表面喷丸及退火处理对Fe-30Mn-3Al-3Si TWIP钢组织与性能的影响

为实现强韧化,对Fe-30Mn-3Al-3Si TWIP钢进行了表面喷丸及退火热处理。采用金相显微镜、X射线衍射仪和透射电子显微镜等手段分析了喷丸以及喷丸结合退火处理对TWIP钢显微组织结构的影响,并利用显微维氏硬度计和万能材料试验机对原始样品、喷丸以及喷丸结合退火处理样品的硬度分布、力学性能及加工硬化行为进行了研究。分析结果表明,喷丸可在TWIP钢表面引起强烈的塑性变形,并形成包含60~100 nm大小的位错胞块的强烈形变层和包含微纳尺度形变孪晶结构的过渡层。该纳米-微米尺度的晶粒尺寸梯度结构可以将TWIP钢表面强烈形变层的硬度显著提升至366 HV0.1,并在残余压应力联合作用下使试样的屈服强度提升至485 MPa,均远高于初始样品的对应值。但受喷丸引起的表面粗糙和强烈形变层纳米晶塑性低的影响,其断后延伸率仅为41.8%。退火处理后,喷丸样品中的形变组织发生回复与再结晶,其中强烈形变层位置的再结晶晶粒尺寸为1~3μm,硬度也降低至215 HV0.1。所形成的微米-微米尺度晶粒尺寸梯度结构试样的屈服强度降低至261 MPa,但延伸率增加至65.3%。晶粒尺寸梯度结构有助于增加TWIP钢屈服与抗拉强度,但不利于延伸率的提升。

Fe-30Mn-5Al TWIP钢的拉伸变形行为

在保证Fe-Mn-Al-Si系TWIP钢原有性能的基础上,为了消除Si对钢表面镀锌的不利影响,根据层错能计算方法以及钢的奥氏体稳定区与成分的经验解析方程,设计了Fe-30Mn-5Al单相奥氏体TWIP钢。采用万能实验机对其进行室温拉伸实验并对实验后的试样进行了背散射电子衍射分析(EBSD),研究了Fe-30Mn-5Al钢的拉伸变形行为。结果表明:Fe-30Mn-5Al奥氏体TWIP钢的层错能为50.35 mJ/m^(2),固溶后的Fe-30Mn-5Al钢,在室温拉伸过程中,形成了大量形变孪晶,抗拉强度达到800 MPa,拉伸延伸率高达100%,兼具优异的强度和塑性。

激光熔覆制备Fe-30Mn-xCu合金的性能研究

为了进一步探究骨植入物用可降解金属铁锰合金的降解行为,采用激光熔覆技术制备Fe-30Mn-xCu(x=0,4%,6%,8%,10%,12%,质量分数)可生物降解骨替代合金,并通过光学显微镜、扫描电镜及其附带的能谱仪、X射线衍射仪、显微硬度计、电子万能试验机、高温摩擦磨损试验仪和电化学工作站等探讨了铜含量的变化对合金微观结构、力学性能及生物降解行为的影响。结果表明:铜的含量对合金的晶粒尺寸、硬度、强度、摩擦磨损性能、降解速率的影响均较大。随着铜含量的升高,晶粒尺寸减小,硬度上升,极限抗压强度上升,耐磨性先增强后减弱,降解速率先增加后下降,在10%铜时,耐磨性最好,铜含量6%时,降解速率最大。

30Mn水淬钢调质热处理工艺的研究

测定了30Mn钢的CCT曲线和淬透性。研究表明,当冷却速度大于60℃/s时,能得到50%以上的马氏体组织,淬透性能满足Φ245mm×13.84mm以下油井管的要求。在此基础上研究了不同的回火温度、回火保温时间、淬火温度和淬火保温时间对30Mn钢组织性能的影响规律,制订了实验室条件下的调质热处理工艺,并进行了试验研究。结果表明,经此调质工艺处理后,材料的力学性能达到了API5CT标准要求。作为水淬钢种,30Mn钢可用来生产N80Q钢级的油井管。

