淬火温度对7Ni钢低温力学性能的影响

使用OM、SEM、TEM和XRD等手段观察并表征在不同温度淬火的7Ni钢的组织形貌和逆转奥氏体含量的变化,研究了淬火温度对7Ni钢的低温强度和低温韧性的影响。结果表明:当淬火温度从830℃提高到930℃时钢的低温韧性急剧下降,低温抗拉强度和屈服强度明显降低。同时,随着淬火温度的提高延伸率下降,与低温强度的变化趋势基本一致。在830℃淬火的试验钢,原奥氏体晶粒和马氏体板条束最为细小。而当淬火温度超过830℃时钢中的原奥氏体晶粒和马氏体板条束都显著长大,钢的低温强度和低温韧性随着晶粒尺寸与板条束宽度的增大而下降,粗化的组织对钢的低温强度与低温韧性都有不利的影响。随着淬火温度的提高钢中的逆转奥氏体含量基本上呈下降趋势,在830℃淬火的试验钢中逆转奥氏体含量最高,其低温冲击功也最高。     

时效温度对00Cr12Ni10MoTi马氏体时效不锈钢组织与性能的影响

使用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)、透射电镜(TEM)和拉伸和冲击实验等手段,研究了时效温度对00Cr12Ni10MoTi马氏体时效不锈钢的组织和力学性能的影响。结果表明：随着时效温度的升高,实验钢的强度逐渐提高,析出强化效应明显增强。在500℃时效后基体中析出大量棒状Ni₃Ti,实验钢的强度达到峰值。随着时效温度的升高,实验钢的室温和低温冲击韧性衰减,在400℃时效后低温(-196℃)冲击功出现最低值51 J。时效温度升高到500℃后,实验钢的冲击韧性回升,因为马氏体基体中生成的逆转变奥氏体抑制了裂纹萌生并缓解其扩展。在500℃时效产生了Ni₃Ti析出强化效应和逆变奥氏体韧化效应,使实验钢具有良好的强韧性匹配。     

用示波冲击法测定42CrMo钢的冲击韧性

用示波冲击法测定了在冲击载荷下,淬回火态42CrMo钢的载荷-挠度曲线,并将冲击总功分成裂纹萌生功和裂纹扩展功;研究了回火温度对42CrMo钢回火组织与冲击韧性的影响。结果表明42CrMo钢在回火过程中,随回火温度升高,弹性功基本不变,裂纹萌生功略有升高,而裂纹扩展功迅速增加,42CrMo钢对缺口敏感,随回火温度升高,缺口敏感性降低,淬火态42CrMo钢经500—590℃回火,其组织由板条马氏体和条状及粒状θ-Fe_3C组成;冲击断口为准解理与韧窝混合断裂,随回火温度升高,韧窝增多,准解理减少。     

强度为1,200至1,400牛顿/毫米~2钢的断裂韧性和应力腐蚀抗力研究

为了研究各种冶金因素对强度为1100～1500牛顿/毫米~2的合金结构钢的断裂韧性和应力腐蚀抗力的影响,对这类钢种有代表性的六种牌号:45CD4,45SCD6,30CND8,30CD2-B,61S7和10 CAN16钢的性能作了分析对比。给出了依据断裂力学方法所得出的数据,并指出这些数据和通过常规试验方法所获得的性能特点之间的关系。对于断裂韧性的测定,同时使用了K_(IC)和J_(IC)概念。通常,随着强度提高,这些参数将降低。而在一定的强度下,通常在钢的含碳量最低时,其断裂韧性最佳。故该钢经淬火和回火获得的微观组织要比等温淬火获得的微观组织的断裂韧性水平高。当我们了解到钢的断裂形式是脆性或是韧性断裂时,则可以根据断裂韧性和冲击韧性或抗拉性能之间不同的关系,大体上估计出其断裂韧性水平。采用光滑试样(测定断裂时间)和缺口试样(测定KISSC和裂纹扩展速率)两种方法,在0.6M的NaCl溶液中进行了应力腐蚀抗力试验。两种试验方法得到的结果很吻合。约在弹性极限超过1,000牛顿/毫米~2时,应力腐蚀敏感性明显增大。但是,这种作用依钢的成分和微观组织的不同而有所差异。这些钢的强度大体属于1,200～1,400牛顿/毫米~2这一级别。在应力腐蚀试验中,回火马氏体和回火贝氏体之间的差异,不如断裂韧性试验中的差异那么明显,有时甚至没有什么差异。     

