物理金相二级人员试题参考答案

(续上期 )　　 7.这两种组织很相似 ,都呈片状或针状 ,但是下贝氏体中有碳化物存在 ,较易侵蚀 ,在显微镜下颜色较黑 ,与高碳马氏体存在明显区别。在电子显微镜下 ,高碳马氏体为细小的孪晶组织 ,而下贝氏体内有碳化物存在 ,其形貌酷似回火的高碳马氏体 ,但在高倍下可根据碳化物的分布形态予以区别。8.贝氏体是过冷奥氏体在珠光体转变温度以下、马氏体转变温度以上的温度范围内相变产物 ,它们通常是由铁素体和碳化物所组成的非层片状组织。贝氏体组织可由中温等温得到 ,也可以在连续冷却中得到。贝氏体分上贝氏体、下贝氏体、无碳化物贝氏体、…     

15CrNi4Mo钢渗碳及热处理工艺研究

研究了表面碳含量和热处理工艺对15CrNi4Mo钢渗碳层的影响,分析了渗层显微组织和硬度分布。结果表明:渗碳后表面碳含量为0.90%时,在805℃淬火310℃回火后,渗碳层组织为细针状回火马氏体、残余奥氏体和少量碳化物,心部组织为回火马氏体及少量铁素体,能够满足使用要求。     

一种容器用钢的连续冷却转变研究

针对一种容器用钢,采用膨胀法在L78R1TA型淬火相变仪上测定了其连续冷却转变的膨胀曲线,结合显微组织和硬度,获得了每个冷速下对应的相变点温度。结果表明,在1-10℃／min的冷速范围内,为高温转变的铁索体和珠光体区,夹杂少量贝氏体;冷速继续增加至20—120℃/min,为巾温转变的贝氏体Ⅸ;当冷速大于3000℃／min时,组织中完全为马氏体。随着冷却速度的增大,硬度值也逐渐增大,这为制定合理的热处理工艺提供了依据。     

Q690D高强度钢的动态连续冷却转变曲线

在热模拟试验机上对Q690D高强度钢进行不同冷却速率的热模拟试验,绘制动态连续冷却转变曲线,用光学显微镜观察该钢的显微组织,用维氏硬度计测试其维氏硬度。结果表明：当冷却速率小于0.1℃/s时,Q690D高强度钢的组织基本为珠光体、铁素体和少量贝氏体;当冷却速率为0.5℃/s时,珠光体消失,组织全部为贝氏体;当冷却速率为3℃/s时,组织中出现马氏体;当冷却速率增大至8℃/s时,贝氏体几乎全部消失,基体组织基本为马氏体;当冷却速率大于10℃/s时,组织全部为马氏体,得到马氏体临界转变冷却速率为10℃/s。     

Q460C钢的连续冷却转变曲线

研究了Q460C钢连续冷却过程中奥氏体转变过程以及转变产物的组织变化,为制定生产工艺提供参考依据。由Q460C钢的连续冷却转变曲线(CCT图)和不同冷却速率的显微组织可知,当冷却速率较低时,形成粗大的块状铁素体和珠光体;当冷却速率大于3℃/s时出现贝氏体,形态似针状铁素体,其形成温度在450~600℃;当冷却速率大于15℃/s时,发生马氏体转变,马氏体的转变点约为350℃。     

准贝氏体钢渗碳特性及磨损性能研究

研究了准贝工体钢渗碳特性及渗层磨损性能。结果表明，准贝氏体钢渗碳后空冷，渗碳最外层为高碳马氏体和残留奥氏体组织，无碳化物及石相析出；心部为准贝氏体组织，渗层碳浓度及浓度梯度平缓，显示出准贝氏体渗碳特性。磨损试验表明，渗碳后不同温度回火，准贝氏体钢渗层耐磨性接近和超过１８Ｃｒ２Ｎｉ４ＷＡ渗碳钢水平，二体磨料磨损朵制以微切削机制为主，三体产磨损以应变疲劳为主，准贝氏体钢可作为渗碳钢代替含 高Ｃｒ、Ｎｉ     

