透射-电子背散射衍射技术表征双相钢中马氏体-奥氏体岛的相结构及晶粒取向

为研究高强度低屈强比双相钢中马氏体-奥氏体岛(M-A岛)的精细结构及晶粒取向差关系,利用自制的透射-电子背散射衍射(T-EBSD)样品台和透射电镜样品,在扫描电镜上完成了纳米级高分辨电子背散射衍射(EBSD)表征。通过优化工作电压、倾转角度、工作距离、探头距离、步长等参数,确定了最佳实验条件:工作电压为30kV,倾转角度为30°~38°,步长为15nm,最终获得了高质量的透射菊池花样,实现了微观组织的精细表征,将常规EBSD的分辨率提升了一个数量级。同时,利用透射电镜的高分辨透射电子显微术(HRTEM)进行了验证。EBSD分析结果表明,LYR690钢中M-A岛内部存在超细铁素体、铁素体与奥氏体混合相、残余奥氏体和马氏体等4种结构。残余奥氏体主要以两种形态存在:一种为数百纳米级别的独立晶粒,其与周边铁素体存在超过15°的大角度取向差;另一种为铁素体晶粒中分布的细微奥氏体结构,其与铁素体晶粒的取向差小于10°。

Mo含量及冷却工艺对低碳贝氏体钢组织与M/A岛的影响

为考察冷却工艺参数对低碳贝氏体钢组织和马氏体/奥氏体(M/A)岛的影响,利用热模拟试验机对不同Mo含量的低碳贝氏体钢进行研究。结果表明,随Mo含量增加,组织中板条贝氏体和M/A岛含量增多;增大冷速、降低终冷温度均能够细化组织,提高组织中板条贝氏体的含量及显微硬度;随着冷速的升高,M/A岛含量减少,由大颗粒的球形向细小的针状转变;终冷温度在410~350℃时,M/A岛含量和尺寸随终冷温度的降低逐渐减小,终冷温度降为330℃时,组织中短棒状M/A岛数量增多,M/A岛含量也开始增多。组织中的粒状贝氏体+板条贝氏体和其上分布的尺寸细小、形状规则的M/A岛是获得实验钢强度和韧性良好匹配的最佳组织类型。

X100管线钢中马奥岛精细结构表征及逆转变TEM原位分析

采用透射电镜(TEM)对X100高钢级管线钢中马奥岛(MA)组织的精细结构进行了分析,并采用原位观察的方法研究了加热过程中MA岛的逆转变行为。结果表明,X100管线钢中MA组织中的马氏体(M)由块状马氏体和孪晶马氏体组成,而残留奥氏体则由块状奥氏体和沿MA晶界分布的薄膜状奥氏体组成,两种组织在MA中交叉弥散分布。MA岛在加热过程中具有较高的稳定性,在400℃以下仅发生孪晶马氏体向马氏体的转变和MA内部碳元素的扩散。当加热温度在A_(c1)以上时,MA中的马氏体开始向奥氏体转变,在低于A_(c3)温度约30℃附近,MA岛完全转变为逆转变奥氏体组织。

M-A岛高温回火转变产物对核电SA508-3钢冲击韧性影响机制

利用SEM、TEM、XRD和EBSD等微观分析手段,研究了核电SA508-3钢马氏体(M)-残余奥氏体(A_(R))岛(M-A岛)高温回火转变对冲击韧性的影响机制。结果表明,正火态SA508-3钢中M-A岛呈块状,以A_(R)为主。M-A岛经650℃高温回火后,转变成铁素体和M_(3)C碳化物组成的析出相聚集区。沿析出相聚集区边缘分布的粗大M_(3)C易诱发裂纹萌生而发生解理断裂,导致SA508-3钢低温冲击韧性偏低。进一步研究表明,深冷或回火预处理将M-A岛转变成过渡产物,可改善正火态SA508-3钢650℃高温回火后析出相聚集区中M_(3)C的尺寸、形态和分布,进而在一定程度上提高了SA508-3钢低温冲击韧性,其中400℃预回火处理效果最佳。这是由于,经400℃预回火后,M-A岛中A_(R)将完全转变成细小的贝氏体,其内部具有高密度板条亚结构和渗碳体,为M_(3)C在析出相聚集区内均匀析出提供形核点;同时,400℃预回火也减少了M-A岛边缘位错密度和相变残余应力,避免了650℃高温回火过程中M_(3)C在原块状M-A岛边缘形核和迅速长大,有利于M_(3)C在析出相聚集区内均匀弥散分布。

