高碳珠光体钢形变后的微观组织及力学性能研究

研究了高碳珠光体T8钢在ECAP处理后的显微组织和力学性能。结果表明,利用多道次ECAP温变形能够使高碳珠光体钢组织呈现超微细化效果。复相组织中亚纳米级铁素体相纳米压痕杨氏模量和硬度分别为203 GPa和4.4 GPa。当纳米压痕深度超过100 nm后,杨氏模量对基底效应敏感度较低,而纳米压痕硬度出现较为明显的基底效应。

Al元素对高碳珠光体钢连续缓慢冷却相变行为的影响

结合试验与热力学、动力学计算,研究了在缓慢冷却条件下Al合金化对C-Si-Cr-Mn系高碳钢珠光体转变行为的影响。结果表明,在锻造后空冷条件下,不添加Al和添加1.5%Al的试验钢室温组织均为珠光体和少量马氏体,与Al-free钢相比,添加1.5%Al的试验钢的珠光体片层间距为130nm,细化了约20nm,维氏硬度HV1降低了约56。结合热力学和动力学计算结果可知,Al元素的添加可以提高试验钢的珠光体转变温度及缩短珠光体转变时间,增大了奥氏体向珠光体转变的自由能,促进珠光体形成的同时也起到细化珠光体片层间距的作用。

Nb对高碳钢珠光体球化的影响

设计了2种不同Nb含量的高碳珠光体钢(0.025Nb和Free-Nb),采用光学显微镜、扫描显微镜、透射电镜和硬度测试仪对两种试验钢珠光体球化前后的显微组织进行了观察和球化后的硬度进行了测量。结果表明:Nb元素可以细化高碳珠光体钢的片层间距,相同条件下具有更多的铁素体-渗碳体界面,在球化退火的第一阶段提供大量的位错和亚晶界使片状珠光体快速熔断,同时也给第二阶段碳的扩散提供高速扩散通道;细小的片层间距缩短了碳和合金元素的扩散距离,使球化转变速度加快,促进了高碳珠光体的球化。Nb元素的添加获得了细小片层间距以及更多的合金碳化物使试验钢的初始硬度偏高,球化退火前4 h硬度值下降幅度较大,球化退火4 h后对试验钢硬度的影响不大。