热处理对5CrMnMo钢力学性能及显微组织的影响

本文研究了不同热处理规程对5CrMnMo钢的强度、塑性、冲击韧性等指标的影响。结果表明:随淬火温度升高,强度、塑性变化不大,冲击韧性下降,断裂韧性略有提高;随回火温度升高,强度下降,塑性和冲击韧性提高,断裂韧性在550℃回火时出现峰值;因此采用880℃加热淬火,550℃回火工艺可使钢获得较高的强韧性。     

硼对12Ni3CrMoV钢韧性的影响

本文通过生产统计分析和系列冲击、落锤、爆炸、断裂韧性(COD)等试验研究,揭示了硼对12Ni_3CrMoV钢的韧性不利影响,指出含硼量超过15ppm时引起低温冲击韧性、断裂韧性明显降低;转折温度VT_(r100)、NDT、FTP明显升高;VT_(r100)与FTP之间存在很好的相关性及临界区淬火工艺对改善高硼的12Ni3CrMoV钢的低温韧性也是一种有效的韧化措施。     

1470MPa级双相钢的性能特征与强韧化机制

对0.16C-1.38Si-3.2Mn双相钢进行轧制和退火处理,用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、电子背散射衍射(EBSD)等手段表征试验钢的微观组织和断口形貌,分析试验钢经退火后钢板的力学性能和加工硬化行为,重点研究了试验钢晶粒细化的强韧化机制。结果表明:试验钢在800℃退火后的显微组织主要由8.8%铁素体和91.2%回火马氏体构成。退火后的钢板具有良好的综合力学性能,屈服强度为873 MPa,表现为连续屈服特征,抗拉强度为1483 MPa,总伸长率为11%,屈强比为0.58;试验钢的Mn含量、退火前的初始组织、冷轧大变形以及退火过程中关键工艺参数等都有利于试验钢退火板的晶粒细化,铁素体尺寸为1-2μm,马氏体板条束的有效晶粒尺寸为0.2-1.5μm。细小的晶粒有利于阻碍位错的运动和增加裂纹扩展的阻力,从而提高了钢板的强度和塑韧性。     

热处理对超高强度钢的精细结构和性能的影响

用透射电镜对钢的精细结构、碳化物的类型、形态、分布及残余奥氏体在基体中的分布进行了观察和鉴别。对钢的机械性能和马氏体亚结构间的关系也进行了研究。结果表明,板条马氏体内存在少量的微孪晶。碳化物往往沿此孪晶界优先析出,残余奥氏体在回火过程中的分解伴有碳原子的扩散。残余奥氏体分解产物之一是串状的渗碳体。板条间渗碳体和回火马氏体间的晶体学关系不符合关系。残余奥氏体的分解性质为上贝茵体反应。冲击韧性开始下降的温度和残余奥氏体开始分解的回火温度一致。残余奥氏体对裂纹扩展起延缓作用。     

热处理条件对30CrNiMoV钢力学性能的影响

研究了不同热处理条件对３０ＣｒＮｉＭｏＶ高强钢力学性能的影响。实验结果表明,淬火温度为８６０～９２０℃,回火温度为５５０～６００℃时,该钢的低温冲击韧性、断裂韧性和抗拉强度可获良好的匹配。疲劳裂纹扩展速率在稳定扩展区对组织结构不敏感,而在门槛区或近槛区,则对组织结构敏感。     

高强度热冲压钢板强韧性工艺优化研究

为改善强韧性,本文基于热冲压高强度钢板强度、塑性和韧性指标,选取加热温度、保温时间和开始淬火温度为设计因子,引入Kahn试验获得高强度热冲压硼钢撕裂强度和单位面积裂纹形核功来表征材料断裂韧性,进行多指标综合评分的L9(34)正交试验设计,以研究不同淬火工艺参数对热冲压高强钢强韧性的影响规律.结果表明:在加热温度为920~950℃、保温时间1 min、开始淬火温度为650~700℃条件下,热冲压硼钢SPFH具有优良的成形性能和强韧化指标.采用优化后工艺进行典型车身结构件热冲压试验,其撕裂强度、单位面积裂纹形核功和强韧比分别提升10.91%、20.32%和22.17%,在保证强度的基础上韧性得到了大幅度提高.     