回火对Si-Mn-Mo系贝氏体钢组织性能的影响

研究了淬火后不同温度回火对Si-Mn-Mo系贝氏体钢显微组织与力学性能的影响。结果表明,采用淬火后回火的工艺可以显著提高Si-Mn-Mo系贝氏体钢的强度和塑性。淬火后300℃回火与350℃回火,该钢的力学性能相差不大,而450℃回火后强度、硬度相对较低,韧塑性略有提高。组织观察表明,该钢为贝氏体铁素体和残余奥氏体(片状和块状M-A岛)的复合组织,适当温度回火可以促进块状M-A岛分解,增加板条铁素体含量,提高残余奥氏体的机械稳定性,进而稳定其组织性能。.

Cr-Mo-V耐热钢焊条电弧焊焊缝金属低温冲击韧性研究

本工作通过研究焊条电弧焊耐热钢多层多道焊缝金属焊态和热处理态下的微观组织与低温冲击韧性的关系,揭示低温冲击韧性出现低值及韧性不稳定的原因。通过-30℃的夏比冲击试验得到低温冲击吸收功,使用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱(EDS)等手段对材料的微观组织进行表征,结果表明:焊态试样中存在大量塑性差、脆硬的马氏体-奥氏体(M-A)组元,使得冲击韧性急剧下降;柱状晶区粗大的铁素体晶粒尺寸决定了起裂的早晚,直接决定冲击韧性的好坏;焊缝中不同类型的组织对韧性的影响不同:针状铁素体(AF)的冲击韧性最好,侧板条铁素体和晶粒边界铁素体次之,粗大块状铁素体的冲击韧性最差;连续分布的M-A和碳化物团簇产生应力集中,对韧性造成不利影响。

正火温度对G18CrMo2-6铸钢微观组织及力学性能的影响

研究了正火温度(850~1000℃)对G18CrMo2-6铸钢微观组织和力学性能的影响。结果表明,尽管正火温度不同,G18CrMo2-6钢的微观组织均为贝氏体铁素体(BF)和马氏体-奥氏体(M-A)岛组成的粒状贝氏体。随着正火温度的升高,粒状贝氏体中M-A岛的数量和尺寸先减小后增加,从而导致冲击吸收能量呈先上升后下降的趋势。当正火温度低于940℃时,随着正火温度的升高,M-A岛数量减少,C、Cr等元素扩散到BF中,使屈服强度升高。正火温度为940℃时,G18CrMo2-6钢的抗拉强度和冲击吸收能量最高,分别为942 MPa和28 J。正火温度进一步提高时,BF中位错减少,晶粒粗大,导致屈服强度下降。

硅在低碳合金钢中作用的研究(Ⅱ)——硅对低碳贝氏体钢组织和性能的影响

硅作为低碳贝氏体钢中的一种主要合金元素,在一定含量范围内可有效地提高钢中残留奥氏体量及其热稳定性和机械稳定性,从而使钢的强韧性得到改善。本文试验表明,随着硅含量增加,低碳贝氏体钢的强度和韧性呈先增加后降低的规律变化,在某一硅含量下强度和韧性同时达到最大。在冷却速度Vt=156℃/min时强度和韧性都达到最大的硅含量为1.62%;在Vt=7.5℃/min和0.9℃/min时硅含量为1.99%。由于硅含量和冷却速度不同,在低碳贝氏体钢中存在四类不同形态的M-A岛:第一类为全马氏体岛;第二类为全残留奥氏体岛;第三类为中心是马氏体外围是残留奥氏体的岛;第四类是外围是马氏体中心是残留奥氏体的岛。其中第二、三类M-A岛有利于提高钢的韧性。