Fe30Mn5Al合金氧化改性层的电化学腐蚀性能

将Fe30Mn5Al合金在800℃空气中循环氧化160h,在氧化层与基体之间获得厚度约为15μm的贫Mn,富Fe铁素体层,研究氧化改性贫Mn层对Fe30Mn5Al合金电化学腐蚀性能的影响。结果表明:在1mol·L-1 Na2SO4溶液中,与原始合金相比,贫Mn层的阳极极化曲线呈自钝化,自腐蚀电位Evs SCE从-750mV提高至-130mV,钝化电流密度ip从310μA/cm2下降至29μA/cm2;电化学交流阻抗谱(EIS)的容抗弧直径及|Z|值增加,相位角平台变宽,利用等效电路Rs-(Rt//CPE)拟合的极化电阻Rt由2.7kΩ·cm2增至9.9kΩ·cm2;贫Mn层比合金基体具有更好的抗蚀性能。

抽油杆用钢30Mn2SiV拉伸脆断原因分析

利用扫描电镜研究了30Mn2SiV非调质抽油杆用钢拉伸脆断的原因。结果表明：由于经过轧制后棒材组织产生了内外组织不均匀,即心部组织为铁素体+珠光体和少量上贝氏体的混合组织,而外部则生成大量的上贝氏体组织,晶粒尺寸和形状也变得不规则是造成试样发生脆断的原因。内外组织不均匀是对该钢轧制过程监控不严,内外组织冷却程度不同而造成的。

用相对衰减系数无损表征30Mn2SiV钢的显微组织

采用超声波检测技术无损区分材料不同组织状态的研究近年来已成为热点,以经控轧控冷工艺生产的30Mn2SiV非调质D级抽油杆用钢为对象,采用水浸线聚焦检测技术,借助超声波频谱分析方法,以相对衰减系数为无损表征参量,研究了棒材多相混合组织状态与相对衰减系数之间的关系。结果表明:该钢相对衰减系数值分布规律从大到小排列为含大量上贝氏体组织、片状珠光体+铁素体组织、珠光体球化组织。

温形变工艺对30Mn2V非调质钢显微组织的影响

研究了 3 0 Mn2 V钢在 70 0～ 80 0℃范围内平面应变压缩变形时组织的变化规律。结果表明 ,在合适的温形变工艺条件下 ,可诱导铁素体析出 ,显著细化铁素体晶粒 。

亚温正火对非调质钢30Mn2V组织和性能的影响

试验结果表明 ,在亚临界区加热 ,缓慢冷却 ,非调质钢 3 0Mn2V中铁素体含量增多且不出现粒状贝氏体组织 ,可使室温冲击韧性大幅度提高。

30Mn2钢焊接裂纹的研究

通过对 30 Mn2钢焊接时产生的裂纹进行全面的检验及分析 ,结果表明材质的微量元素控制不当、显微魏氏组织及夹杂物的存在都是造成裂纹的主要因素。

淬火和回火温度对30MnSi钢筋组织与性能的影响

采用高强钢筋热处理生产线对30Mn Si热轧盘条钢筋进行在线感应淬火和回火处理,研究淬火和回火温度对其组织与性能的影响。结果表明,随着淬火温度的升高,钢筋的力学性能呈先增大后降低的趋势。随着回火温度的升高,钢筋的抗拉强度逐渐降低,伸长率变化不大。

铸态30Mn钢热变形过程中的动态再结晶行为

基于铸辗复合成形工艺,研究了铸态30Mn钢在变形温度为950-1150℃,应变速率为0.1、0.5和1 s-1时的热压缩变形中的动态再结晶行为。结果表明,在不同应变速率条件下,当形变温度高于1000℃时,所有试样都能发生动态再结晶。铸态30Mn钢动态再结晶激活能为305.83 k J/mol;临界应变与峰值应变的比值为0.57,临界应力与峰值应力的比值为0.90;分别建立了动态再结晶体积分数和平均晶粒尺寸模型;分析了不同变形条件的显微组织。

30Mn23Al4Cr5超低温无磁钢的冷加工强化

本文研究了冷加工对30Mn23Al4Cr5超低温无磁钢硬度、强度、塑性和冲击韧性的影响,试验结果表明,随着冷轧比的增加,硬度和屈服强度按抛物线规律增加,塑性和韧性按抛物线规律降低,而抗拉强度近似线性增加,冷轧引起的位错塞积和形变孪晶结构导致强度增加及塑性与韧性降低。