调质工艺对X80级管件钢性能与组织影响研究

为研究调质工艺对X80级管件钢的性能和组织影响,通过力学性能检验、光学显微镜(OM)、透射电镜(TEM)、萃取复型及电子背散射衍射(EBSD)等手段,研究了同一温度淬火后,不同回火温度对X80级管件钢性能和组织的影响.结果表明,经940℃淬火后,在500~650℃范围内回火,试验钢的屈服强度和抗拉强度随回火温度的升高均先增加后降低.随回火温度的升高,试验钢由板条贝氏体铁素体(BF)和粒状贝氏体(GB)的混合组织转变为GB和准多边铁素体(QF)混合组织,M/A岛由细长条状变为颗粒状,并发生分解,BF中的板条亚结构逐渐弱化.在500~600℃范围内,组织中析出相随回火温度升高逐渐增多,600℃时析出相开始聚集长大,温度继续升高,析出相尺寸明显增大.回火过程中,试验钢屈服强度受基体组织软化和析出强化两方面的影响.试验钢的低温冲击韧性随回火温度升高逐渐增大,主要是大角度晶界比例增加所致.     

双相钢断裂特征和精细结构的观察

本文对双相钢的断裂特征和精细结构进行了研究。采用反复腐蚀抛光法制样,用扫描电镜观察了双相钢的解理断裂的开裂相和裂纹扩展途径,并得出了双相钢的断裂模式。用双喷射加离子清洗减薄制膜,在透射电镜下观察了马氏体岛和铁素体的精细结构。结果指出:马氏体岛的精细结构与临界间退火温度有关,较低的临界间退火温度,马氏体岛的亚结构以孪晶马氏体为主,不过这种孪晶马氏体的组态在同样含碳量的淬火钢中比较少见。临界间退火温度升高,板条马氏体量增多;在铁素体中有马氏体相变诱发的高密度位错,有时还形成胞状结构。     

热成形钢22MnB5的Q&P工艺

采用盐浴法对热成形钢22MnB5进行了Q&P工艺(quenching and partitioningprocess)处理,研究了淬火终点温度、分配温度和分配时间对试验钢的显微组织、力学性能和残余奥氏体含量的影响。结果表明:Q&P工艺处理22MnB5钢的显微组织主要为马氏体和残余奥氏体组织,同时有一定量的碳化物析出,随着淬火终点温度和分配温度的升高或分配时间的延长,马氏体和碳化物的微观形貌会发生变化;在淬火终点温度和分配温度为325℃,分配时间为60s时得到的试样强塑积最高,达到20435MPa.%;试样的拉伸断口都显示出良好的韧性断裂特征;XRD分析表明,在Q&P工艺处理后试验钢的残余奥氏体含量可达5.5%。     

30CrMnSiA和30CrMnSiNi2A钢超高温淬火组织与性能的研究

研究了３０ＣｒＭｎＳｉＡ、３０ＣｒＭｎＳｉＮｉ２Ａ钢超高温淬火组织与力学性能关系。试验结果表明，在该钢Ａｃ３以上－２００℃超高温淬火可获得组织细小均匀的板条马氏体加残余奥氏体。控制超高温淬火加热保温时间，毁唯奥氏体化又能获得细小奥氏体晶粒，从而显著提高了该钢的强韧性。     

低碳微合金石油储罐钢回火工艺研究

以含0.012Ti大型石油储罐用钢为研究对象,分析了不同回火温度对淬火后的石油储罐用钢性能和组织的影响.结果表明回火时间相同,随回火温度的升高,钢板力学性能变化趋势并非单调性,硬度和强度先升高后降低,韧性和塑性先降低后升高.在605～635℃窄区间回火温度对金相组织演变的差异较小,没有出现本质上的不同.原轧态淬火钢经回火后的显微组织由板条贝氏体+马氏体组织逐渐转变为粒状贝氏体、板条贝氏体及回火马氏体混合组织,板条边界依然清晰可见,说明回火过程只发生回复并没有再结晶.     

