回火温度对Mn-Cr-Ni-Mo钢调质后组织与性能的影响

以Mn-Cr-Ni-Mo低碳低合金钢为研究对象,在JMatPro软件模拟的基础上,采取组织分析与性能测试等方法研究了不同回火温度条件下的组织与性能。结果表明:试验钢经淬火后的显微组织为板条贝氏体+多边形块状铁素体+马氏体,再经600~700℃高温回火时,随着回火温度的提高,马氏体和贝氏体先后逐渐转变,碳化物析出量提升,出现晶粒细化现象,平均晶粒度提高,这些组织变化导致材料强度和硬度降低而冲击韧性上升。在640℃回火时出现二次硬化现象,导致强度有所提高,冲击韧性相对略有下降,且在0~-40℃时的冲击值无明显变化,保持较高的强-韧性匹配。Mn-Cr-Ni-Mo低碳低合金钢采用910℃淬火+640℃回火的热处理工艺方案可行,能满足试验钢生产X60、X65和X70等钢级管线管的技术要求。这种用单一钢种生产多个不同钢级的钢管是保障生产管理、降低成本和提升效益的重要途径,有助于提升管线管产品的市场竞争力。

Mn-Cr齿轮钢动态再结晶行为及组织演变

采用Gleeble 1500热模拟试验机研究了-Mn—Cr齿轮钢在变形速率为0．1—1s^-1、变形温度为900—1150℃、原始奥氏体晶粒尺寸为70—150μm条件下的动态再结晶行为及再结晶奥氏体晶粒尺寸的变化规律．实验结果表明，Mn—Cr齿轮钢在温度较高，应变速率较低及原始奥氏体晶粒较细的情况下变形时，表现出典型的动态再结晶行为．再结晶发生的条件为Zener—Hollomon参数小于某一临界值（Zc）．再结晶晶粒按晶界突出机制形核．通过回归分析，确定该齿轮钢的再结晶激活能为378．6kJ／mol，应力指数为5．8．Z参数控制形变储存能，因而唯一地决定动态再结晶晶粒尺寸Ds，二者符合关系式Ds=1．3×10^5Z^-0.25．

新型Ni-Mn-Cr-Co-B钎焊料的制备

采用真空中频感应炉熔炼+真空电弧炉熔炼+水冷铜模浇铸的工艺制备了Ni-Mn-Cr-Co-B钎焊料,确定了该钎焊料的热处理工艺参数和加工工艺条件,分析了工艺条件对材料组织和性能的影响。结果表明:Ni-Mn-Cr-Co-B合金在900℃加热后,应采用水冷的工艺,使第二相组织来不及析出,以便得到组织均匀的材料,从而使该合金硬度较低和塑性较好。该合金组织由基体γ-Ni(Mn,Cr,Co)固溶体、CrB相和Ni3B相组成。

60Si_2Mn-Cr弹簧钢中夹杂物演变行为分析

针对某钢厂60Si_2Mn-Cr弹簧钢的生产工艺,取不同工位处的钢样,研究夹杂物的转变效果。实验表明:微铝工艺生产钢中的夹杂物逐渐转变为Al_2O_3-SiO_2-CaO-MgO复合氧化物夹杂,形状逐渐趋于球状夹杂物尺寸逐渐减小,最终铸坯中夹杂物的平均尺寸为4.6μm。通过热力学计算,得到了不同工位下夹杂物的SiO_2+CaO-MgO-MnO+Al_2O_3相图,在中间包和铸坯中的夹杂物大多数处于1500-1 600℃温度下的液相区,减小高硬度夹杂物的危害,提高了弹簧钢的质量。

等温淬火Mn-Cr白口铸铁的研制

阐述了等温淬火白口铸铁中主要元素的作用及选择原则。研究了锰、铬元素对力学性能的影响以及等温淬火温度对力学性能和抗磨性能的影响 ,并与铸态合金白口铸铁、高铬铸铁及高锰钢的抗磨性进行比较。结果表明 ,选取适量的碳、硅元素 ,并加入适量的锰和少量铬以及微量的铋有利于铸态下获得全白口 ,等温淬火后得到无碳化物贝氏体加奥氏体复相基体组织。在优选化学成分的基础上 ,于 32 5℃等温淬火 2h可获得硬度和韧性均较高的奥氏体和贝氏体组织 ,且耐磨性能良好 ,是一种有希望的廉价耐磨新材料。

