分布为主，但也有单一排列的碳化物，高碳回火马氏体中既可看到交叉碳化物分布组态，也可看到单一方向分布组态，大部分单一排列组态的碳化物与马氏体孪晶并无直接关系。

无碳化物贝氏体/马氏体复相钢的新进展

所研制的具有稳定残留奥氏体薄膜的无碳化物贝氏体 /马氏体复相钢 ,出现第一类回火脆性的温度范围提高到 370℃以上。由此可以通过提高回火温度改善钢的韧性 ,降低钢的氢脆敏感性。经 36 0℃回火后 ,所研钢的σb 为 15 80MPa,AKU为 81J ,该钢的KISCC值超过 5 0MPa·m1/ 2 。

Mn-Si-Cr系无碳化物贝氏体/马氏体复相高强钢的研究进展

无碳化物贝氏体/马氏体复相高强钢具有比同等强度马氏体钢更优异的韧性和塑性,被广泛应用到轨道交通、机械、建筑等领域。文章概述了低成本Mn-Si-Cr系无碳化物贝氏体/马氏体复相钢近年来在合金化设计、工艺设计、微观组织、强韧化机理、强塑化机理、延迟断裂及疲劳性能等方面取得的研究成果。特别介绍了近年来笔者在BQ&P工艺处理CFB/M复相钢方面的工作进展,经过BQ&P处理之后,CFB/M复相钢显示了更优异的强度、塑性、韧性和疲劳性能的匹配。最后简单介绍了Mn-Si-Cr系无碳化物贝氏体/马氏体复相钢在不同领域的应用情况,特别是其在重载高速铁路领域的应用现状和前景。

无碳化物贝氏体/马氏体复相钢的强韧性

探讨了回火温度对低碳Mn-Si-Cr钢的空冷无碳化物贝氏体/马氏体复相组织及水淬马氏体组织强韧性的影响。试验表明:经中温回火的空冷无碳化物贝氏体/马氏体复相组织具有较高的强韧性,且中温回火的无碳化物贝氏体/马氏体复相组织的J积分断裂韧度需用J_(1C)来表征。经360℃火后,空冷无碳化物贝氏体/马氏体复相组织的强韧性为σ_(0.2)=1355 MPa,σ_b=1600 MPa,δ_5=13.5％,φ=56.2％,A_K=81 J,相同钢的水淬马氏体组织的强韧性为σ_(0.2)=1350 MPa,σ_b=1617 MPa,δ_5=14.1％,φ=59.5,A_K=67.5 J。其原因在于中温形成的无碳化物贝氏体具有较高的回火抗力,而无碳化物贝氏体中的热稳定性较高的富碳膜状残余奥氏体使钢呈现较高的韧性。

钙对空冷无碳化物贝氏体/马氏体钢25Mn2SiCrCa组织性能的影响

研究了添加微量钙0.006%对新型高强高韧空冷无碳化物贝氏体/马氏体钢25Mn2SiCrCa组织和性能的影响。结果表明,微量钙的加入不会改变实验钢的无碳化物贝氏体/马氏体组织,且对钢的强度、硬度和冲击韧性影响不大。但是,经340℃以下中低温回火后0.006%钙的加入显著降低钢的氢脆敏感性,提高钢的抗延迟断裂性能。微钙钢25Mn2SiCrCa经280℃回火后,氢脆敏感性指数由不含钙钢25Mn2SiCr的53%降至27%,经340℃回火后,氢脆敏感性指数从25Mn2SiCr的48%降至17%。

无碳化物贝氏体/马氏体复相钢晶粒细化研究

在获得无碳化物贝氏体／马氏体复相钢奥氏体晶界侵蚀方法的基础上，利用电致加热循环淬火方法对无碳化物贝氏体／马氏体复相钢进行组织超细化处理，研究了奥氏体化温度、加热速率、循环次数和保温时间对钢的组织和原奥氏体晶粒的影响。实验结果表明：以100℃/s的加热速度加热到910—920℃淬火，循环3次，前两次淬火不保温，最后一次保温30s，可得到平均晶粒度为3．2μm，超高周疲劳性能优异的超细化无碳化物贝氏体／马氏体复相钢。