一种汽车用微合金非调质钢的连续冷却转变

测定了一种汽车用微合金非调质钢的过冷奥氏体连续冷却转变曲线,研究了冷却速率对相变组织及显微硬度的影响。结果表明：试验钢的临界点A_c3为838℃,A_c1为732℃;当冷却速率小于0.2℃/s时,试验钢的连续冷却转变产物为铁素体、珠光体和贝氏体;当冷却速率为0.2℃/s时,转变产物中出现马氏体;当冷却速率为5℃/s时,铁素体、珠光体消失,转变产物为贝氏体和马氏体;随着冷却速率的增大,马氏体含量逐渐增多,贝氏体含量逐渐减少,甚至完全消失;当冷却速率增大至20℃/s时,转变产物均为马氏体;随着冷却速率的增大,试验钢的显微硬度呈先快速增长,后增长速率变缓的趋势。     

等温淬火组织中残余奥氏体回火转变的研究 “兼论贝氏体回火脆性”

本文测定了30CrMnSiNi2A钢等温淬火后Ar回火动力学,进行回火组织的动、静态观察并研究了该钢的回火脆性和Ar的稳定性。结果表明:等温淬火后Ar的C曲线上支对应上(或反)贝氏体转变,下支对应下贝氏体或等温马氏体转变;热处理制度可以控制Ar的稳定性;Ar分解为上(或反)贝氏体、断续碳化物膜和回火冷却及形变时转变为马氏体是引起回火脆性的重要因素(特别是对含Ar较多的组织)。等温淬火后工件宜在250～300℃回火。     

重型钎具用钢组织性能控制的研究现状

凿岩钎具是由钎头、钎杆、钎尾等部件组成的一个细长的杆件系统,是矿业资源开采、交通道路建设、水电项目施工、城镇化建设等施工项目中用于钻凿岩石的主要工具。重载钎具产品在使用过程中受到岩矿石的剧烈磨损、高压水流或气流以及矿坑水的冲刷腐蚀,要承载凿岩机活塞每分钟3 000次以上的高频冲击功,在拉压、弯曲及扭转应力的受力状况下高速冲击岩石。由于使用条件的限制和复杂的受力状况,高品质的重载钎具用钢一方面要求具有良好的强韧性匹配以保证其耐磨损和抗冲击性能,另一方面又要求其具有良好的加工工艺性能和一定的抗腐蚀能力。钎具钢的组织结构是各生产工艺系统控制的结果,包括对钎钢轧材纯净性和组织均匀性的控制、钎具的成形工艺以及后续的渗碳及热处理组织性能控制,因此,对钎具钢进行系统研究以提高钎具产品质量及使用寿命是十分必要的。通过对钎具的缺陷分析以及国内外优质钎具的组织性能对比得出,优质钎具在渗碳层外表面和基体之间的过渡区域存在大量下贝氏体,使高硬度的表面与韧性较好的心部有更好的组织过渡,是造成钎具质量存在差异的主要原因之一。为延长重载钎具疲劳寿命,轧材需控制夹杂物形态、尺寸及数量从而提高纯净度,改善带状组织特征以促进显微组织均匀化,而渗碳和后续热处理工艺控制对于改善疲劳寿命影响最为显著。对于渗碳工艺而言,需综合考虑渗碳工艺参数对碳浓度分布、显微组织和硬度分布的影响,避免在渗碳层表面形成残余奥氏体从而降低硬度,同时还要考虑成本。而对于渗碳后淬回火工艺而言,淬火的冷却方式是影响钎具钢渗碳和热处理后冲击韧性和组织性能分布的关键因素。重型钎具的最佳组织结构应为:表面为高硬度高耐磨性的高碳马氏体组织;过渡区为马氏体+下贝氏体的混合组织;心部为韧性较好的贝氏体组织,同时,具有组织性能平缓过渡的渗碳层。本文归纳了重型钎具的服役条件及各部件的性能要求,对目前重型钎具的失效方式、国内外钎具的组织性能对比进行介绍,分析了目前关于重载钎具用钢组织性能控制关键因素的研究现状,并针对重载钎具用钢组织性能系统控制目标的实现提出了总结与展望。     