硅对Nb-V微合金化Si-Mn-Cr-Mo系贝氏体轨钢组织和性能的影响

研究了1250 MPa级Nb-V微合金化Si-Mn-Cr-Mo系贝氏体轨钢(/%:0.25 C,0.38-1.56 Si,1.69~1.76 Mn,1.34~1.37 Cr,0.32~0.33 Mo,0.034~0.036 Nb,0.11~0.12 V)硅含量对试验钢显微组织和力学性能的影响。试验结果表明:试验钢热轧后空冷,随着硅含量的增加,试验钢的铁素体+珠光体相变被抑制,室温组织中贝氏体、马氏体含量增加,影响钢的强度和硬度,硅含量由0.38%提高到1.56%时,试验钢的屈服强度由846 MPa增至903 MPa,抗拉强度由1 280 MPa增至1 355 MPa,HBW硬度值由353增至411。

Fe-Mn-Cr-Mo-V系抗冲击磨料磨损堆焊材料

采用H08A焊芯,研制的TKCE50焊条与传统的高锰钢焊条D256进行对比分析,通过冲击磨损试验,硬度测试及金相显微分析,系统研究了堆焊层的硬度、耐磨性、抗冲击后的加工硬化程度以及各种合金元素对堆焊层性能的影响规律。结果表明,所研制的Fe-Mn-Cr-Mo-V系堆焊焊条具有较高的韧性、抗裂性及优异的加工硬化性能,抗冲击磨料磨损性能十分突出;随着Cr,Mo,V元素含量的增加,堆焊层金属端面硬度增加,达到一定值后,其增加变缓。冲击9000次后,加工硬化达到极限,此时的堆焊层金属磨损失重最小,耐磨性最好。

变形条件对Mn-Cr齿轮钢连续冷却相变的影响

使用Gleeble 1500热模拟实验机研究了Mn-Cr齿轮钢在奥氏体再结晶区不同温度变形后的连续冷却相变行为及相变组织.实验结果表明,变形温度降低,促进了多边形铁素体及珠光体相变,获得多边形铁素体加珠光体混合组织的临界冷速增大.贝氏体与针状铁素体之间存在相互竞争机制,随着变形温度及冷速的降低,大量的晶界仿晶型铁素体占据了奥氏体晶界,中温相变产物由贝氏体向针状铁素体转变.降低变形温度,奥氏体在中温相变区稳定性增加,相变结束温度下降,室温组织中马氏体/ 奥氏体岛的数量增多.

Fe-Mn-Cr-Ni系黑色料制备工艺的研究

以废钢渣为主要原料，添加部分化工原料，制备出了Ｆｅ － Ｍｎ － Ｃｒ－ Ｎｉ 系无钴黑色料。采用现代测试技术对其最佳制备工艺及与基础釉的适应性进行了检测。结果表明，在确定色料合成温度后，废钢渣的预处理及合成色料的粒度对色料的呈色影响显著。此系色料不适应于锌釉和镁釉。

Si-Mn-Cr-Mo超高强钢TTT曲线的测定和组织

为了给Si-Mn-Cr-Mo超高强钢制定合适的淬火、回火工艺,采用L78淬火膨胀仪对该钢在200〜500°C内进行测定,绘制了该钢的等温转变TTT曲线。结合金相观察,研究了该钢在不同温度等温时的奥氏体转变产物组织。结果表明:在475°C〜Ms(317°C),产物主要以贝氏体为主;在Afs(317°C)以下时,产物有贝氏体、马氏体和少量残余奥氏体,这为该钢的工艺制定提供了理论依据。

Fe-Mn-Cr-Mo-V系抗冲击磨料磨损堆焊材料的研制

根据材料的抗冲击磨损机制,研制出了一种具有良好抗冲击磨损性能的TKCE50堆焊焊条,其材料为Fe-Mn-Cr-Mo-V合金系。经过冲击磨损试验、硬度测试及金相显微分析,并与传统的高锰钢焊条D256进行对比分析,结果表明:所研制的TKCE50堆焊焊条具有较高的韧性、抗裂性及优异的加工硬化性能,TKCE50堆焊层硬度比D256焊条的高出很多;抗冲击磨料磨损性能十分突出,D256焊条堆焊层金属磨损自身质量损失是TKCE50焊条的2倍多。本文探讨了合金元素Cr,Mo,V对焊条熔敷金属耐磨机理的影响规律。

Mn-Cr系列轿车齿轮钢的开发

北满特钢集团公司成功开发了含0.14%～0.30%C,0.60%～1.5%Mn,0.80%～1.30%Cr的MnCr系列齿轮钢,使其各项技术指标达到了DIN标准.