回火对非调质SG钢组织和性能的影响

采用低频力学谱仪、扫描电子显微镜和透射电子显微镜并结合JMatPro软件分析了贝氏体型非调质SG钢在350°C回火后的组织及强韧化机制,分析其内耗与温度的关系曲线中Snoek峰、SKK峰及其微观形貌,探讨了贝氏体中铁素体的碳原子分布及析出行为、粒状贝氏体中岛状马氏体/奥氏体的分解规律.结果表明:未回火SG钢的Snoek峰强度极低,且贝氏体中铁素体的固溶碳原子含量较低;经350°C回火2 h后,SG钢的屈服强度最高.这是由于析出强化和位错强化共同作用的结果,其中分解出现的弥散碳化物Cr7C3相起到了主要作用.

合金钢中复相组织的彩色金相浸蚀方法

针对使用Lepera试剂进行合金钢彩色金相浸蚀容易失败的情况,对其具体操作步骤和注意事项进行了介绍和试验研究。结果表明:与普通金相浸蚀方法相比,该彩色金相浸蚀方法可以将合金钢中的马氏体/奥氏体岛组元、贝氏体组织和马氏体组织特征更为明显地显示出来,从而实现合金钢中复相组织的有效辨别。

轧制工艺和终冷温度对X100管线钢静态应变时效行为的影响

研究了轧制工艺和终冷温度对静态应变时效的X100管线钢组织和力学性能的影响。研究发现,采用控轧控冷(TMCP)的管线钢比弛豫析出控制(RPC)具有更好的应变时效抗性。这是因为控轧控冷比弛豫析出控制的管线钢在基体中存在更多的马氏体-奥氏体岛(M/A),使其拥有更多的可动位错,从而导致控轧控冷管线钢具有更高的应变时效抗性。

热轧双相钢动态连续冷却转变及微观取向分析

采用Gleeble1500热力模拟试验机对马氏体双相钢的形变奥氏体连续冷却转变曲线(CCT曲线)进行了测定,利用光学显微镜对组织进行了观察,利用电子背散射对微观取向进行了统计分析。结果表明,当冷速大于5℃/s时,有马氏体生成,随着冷却速度的增加,马氏体的含量增多,同时出现少量的贝氏体组织;当冷速为30℃/s时,其组织细小,岛状马氏体分布均匀,{111}纤维织构的体积分数异常增加。

回火温度对2.25Cr-1Mo-0.25V钢粒状贝氏体显微组织和力学性能的影响

利用纳米压痕仪,OM,SEM,TEM,XRD,EPMA等设备研究了加氢反应器用2.25Cr-1Mo-0.25V钢正火态粒状贝氏体组织及力学性能随回火温度的变化.结果表明,2.25Cr-1Mo-0.25V钢正火后得到由贝氏体铁素体、马氏体和残余奥氏体岛(M-A岛)组成的粒状贝氏体组织.纳米压痕测量结果表明,由于M-A岛中富集C,其硬度显著高于贝氏体铁素体.在回火过程中,M-A岛分解和贝氏体铁素体软化的综合作用导致了2.25Cr-1Mo-0.25V钢在-18℃的冲击功随着回火温度的升高先增加后减少.除了铁素体基体回复再结晶软化效应外,粒状贝氏体组织中硬相M-A岛回火转变程度以及析出碳化物形貌、尺寸和分布是影响2.25Cr-1Mo-0.25V钢冲击韧性的关键因素.

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。