低碳Mn系水淬贝氏体钢的组织和力学性能

研究了第二代Mn系空冷贝氏体钢合金体系,即低碳Mn系水淬贝氏体钢,为高强结构钢调质钢开辟了一条新途径,给出了试验钢在水淬工艺下的组织和力学性能。结果表明:随着冷却速度的加快,试验钢中将依次出现粒状贝氏体/仿晶界铁素体,粒状贝氏体,粒状贝氏体/马氏体组织,马氏体组织;与传统淬火钢27SiMn相比,试验钢具有突出优良的淬透性,韧性,切削性能,可以水冷,不需要油冷;直径300mm的圆柱淬火后可得到粒状贝氏体组织,试验钢经中低温回火后,屈服强度大幅上升,抗拉强度变化不大;在300℃回火后具有最高的屈服强度,1/2半径处,σb～900MPa,σ0.2～630MPa,AKU(-20℃)～60J,屈强比约为0.7;试验钢经高温回火后,将析出粒状碳化物,冲击韧度大幅上升,AKU5～65J。

贝氏体钢的价电子结构与性能

运用“固体与分子经验价电子理论”建立了Fe -C系贝氏体晶胞的价电子结构 ,研究了贝氏体钢中Mn、Si、B以及Re对强度和韧度的作用机制。结果表明 ,在贝氏体钢中形成的较Fe -C贝氏体具有更强键合力和对C原子扩散具有更大阻力的C -Mn偏聚结构单元 ,增加了具有较强键合力偏聚结构单元的权重 ,同时微量元素的溶入促进了合金元素之间的交互作用 ,并使合金贝氏体的共价电子对空间分布更加均衡 。

粒状组织的相变残余应力

在假设马氏体岛形态和分布的基础上,采用有限元法计算了粒状组织形成过程中的相变残余应力,并讨论了相变残余应力对宏观变形行为的影响.结果表明:粒状组织形成过程中,奥氏体转变为马氏体后将在铁素体基体中产生静水张应力,而马氏体岛承受压应力作用;残余应力随马氏体体积分数和铁素体基体强度的增加而增大,存在临界马氏体体积分数,此时铁素体完全屈服;残余应力是导致空冷粒状组织钢出现连续屈服现象的原因之一,但对屈服强度的影响较小.

奥氏体化温度对22Mn2SiVBS钢组织和力学性能的影响

用显微组织观察和力学性能测定法研究了Mn-Si系22Mn2SiVBS低碳空冷贝氏体钢在不同奥氏体化温度下的组织与力学性能的关系。结果表明,22Mn2SiVBS钢经1200℃奥氏体化后空冷,可以保证其显微组织以粒状贝氏体为主,αK、σb和σs分别达到72.8J/cm2、978MPa和870MPa,布氏硬度可达285HBW,其综合性能可满足汽车半轴套管的使用要求。