选区激光熔化成形Fe-Mn-Cr-Ni中熵合金的微裂纹形成机理及成形质量调控

研究了Fe-Mn-Cr-Ni中熵合金在选区激光熔化(SLM)制备中的微裂纹形成机理,并通过优化单道、块体成形试验中激光功率(P)和扫描速度(v),以激光能量密度为评估参数,调控微裂纹形成从而提升成形质量。结果表明:微裂纹可分为微孔聚集性裂纹和热裂纹两类,其中微孔聚集性裂纹与孔隙引发的应力集中有关,热裂纹是由于Mn元素偏析及热应力所引起的。通过减少孔隙形成和控制能量输入可抑制微裂纹形成。随着线能量密度(E_(L))的增加,单道表面形貌先变优后变差,熔池尺寸逐渐增大,熔池模式由传导向过渡再向匙孔模式转变。当E_(L)为0.29~0.40 J/mm时,单道整体形态和熔池尺寸可满足致密块体成形要求。较高体能量密度(E_(V))下微孔聚集性裂纹和热裂纹均会存在,较低E_(V)下以微孔聚集性裂纹为主,提高E_(V)有助于优化块体表面质量,而块体试样的相对密度随E_(V)的增加先上升后下降。在优化的E_(V)=65.10 J/mm^(3)(P=175 W,v=640 mm/s)下,块体试样的内部微裂纹得到有效抑制,表面质量优异,相对密度可达99.71%。

Effect of aging treatment on irradiation-induced segregation of high Mn-Cr steel

To investigate the effect of aging treatment on irradiation-induced segregation of high Mn-Cr steel, specimens for electron-beam irradiation were prepared from the high Mn-Cr austenitic steel which was solution treated at 1 373 K for 1 h and aging treated at 573 K for 1 000 h, respectively. The electron-beam irradiation was performed at 573 K up to doses of 5.4 dpa in a 1 250 kV HVEM and irradiation-induced segregation analyses were carried out by an EDX in a 200 kV FE-TEM. The results show that void formation is not observed in both solution treated and aging treated ones. The amount of Cr segregation at the grain boundary decreases in the aged one; however, that of Mn is not changed in solution treated one.

奥氏体状态对Mn-Cr齿轮钢连续冷却相变组织的影响

使用Gleeble1 50 0热模拟试验机研究了成分( % )为:0 . 2 3C ,0 .74Mn ,0 . 90Cr齿轮钢奥氏体晶粒尺寸和变形(真应变量0 . 4)对连续冷却相变组织的影响和连续转变冷却(CCT)曲线。实验结果表明,当齿轮钢未变形时,获得完全多边形铁素体+珠光体混合组织的临界冷速为0. 5～1℃/s ,冷速较快时,中温相变产物由贝氏体及针状铁素体组成;奥氏体变形时,多边形铁素体相变开始温度升高,获得完全多边形铁素体+珠光体混合组织冷速增大,为1～2℃/s ,中温相变产物没有出现贝氏体,只有针状铁素体。

Si-Mn-Cr-B合金钢的高温变形行为及组织演变研究

利用Gleeble-1500D热模拟压缩试验机对Si-Mn-Cr-B合金钢进行高温单道次热压缩试验,研究了不同应变速率(0.01-5 s-1)、不同变形温度(950-1200℃)、50%变形程度条件下的热变形行为,探索了应变速率和变形温度对应力-应变曲线和微观组织演变的影响,并在Arrhenius型双曲正弦函数的基础上建立了Si-Mn-Cr-B合金钢的热变形本构方程。结果表明:Si-MnCr-B合金钢高温变形时的峰值应力随应变速率的增大和变形温度的降低而升高,而高温变形受热激活能过程的控制,其热变形激活能为Q=372.6 k J/mol;材料在变形过程中发生了动态再结晶,随着温度的升高和应变速率的降低,动态再结晶晶粒的平均尺寸均呈增大趋势。

