贝氏体等温温度对超高强冷轧TRIP钢组织性能的影响

将C-Si-Mn钢加热至800℃保温120 s后,分别快速冷却至350～410℃保温600 s以模拟贝氏体等温转变工艺。通过扫描电镜(SEM)和拉伸测试的方法研究了贝氏体等温温度对超高强相变诱导塑性钢(TRIP钢)微观组织和力学性能的影响规律。结果表明,冷轧TRIP钢的微观组织由铁素体、贝氏体、马氏体和残余奥氏体组成;贝氏体和残余奥氏体形成于等温转变阶段,而马氏体形成于等温后的终冷阶段。随着贝氏体等温温度增加,固溶C原子扩散系数提高,促进残余奥氏体中碳化物的析出。因此,奥氏体中的平均固溶C含量降低,使得TRIP钢残余奥氏体分数降低,马氏体体积分数增加。贝氏体等温温度由350℃增加至410℃时,TRIP钢屈服强度由720 MPa降低至573 MPa,抗拉强度由1 195 MPa提高至1 312 MPa,伸长率A_(80)由17.8%降低至12.5%。贝氏体等温温度为350℃时,冷轧TRIP钢具有优良的综合力学性能,强塑积达到21 270 MPa·%。     

贝氏体等温时间对超高强冷轧相变诱导塑性钢组织性能的影响

将C-Si-Mn钢加热至800℃保温120 s后,分别快速冷却至350℃保温100~1 000 s以模拟贝氏体等温转变工艺。通过扫描电镜(SEM)和拉伸测试的方法研究了贝氏体等温时间对超高强冷轧相变诱导塑性钢(TRIP钢)微观组织和力学性能的影响规律。结果表明,冷轧TRIP钢的微观组织由铁素体、贝氏体、马氏体和残余奥氏体组成。贝氏体和残余奥氏体形成于等温转变阶段,而马氏体形成于等温后的终冷阶段。随着贝氏体等温时间增加,促进了过冷奥氏体向贝氏体转变,固溶C原子充分向剩余奥氏体中富集。因此,过冷奥氏体中的平均碳含量增加,使得冷轧TRIP钢残余奥氏体分数提高,马氏体体积分数下降。贝氏体等温时间由100 s延长至1 000 s时,冷轧TRIP钢屈服强度由596 MPa提高至692 MPa,抗拉强度由1 455 MPa降低至1 138 MPa,屈强比由0.41提高至0.61,伸长率(A80)由6.3%提高至18.9%。贝氏体等温时间为1 000 s时,冷轧超高强TRIP钢具有优良的综合力学性能,最大强塑积达到21 510 MPa·%。     

节镍型奥氏体不锈钢1Cr17Mn9Ni4N的组织和力学性能

从热处理工艺对室温拉伸性能的影响和试验温度对拉伸性能的影响两个方面分析了1Cr17Mn9Ni4N钢组织和力学性能之间的关系。试验结果表明：随着固溶处理温度(950～1075℃)的提高,强度降低、塑性提高;水冷或空冷对力学性能的影响不大;材料的锻比对力学性能具有一定的影响;与同类钢相比,1Cr17Mn9Ni4N钢具有优异的室温和低温力学性能。该钢在低温变形时的TRIP效应是低温综合力学性能良好的根本原因。     

固溶温度对超级双相不锈钢S32750板材组织和耐蚀性的影响

研究了920～1100℃固溶处理温度对S32750钢中板(%:0.022C、25.35Cr、7.17 Ni、4.05Mo、0.28N)组织和6%FeCl₃+0.05NHCl溶液耐蚀性的影响。结果表明,≤1000℃固溶处理时,钢中析出脆性σ-相,铁素体含量≤11%,钢的硬度增加,钢的塑性、韧性和耐蚀性急剧下降,于1050～1100℃固溶处理,钢中组织为46%～47%铁素体+奥氏体组织,具有良好的综合力学性能和高的耐蚀性。     

固溶温度对17Cr-1Ni-3Mn-0.12N经济型不锈钢组织及力学性能影响

针对一种新成分体系17Cr经济型不锈钢，通过室温拉伸试验、显微组织观察、X射线衍射等手段，研究了不同固溶温度对17Cr不锈钢显微组织和力学性能的影响，遴选出最佳的热处理温度区间，同时明确了固溶温度对该类型不锈钢奥氏体稳定性的影响。结果表明，17Cr不锈钢在900～1 000℃固溶处理会发生上下屈服，1 200℃固溶处理不发生相变诱导塑性(TRIP)效应，其最佳的固溶处理温度区间为1 050～1 150℃。不同固溶温度处理后试验钢均呈现铁素体、奥氏体和马氏体三相并存的组织；随着固溶温度升高，淬火马氏体相变发生率先降后增，奥氏体的热力学稳定性先升高后下降，同时TRIP效应减弱、抗拉强度降低、断后伸长率提高，奥氏体力学稳定性升高。分析拉伸试样断口可知，试样由马氏体处起裂呈解理断裂，而铁素体在断裂过程中阻碍了裂纹扩展。本研究为经济型双相不锈钢成分及显微组织设计提供了新的思路和理论基础。     

