逆转变+Q&P复合工艺对低合金高强钢组织和性能的影响

利用SEM、XRD分析及拉伸试验,研究了逆转变+淬火-配分(ART+Q&P)复合工艺对完全淬火后0.22C-2.0Mn-1.8Si钢组织性能的影响。结果表明:经ART+Q&P工艺处理后,该钢组织为亚温铁素体、贝氏体/马氏体和均匀分布的残留奥氏体。逆转变奥氏体富集Mn、C元素,淬火-配分过程中碳自马氏体配分至残留奥氏体时二次富C,使其稳定化,因此该钢室温下获得残留奥氏体的含量超过15%。在拉伸变形过程中残留奥氏体转变成马氏体的TRIP效应,使得钢材在变形过程中获得稳定的加工硬化能力,实现了良好的强塑性结合,抗拉强度达到1233 MPa,屈服强度为893 MPa,均匀伸长率29.6%,强塑积高达36 GPa·%以上。

热处理工艺对硅锰钢组织和力学性能的影响

为了提高Q&P钢的强度、塑性性能,将试验钢经过奥氏体逆转变+淬火配分工艺处理。通过SEM、XRD和室温拉伸试验分析了试验钢的相变、元素配分行为和力学性能。结果表明,ART-Q&P钢的马氏体板条边界模糊光滑,部分马氏体表现出一定的回火特征;铁素体为针状或不规则块状,针状铁素体存在于马氏体板条之间。逆转变过程可进一步促进C和Mn在高温下配分,使奥氏体更加稳定,室温下得到更多的残余奥氏体。相比I&QP处理,经ART-Q&P处理后,试验钢获得了良好的强度塑性结合,抗拉强度为1191MPa,总伸长率为14.47%,强塑积达17.24GPa·%。

锰对高氮超级马氏体不锈钢组织与性能的影响

为了进一步提高超级马氏体不锈钢的强塑性能和优良耐腐蚀能力,在实验室条件下研发制备了氮质量分数为0.35%、锰质量分数分别为0.4%和2.0%的2种新型超级马氏体不锈钢试料,并采用淬火-配分的工艺对其进行处理;借助万能试验机、光学显微镜、扫描电镜、透射电镜和电子背散射衍射等方法对试验钢的微观组织和力学性能进行表征测试。研究表明,2种试验钢经一定制度的淬火-配分处理后,力学性能相比典型超级马氏体不锈钢均有显著提升;同时发现锰元素含量对试验钢强塑性能影响显著,锰质量分数由0.4%提升到2.0%时,试验钢的抗拉强度和伸长率分别由1690MPa、15.2%改变为1215 MPa、35.1%,均突破了传统超级马氏体不锈钢的强塑性能指标;分析认为强塑性显著提升的原因是氮-锰元素协同作用使淬火-配分后残余奥氏体含量增加显著,并伴随纳米级逆变奥氏体和氮化物析出所致。

回火温度对不同淬火处理0.6C超级贝氏体钢组织及性能的影响

分析了不同回火温度下等温盐浴和淬火-配分-回火(Q-P-T)工艺处理0.6C超级贝氏体钢的微观组织和力学性能。结果表明:经230℃×10 h+320℃×7 h两步法等温淬火处理后,试样在360~500℃温度区间出现明显的第二类回火脆性,而Q-P-T试样回火脆性温度区间为450~470℃,经Q-P-T工艺处理后,回火脆性温度区间明显变窄,试样力学性能全面提高。利用SEM、TEM、XRD等手段对显微组织进行表征,揭示了Q-P-T试样优于等温处理的两个主要因素:经Q-P-T工艺处理后,微观组织更为细化,随着亚晶界的增多,组织稳定性进一步增强,碳化物晶界偏聚受到阻碍,难以连接成网状,故经Q-P-T工艺处理后试样第二类回火脆性区间极大缩小;经Q-P-T工艺处理后薄膜状残留奥氏体含量增大,奥氏体更为稳定,有利于减弱第二类回火脆性的影响。