30Mn钢调质P110钢级油管热处理工艺研究

根据30Mn钢的CCT曲线确定出A_c1、A_c3和Ms温度,在27MnCr调质P110钢级产品热处理工艺基础上,通过分析30Mn钢与27MnCr钢的合金成分、管径规格对热处理工艺性能的影响,从淬火温度、回火温度、保温时间、冷却速度等方面采用对比分析法得出30Mn钢调质P110钢级油管的工业化热处理生产工艺:淬火温度925℃、步进周期32 s,回火温度530℃、步进周期32 s,外淋水量1300 m^3/h、外淋时间12s,内喷水量350 m^3/h、内喷时间11s。

船用锚链钢30Mn2V的脆性断裂

研究了 30Mn2V三级锚链钢在调质下的脆性断裂及其脆性转化温度 ;实验证明 :30Mn2V钢的脆性转化温度范围为 -70～ -80℃。

冷速对30MnVS6钢过冷奥氏体转变的影响

在DIL805L型膨胀仪上测定了30Mn VS6钢在不同冷却速度下连续冷却时的膨胀曲线,结合金相-硬度法分析其相变规律及影响因素,获得了连续冷却转变曲线。结果表明,30Mn VS6钢的临界点为A c1=629℃,A c3=860℃;当冷却速度臆0.5℃/s时,转变产物为铁素体、珠光体;当冷却速度为1℃/s,转变产物开始出现少量贝氏体、马氏体;冷却速度在1~10℃/s时为铁素体、珠光体、贝氏体和马氏体;当冷却速度逸15℃/s时,转变产物为铁素体、贝氏体和马氏体,珠光体完全消失。

用30Mn4钢生产N80钢级套管研究

在实验室试验的基础上 ,用 30Mn4钢热处理生产了N80钢级石油套管。其各项性能指标均达到API5CT规范的要求 ,取得了显著的经济效益。

不同预应变量Fe-30Mn-6Si-5Cr形状记忆合金热机械训练效果研究

研究了几种不同预应变量Ｆｅ３０Ｍｎ６Ｓｉ５Ｃｒ合金经室温预应变－４５０℃回火６次训练ＳＭＥ的变化；结果表明训练效果对预应变量有明显的依赖关系，预应变量εｐ为１％左右时６次训练恢复率没有明显变化，而εｐ为３％～４％时，恢复率显著提高，最大形变恢复率分别达９３％、７８％，εｐ大于５．５％后，第６次训练恢复率开始下降。并用金相及Ｘ射线衍射研究了εｐ分别为３％、５．５％的合金训练过程中微结构的变化。

Fe-30Mn-2.7Si合金单宁酸化学转化膜研究

以优选工艺,进行单宁酸溶液处理Fe-30Mn-2.7S i恒弹性合金,在其表面形成化学转化膜.采用X射线衍射与扫描电镜及在1 mol/L Na2SO4溶液中测定阳极极化曲线与电化学阻抗谱等技术研究化学转化膜的结构、成膜机制与提高其耐电化学腐蚀性能的效果.依据在Fe-30Mn-2.7S i合金表面进行10%CuSO2滴浸的加速腐蚀实验,初步选定较优的单宁酸反应成膜工艺条件.这种转化膜很可能是由有一定孔隙的非晶态合金单宁酸膜层构成.在1 mol/L Na2SO4溶液中,由阳极极化曲线与电化学阻抗谱等参数表征单宁酸转化膜的抗腐蚀性能优于Fe-30Mn-2.7S i合金基体.文中还简要地讨论单宁酸转化膜的结构与电化学性能.

30Mn2Cr钢连续冷却转变过程中组织及硬度演变规律的研究

利用L78RITA热膨胀相变仪和光学显微镜研究了30Mn2Cr钢过冷奥氏体连续冷却过程中的相变行为、组织及硬度演变规律,采用热膨胀法结合金相-硬度法建立了试验钢的CCT曲线。结果表明,在冷却速度为0.1~1℃/s时,试样组织为铁素体和珠光体;当冷却速度≥2℃/s时,试样组织中出现了少量贝氏体;随冷却速度的提高,铁素体和珠光体组织含量逐渐减少,贝氏体含量逐渐增加;当冷却速度≥10℃/s时,组织中出现了马氏体,珠光体组织消失;当冷却速度≥50℃/s,相变产物主要为马氏体。随着冷却速度的提高,试样的硬度逐渐升高。石油工业用管材采用30Mn2Cr时,建议全壁厚钢管的冷却速度大于50℃/s。