航空齿轮钢16Cr3NiWMoVNbE的真空低压渗碳

对航空齿轮钢16Cr3NiWMoVNbE进行真空低压渗碳热处理,研究了真空渗碳、淬火、冰冷处理以及回火工艺对材料的组织和性能的影响。结果表明：实验钢经渗碳淬火处理后,从表面到心部的组织可分为碳化物区、碳化物与针状马氏体混合区、针状马氏体区和心部板条马氏体区。在碳化物区的晶界有大量的块状Cr碳化物析出,在析出位置Ni元素较少。在针状马氏体和板条马氏体基体中细小的析出物为Nb、V、Mo微合金元素的碳化物。从渗碳钢表面到心部,随着碳浓度的降低硬度曲线呈现先升高后降低的趋势,渗层深度为0.95 mm。冰冷处理使残余奥氏体进一步转化为马氏体,使实验钢的硬度大幅度提高。     

3Cr2Mo塑料模具钢连续冷却相变行为

为了调节塑料模具钢3Cr2Mo的组织,以实现在线预硬化,使用Gleeble1500热模拟试验机、光学显微镜以及透射电子显微镜等研究3Cr2Mo钢变形及未变形奥氏体的连续冷却相变行为及相变组织.实验结果表明,3Cr2Mo钢奥氏体稳定性较高,在所研究的实验条件下,连续冷却过程中没有出现先共析铁素体和珠光体,而是发生贝氏体和马氏体相变.热变形使奥氏体发生了机械稳定化,贝氏体相变推迟到较低温度下才完成.随着冷却速度的降低,贝氏体的形态由常规板条状变成粒状,最终可获得粒状贝氏体组织.     

Effect of continuous-cooling transformation structure on mechanical properties of 0.4C-Cr-Mo-Ni steel

Commercially available 0.4C-Cr-Mo-Ni steel was studied to determine the effects on its mechanical properties of various microstructures produced by continuous-cooling transformation after austenitization. A good combination of strength and notch toughness was obtained independently of test temperatures (293 and 193 K) when the steel was austenitized at 1173 K and then continuously cooled at an average rate of 3.1 K s^–1 (expressed as the average cooling rate from 823 to 573 K) before final rapid cooling. The microstructure of the steel consisted of a mixed structure of martensite and 10–15 vol% lower bainite, which appeared in acicular form in association with the martensite. Slower cooling had a detrimental effect on the mechanical properties of the steel; the microstructure of this steel consisted of a mixed structure of martensite and upper bainite, which appeared as masses in the matrix. As the average cooling rate increased, the lath size and internal stringer-carbide size in the upper bainite were larger, and retained a somewhat increased austenite content.     

Effect of reheat temperature on continuous cooling bainite transformation behavior in low carbon microalloyed steel

The effect of reheat temperature on continuous cooling bainite transformation in a low carbon microalloyed steel was investigated using a dilatometer based on welding thermal simulation process. The variation of microstructure was analyzed in detail by means of optical microscope and transmission electron microscope (TEM). The results showed that the morphology of the main microstructure changes from polygonal ferrite to granular bainite with increasing reheat temperature at a given lower cooling rate. For the higher cooling rate, the microstructure is predominantly lath bainite irrespective of the reheat temperature. The specimens with the relatively fine austenite grain size have the lowest bainite start and finish temperatures among the simulated sub-zones of heat affected zone, which is consistent with the result of the bainite lath width size observed using the TEM. Meanwhile, although the prevailing type of impingement mode of transformation is anisotropic growth impingement for all heat treatment processes, the reheat temperature has some influence on the maximum transformation rate and effective activation energy of bainite transformation.     

差示扫描量热法测定22Mn2SiVBS钢CCT曲线

在STA-409PC型同步热分析仪上,利用差示扫描量热法对自行设计的低碳空冷贝氏体钢（22Mn2SiVBS钢）进行相变点的测定和显微组织观察,并结合相变点的计算公式对比分析,绘制钢的CCT曲线,验证理论计算公式的正确性。结果表明：该钢的奥氏体转变开始温度A1点为732℃,转变终了温度A3点为836℃;珠光体临界冷却速度是（vp）0．667℃／s,铁索体临界冷却速度（vF）1．16℃／s,与理论计算结果符合较好;控制该钢的轧（锻）后空冷速度为：vF≤v实际〈vB,可以得到以粒状贝氏体为主的显微组织,钢具有强韧性配合良好的力学性能。     

