两相区加热温度对HSLA100钢组织演变的影响

研究了碳含量为0.045%的HSLA100贝氏体钢在两相区加热过程中的组织演变特征。结果表明:两相区加热温度决定奥氏体的转变量,而相变产物的形貌特征主要受奥氏体中的碳含量控制;实验钢在700、720、740、760和820℃保温时,钢中奥氏体转变量分别为10%、24%、38%、60%和100%,奥氏体中的碳含量分别为0.345%、0.293%、0.243%、0.193%和0.045%;显微组织为多边形铁素体+M-A岛,随温度的升高,多边形铁素体量逐渐增加。

时效温度对HSLA100钢组织与性能的影响

研究了HSLA100钢轧态及时效过程中组织与力学性能的变化。结果表明:HSLA100钢轧态组织为高密度位错的板条贝氏体,板条间分布着少量M-A岛。经450℃时效处理后,大量球状ε-Cu相沉淀析出,此时钢板屈服和抗拉强度最高,而-40℃冲击功最低。在450～720℃时效时,随时效温度升高,高密度板条贝氏体发生回复,ε-Cu相粗化成短棒状,屈服强度连续下降,但在650℃时效时仍达到760 MPa的较高水平;抗拉强度在650℃时达到最低值后小幅上升;-40℃冲击功持续升高至700℃附近达到峰值。钢质纯净度是影响HSLA100钢低温韧性的一个主要因素,虽然通过升高时效温度可在一定程度上提高钢的低温冲击韧度,但增幅有限。

热处理对HSLA100钢组织性能的影响

采用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射分析(XRD)和拉伸试验机等研究了一次淬火+回火和二次淬火+回火热处理对HSLA100钢显微组织与力学性能的影响。结果表明:热轧态HSLA100钢组织由粒状贝氏体和形状不规则M/A小岛组成;一次淬火后HSLA100钢中贝氏体呈现大致平行排列的板条状,内部可见高密度位错缠结形成的位错胞;热轧态HSLA100钢中奥氏体含量约为4.22%,900℃一次淬火后,奥氏体基本消失;HSLA100钢适宜的二次淬火温度为740~780℃时,二次淬火后进行500~560℃回火,HSLA100钢在具有较高强度和塑性的同时获得较低的屈强比,能够在获得较低屈强比(约0.86)的同时满足HSLA100钢拉伸性能的使用要求;900℃一次淬火+740℃二次淬火+560℃回火后HSLA100钢中弥散析出的纳米级ε-Cu相可以起到第二相强化作用,过高的回火温度会使得强化效果减弱。

奥氏体化温度对HSLA100高强度低合金钢组织及冲击韧性的影响

利用Gleeble-3500热模拟机研究了低冷速条件下奥氏体化温度对高强度低合金钢相变组织及-20℃冲击韧性的影响.研究发现,随着奥氏体化温度的升高,显微组织由粒状贝氏体逐渐变为板条贝氏体.奥氏体化温度为1000℃时冲击韧性最佳,显微组织中马氏体/奥氏体(M/A)岛细小弥散且大角晶界密度最大.低于1000℃奥氏体化时M/A岛粗化显著,大角晶界密度较低;而高于1000℃时,虽然M/A岛细小弥散,但是大角晶界密度有所下降.动力学分析表明,随着奥氏体化温度的升高,相变起始温度逐渐下降,转变速率不断加快,较低的相变起始温度及较快的转变速率有利于M/A岛细化.所有转变过程均可分为贝氏体转变及马氏体转变两个阶段,1000℃奥氏体化时贝氏体转变分数最大,转变最完全.晶体学分析进一步显示,当M/A岛得到细化时(奥氏体化温度1000℃及1300℃),除原奥氏体晶界外,更多大角晶界来源于发生协变相变时,晶体学集合内不同Bain组之间的界面.当奥氏体化温度过高时,在粗大的奥氏体晶粒内部,集合内的相变产物由单一Bain组主导,从而导致大角晶界密度的降低及冲击韧性的下降.