基于微观偏析模型的Mn-Cr系齿轮钢淬透性带宽

运用凝固传热模型,计算出了连铸坯在不同凝固阶段的冷却速率,对经典的BF微观偏析模型进行了修正,并以此为基础建立了由化学成分的不均匀性导致的Mn-Cr系齿轮钢淬透性带宽预测模型,分析了不同二次冷却强度对淬透性带宽的影响。由淬透性带宽预测模型得知,20Cr Mn Ti连铸坯试样淬透性带宽呈抛物线状分布,淬透性带宽曲线在端淬距离0~15 mm范围内呈上升趋势,距离端淬距离超过15 mm时呈下降趋势,距离端淬约15mm处试样的淬透性带宽取得最大值;适当提高二冷区冷却强度可以缩小连铸坯试样的最大淬透性带宽。

退火温度对锻造态Fe-Mn-Cr-Co-0.2Nb合金阻尼性能的影响

采用金相法、XRD和DSC方法研究了退火温度对锻造态Fe-22Mn-12Cr-4Co-0.2Nb合金微观组织及其对阻尼性能的影响。结果表明：合金在锻造不退火状态下的阻尼性能最好,应变振幅为2×10^-4时,合金的阻尼性能（δ）达到了0.086。随着退火温度的增加,合金的阻尼性能降低。合金的阻尼性能与其γ奥氏体的层错几率呈正相关,但与合金中的ε马氏体的体积分数未观测到明显的正相关。

C-Si-Mn-Cr双相钢组织与性能的柔性控制技术

以C-Si-Mn-Cr成分体系双相钢为研究对象,采用金相显微镜、扫描电镜、拉伸试验等方法,对终轧温度、卷取温度、退火温度等工艺参数对C-Si-Mn-Cr系双相钢组织和性能的影响进行了研究。结果表明,降低终轧和卷取温度,热轧板组织由铁素体+珠光体转变为铁素体+珠光体+贝氏体,同时热轧板的屈服强度和抗拉强度都有所提高;当冷轧和退火工艺相同时,对采用低温终轧和低温卷取生产的双相钢来说,其抗拉强度由472 MPa增加到524 MPa,而屈服强度则变化不大,此时伸长率和n值略有降低;通过采用低温卷取+中温退火工艺,可以实现一种成分体系生产CR260/450DP和CR290/490DP两种强度级别双相钢的柔性化生产目标。

Al-Cr-Fe-Mn-Ni高熵合金中的L2_(1)相的相稳定性及其性能研究

为开发兼具良好强度与塑性的BCC基高熵合金,可引入与基体共格的B2或L2_(1)相。L2_(1)相具有更好的抗蠕变性能,有望在高温环境中得到应用。但是,目前对BCC型高熵合金中L2_(1)相的存在规律、相稳定性及其对合金性能的影响还缺乏深入的研究。为此,本工作研究了电弧熔炼制备的铸态Al_(0.5)Cr_(2.5-x)FeMn_(x)Ni(x=0.5~1.75)、Al_(0.75)Cr_(2.25-y)FeMn_(y)Ni(y=0.25~1.5)、AlCr_(2-z)FeMn_(z)Ni(z=0.5~1.5)高熵合金的相组成,及800℃或1000℃真空退火120 h对合金组织和相组成的影响。研究表明,这些合金中L2_(1)相的成分特征由40%~50%(原子分数)Ni和15%~20%(原子分数)Al、Mn组成。L2_(1)相只存在于Al含量为10%~15%(原子分数)的合金中,且多以BCC+L2_(1)两相共存,获得的组织为编织网状的调幅分解组织。当Al含量达到20%(原子分数)后,合金则由BCC+B2两相构成。L2_(1)相的存在会使BCC型XRD特征峰出现明显的峰分裂。经过800℃或1000℃退火后,合金中L2_(1)相仍能稳定存在,合金显微组织发生粗化并会形成σ或FCC相。铸态合金的硬度随Mn含量的增加而降低,含L2_(1)相的合金的硬度在463HV~558HV范围内。800℃退火会使含5%~15%(原子分数)Mn的合金硬度降低70HV~100HV,但由于硬质σ相的析出,含20%~30%(原子分数)Mn的合金硬度提高200HV以上;1000℃退火后,由于软质FCC相的形成,合金的硬度略有降低,这些结果将为BCC型高熵合金的设计奠定基础。