高强钢焊接接头显微组织的研究进展

综述了热输入、合金元素、冷却速率和应变速率对高强钢焊接接头显微组织的影响和高温共聚焦显微镜原位观察高强钢显微组织的最新研究进展,总结了高强钢焊接接头粗晶热影响区显微组织的转变机理。结果表明:通过延长冷却时间、减少热输入量、控制合金元素的含量和采用预处理提高应变速率等方法,可以调控高强钢焊接接头显微组织中马氏体、粒状贝氏体和针状铁素体的含量达到最佳比例,从而优化高强钢焊接接头的力学性能。通过高温共聚焦显微镜可以观察到高强钢相变的动态过程,从而得出高强钢的相变原理,为高强钢焊接工艺的制定提供指导。     

1 200 MPa级HSLA钢的SH-CCT曲线及其热影响区组织与性能

为在工程应用中对焊接工艺的合理选取与制定提供理论和试验依据,采用焊接热模拟技术研究了800~500℃冷却时间(t8/5)对1 200 MPa级低合金高强钢焊接热影响区粗晶区(CGHAZ)显微组织和性能的影响.结果表明:t8/5为6~20 s时,该钢热影响区的粗晶区组织为板条马氏体,硬度为477~456 HV5;随着冷却时间的延长,组织中开始出现板条贝氏体,在t8/5为60 s时硬度下降到380 HV5;当t8/5为60~600 s时,粗晶区组织为板条贝氏体和粒状贝氏体,硬度为380~300 HV5;t8/5600 s时粗晶区组织主要为粒状贝氏体,硬度为300~315 HV5.试验钢碳当量为0.626%,冷裂纹敏感系数为0.335%,说明其淬硬倾向较大,焊接热影响区容易产生裂纹.     

Structure Character of M-A Constituent in CGHAZ of New Ultra-Low Carbon Bainitic Steel under Laser Welding Conditions

800 MPa grade new ultra-low carbon bainitic （NULCB） steel is the recently developed new generation steel. The microstructure in the coarse-grained heat affected zone （CGHAZ） of NULCB steel under laser welding conditions was investigated by thermal simulation. The influence of the cooling time from 800℃ to 500℃.t8/5 （0.3-30 s）, on the microstructure of the CGHAZ was discussed. The experimental results indicate that the microstructnre of the CGHAZ is only the granular bainite which consists of bainitic ferrite （BF） lath and M-A constituent while t8/5 is 0.3-30 s. The M-A constituent consists of twinned martensite and residual austenite, and the change of the volume fraction of the residual austenite in the M-A constituent is very small when t8/5 is between 0.3 and 30 s. The morphology of the M-A constituent obviously changes with the variation of t8/5.As t8/5 increases, tile average width, gross and shape parameter of the M-A constituent increase, while the line density of the M-A constituent decreases.     

Influence of Hot Deformation and Cooling Conditions on the Microstructures of Low Carbon Microalloyed Steels

The transformation behaviours and microstructural characteristics of three low carbon microalloyed steels were investigated. In particular, the effects of deformation and cooling conditions were studied by means of compression tests. It was found that at higher cooling rate (45℃/s), the transformation products was mainly granular bainite, the intragranular nucleated bainitic ferrite grew in different directions, and the second phase particles of M/A constituent uniformly distributed in the bainitic ferrite matrix. When the cooling rate was decreased to 25℃/s or 15℃/s, the resulting microstructure was converted to a mixture of polygonal hypoeutectoid ferrite and granular bainite, whose percentage was reduced. As the cooling rate was lowered to 8℃/s, the microstructure consisted chiefly of polygonal ferrite with a few amounts of M/A and pearlite.     

9Ni钢焊接热影响区组织转变规律的研究

采用热模拟技术研究了液化天然气储罐用9Ni钢焊接热影响区的组织转变规律。实验结果表明,9Ni钢经历热循环后的显微组织类型包括贝氏体和马氏体两种。低冷却速度条件下,9Ni钢经历热循环后的主要转变产物为贝氏体(包括粒状贝氏体和上贝氏体两种类型);随着冷却速度的提高,组织类型由粒状贝氏体向上贝氏体转化。高冷却速度条件下,经历热循环后的转变产物为马氏体。