添加Si对马氏体不锈钢淬火-配分组织和性能的影响

为改善马氏体不锈钢的强塑性和耐蚀性,设计制备了Si含量不同的两种氮合金化马氏体不锈钢10Cr13N钢和10Cr13Si2N钢.对实验钢进行了改变配分时间但恒定淬火终止温度和配分温度的淬火-配分处理,从显微组织和力学性能的变化规律探究添加Si元素的作用与机理.结果表明:实验钢淬火-配分处理后得到板条马氏体加残余奥氏体为主的复相组织,其强塑性配合显著高于淬火-回火状态.随配分时间的延长,两种钢组织中残余奥氏体的含量呈现先上升后下降的极值规律,这一变化对强度影响不大,但对伸长率影响较为显著.增加钢中的Si含量,有利于抑制马氏体中碳氮化物析出并提高残余奥氏体含量和稳定性,在使钢的冲击韧性略微下降的同时可显著改善钢的变形能力.     

氮对淬火-配分超级马氏体不锈钢组织和性能的影响

对超级马氏体不锈钢进行氮合金化并进行淬火-配分工艺处理,使用OM、SEM、TEM、EBSD、BSD、万能试验机和维氏硬度计等手段对不含氮和氮含量(质量分数)分别为0.23%、0.35%的三组超级马氏体不锈钢进行表征,研究了氮元素对其组织和性能的影响。结果表明：氮的添加细化了实验钢中的马氏体板条,使其平均宽度由2.93 μm减小到0.65 μm。在配分处理过程中较高的氮富集度为逆变奥氏体的生成提供了驱动力,并使其稳定到室温。在钢中添加氮元素使钢的强度和塑性均明显比0 N试验钢的高,0.23 N和0.35 N试验钢的抗拉强度和延伸率分别为1510 MPa、24.2%和1215 MPa和35.1%。由此可见,氮合金化有利于提高超级马氏体不锈钢的力学性能。     

淬火20CrNi2Mo低碳钢中大角度晶界对强度的影响

采用OM、SEM、EBSD和TEM对20CrNi2Mo钢的微观组织进行定量表征,同时讨论了位错强化(σ_d)、固溶强化(σ_ss)、析出强化(σ_d)和晶界强化(σ_g) 对试验钢强度的贡献,且利用经典的Hall-Petch关系分析了强度的有效控制单元。结果表明:随淬火温度的升高,试验钢的原奥氏体晶粒(d_r)和马氏体束(d₀)、块(d_b)等均增大,马氏体板条略微细化。同时,试验钢的强度随淬火温度的升高而降低,塑性增加;量化的四种强化方式中σ_d、σ_ss 基本不变,σ_d忽略不计,试验钢的强度变化主要取决于σ_g。此外,试验钢的强度与多层次组织间的Hall-Petch关系揭示了块是强度的有效控制单元。     

奥氏体化温度对900 MPa级HSLA钢显微组织和晶体学演变的影响

采用OM和SEM研究了奥氏体化温度对HSLA钢组织演变和低温韧性的影响.结果 表明:奥氏体化温度由850℃升高至950℃(实验钢的AC3温度为819℃)并保温30 min后,奥氏体的平均晶粒尺寸由7.22 μm增大到17.39 μm,在850～950℃淬火后的显微组织均为板条马氏体,屈服强度和抗拉强度均呈下降趋势,延伸...     

水-空交替淬火技术及其在石油套管热处理中的应用研究

以热轧25MnV钢石油套管为研究对象,通过性能测试、透射电镜等方法,对比研究了水-空-水双介质交替淬火和强化冷却淬火两种工艺对钢的组织与力学性能的影响。结果表明:水-空-水交替淬火工艺可以有效减少石油套管的淬火内应力,防止淬火裂纹的产生;在该工艺下所得下贝氏体+板条马氏体束交割分布的复相组织以及马氏体条间少量残余奥氏体等二次析出相的综合作用下,材料的冲击韧性明显提高,综合力学性能大幅改善,提高了石油套管的抗断裂失效能力和使用安全性。