含Nb无碳化物贝氏体/马氏体钢的组织与性能

研究了TMCP和回火工艺参数对含Nb无碳化物贝氏体/马氏体钢组织与力学性能的影响。结果表明,轧后空冷可获得超高强无碳化物贝氏体/马氏体复相钢,屈服强度高于1000 MP,抗拉强度高于1800 MP;贝氏体含量略高,钢的回火稳定性较好。空冷有利于微合金元素Nb第二相粒子析出,发挥细晶强化作用,提高钢的强韧性。回火过程中,随着回火温度的升高,抗拉强度逐渐降低,冲击性能呈现"W"型变化趋势。350~400℃回火时,强韧性最优,450℃回火时,发生回火脆性。

新型含碳化物马氏体球墨铸铁的热处理工艺

设计了一种新型含碳化物马氏体球墨铸铁材料,并对该材料进行了不同奥氏体化温度的热处理。结果表明：经不同温度奥氏体化后,新型铸铁的组织均为细针状马氏体＋孤立分布的硼-铬碳化物＋球状石墨组织。奥氏体化温度在820～890℃范围变化时,随奥氏体化温度的升高,该铸铁的硬度增大,冲击韧度减小;奥氏体化温度高于890℃时,硬度和冲击韧度均减小。奥氏体化温度为890℃时,试验铸铁硬度和冲击性能达到良好的匹配。

奥氏体化温度和空冷速率对CFB/M复相钢组织和性能的影响

通过Formaster-F热膨胀仪和Gleeble-1500热/力模拟试验机分别模拟了奥氏体化温度为910℃和960℃时不同直径的无碳化物贝氏体/马氏体(CFB/M)复相钢圆棒在空气中的冷却速率,采用光学显微镜和扫描电镜分析了奥氏体化温度和冷却速率对CFB/M复相钢显微组织的影响,测定了CFB/M复相钢的硬度和冲击韧度值。结果表明,在空冷条件下,随圆棒直径增大,CFB/M复相钢的组织由无碳化物贝氏体+马氏体转变成铁素体+无碳化物贝氏体,硬度随之降低,但冲击功却显著增加。提高奥氏体化温度,可抑制铁素体析出,使CFB/M复相钢在更大的冷速范围内获得强韧性好的CFB/M复相组织。

Nb微合金化CFB/M复相钢的晶界遗传性

实验研究了Nb微合金化无碳化物贝氏体/马氏体(CFB/M)复相钢高淬高回试样在正常温度奥氏体时出现混晶现象的原因。发现Nb微合金化无碳化物贝氏体/马氏体(CFB/M)复相钢存在晶界遗传现象。出现晶界遗传的原因在于再次奥氏体化过程中在原晶界处新形核的奥氏体分属于两个原奥氏体晶粒,并且不能跨越原晶界合并或长大所致。

1080MPa级无碳化物贝氏体精轧钢筋抗延迟断裂性能实验研究

通过优化成分和工艺设计,研究人员研制出一种新的1080MPa级高强精轧钢筋。采用恒载荷拉伸(FIP)实验对其抗延迟断裂性能进行了研究,并与粒状贝氏体组织的精轧钢筋进行了对比。结果表明,1080MPa级高强精轧钢筋的抗延迟断裂性优于粒状贝氏体组织的精轧钢筋。鉴于二者组织类型不同,无碳化物贝氏体有优于粒状贝氏体的抗延迟断裂性能,因此,优化显微组织是提高钢筋抗延迟断裂性能的重要手段。

Nb微合金化CFB/M复相钢组织遗传的消除工艺

研究了Nb微合金化无碳化物贝氏体/马氏体(CFB/M)复相钢的组织遗传现象及其消除工艺。试验发现,将Nb微合金化CFB/M复相钢以10℃/min速度升温和到温装料(约150℃/min)两种加热速率下均出现明显的组织遗传现象。等温退火与完全退火处理均能有效消除该复相钢的组织遗传现象,其中等温退火最为简便且有效。另外,研究发现高温回火不能消除Nb微合金化CFB/M复相钢的组织遗传现象。