固溶处理对00Cr25Ni7Mo4N双相不锈钢组织和力学性能的影响

研究了真空感应炉(6.5 kg锭)熔炼的00Cr25Ni7Mo4N钢(%:0.007～0.009C、24.50～24.84Cr、6.92～6.99Ni、3.65～3.72Mo、0.27～0.30N)的相比例和固溶处理温度对钢的组织和力学性能的影响。结果表明,随固溶温度由1 050℃增至1 200℃,钢中铁素体含量由48%～50%提高至53%～55%。当固溶温度由1 050℃提高至1100℃,钢的强度下降,伸长率和冲击韧性增加,当固溶温度由1 100℃提高至1 200℃,钢的强度增加,伸长率和韧性降低,该钢最佳固溶温度为1 100℃±50℃。     

退火工艺及变形对含铌TRIP 800钢显微组织和力学性能的影响

采用静态拉伸试验、定量彩色金相和X射线衍射等方法,研究了含铌TRIP 800钢的微观组织和力学性能,采用EBSD分析了形变量对残余奥氏体体积分数的影响规律.结果表明,在亚临界加热温度为800℃,400℃贝氏体区等温条件下,含铌TRIP 800钢的显微组织中残留奥氏体量约为12%,强塑积最高可达22.185GPa%;随着形变量增大,残余奥氏体体积分数减小,塑性变形初期残余奥氏体转变比率最大.     

固溶温度对节约型双相不锈钢TRIP/TWIP行为的影响

 通过微拉伸、电子背散射（EBSD）、透射电子显微镜（TEM）等手段,研究了具有亚稳奥氏体相的节约型双相不锈钢在1 000～1 200 ℃范围内不同固溶温度下的组织与性能的演变规律;探讨了固溶温度对形变诱导塑性（TRIP/TWIP）的作用机制。结果表明,随着固溶温度的升高,抗拉强度与伸长率均先升高后降低,而亚稳奥氏体相比例由74%（1 000 ℃）降低到37%（1 200 ℃）;1 050 ℃固溶时,试验钢表现出最佳综合性能,抗拉强度达到960 MPa,伸长率达到62%,强塑积达到60 GPa·%。在经拉伸变形的微观结构中形变诱导马氏体与形变孪晶共存,表明试验钢中亚稳奥氏体相的变形机制主要受TRIP及TWIP共同控制,从而导致其塑性变形过程呈现多阶段应变硬化特征,而钢中铁素体相的变形机制主要变形为位错的滑移。     

碳含量及热处理工艺对 0Cr18Ni10Ti力学性能和组织的影响

研究了碳含量及热处理工艺对0Cr18Ni10Ti钢组织和力学性能的影响规律。结果表明,合金元素碳可以有效抑制晶粒长大,有利于提高力学性能,同时降低钢中铁素体含量。固溶温度低于1 080℃时,钢的晶粒尺寸较细小,强度较高;固溶温度超过1 080℃,晶粒迅速长大,强度明显降低,塑韧性有所提高。综合考虑后认为,碳含量应控制在0. 05%～0. 07%,固溶温度为1 050～1 080℃。     

连续退火的无Si TRIP钢的组织和力学性能

在实验室用Gleeble3500热模拟试验机制备了一种无Si TRIP钢.利用拉伸试验机、扫描电镜、透射电镜、X射线衍射以及热膨胀仪对其力学性能、微观组织和相变规律进行研究,在此基础上分析了贝氏体相变温度和时间对力学性能和残余奥氏体的影响.无Si TRIP钢呈现出良好的整体力学性能,抗拉强度分布在740~810 MPa,延伸率均在25%以上,最高可达32%以上;贝氏体等温温度为420℃时能获得最佳的综合力学性能,抗拉强度随贝氏体相变时间增加而下降,延伸率随之上升,而屈服强度没有显著变化.无Si TRIP制的铁素体晶粒大小约为3~4μm,比含Si TRIP钢铁素体晶粒细小;残余奥氏体的体积分数在8%~10%,比含Si TRIP钢低约3%;420℃保温300 s后贝氏体相变基本结束,而碳的扩散仍然在进行;无Si TRIP钢贝氏体相变速率比含Si TRIP钢快,贝氏体相变总量也更多.      

低碳中锰热轧TRIP钢退火工艺及组织演变

研究了第三代高强度高塑性TRIP钢的退火工艺对性能的影响和组织演变规律.热轧后形成的原始马氏体与临界退火时形成的残余奥氏体使TRIP钢具有良好的强度和塑性.结果表明:实验用钢可获得1000MPa以上的抗拉强度和30%以上的断后延伸率,且强塑积>30 Gpa·%;退火温度和保温时间对钢的力学性能具有显著影响,热轧TRIP钢临界退火温度为630℃,保温时间18 h时,实验用钢能获得最佳的综合力学性能.      

Effect of alloying elements on the microstructure‐property relationship in thermomechanically processed C‐Mn‐Si TRIP steels

The effect of additions of Nb, Al and Mo to Fe‐C‐Mn‐Si TRIP steel on the final microstructure and mechanical properties after simulated thermomechanical processing (TMP) has been studied. The laboratory simulations of discontinuous cooling during TMP were performed using a hot rolling mill. All samples were characterised using optical microscopy and image analysis. The volume fraction of retained austenite was ascertained using a heat tinting technique and X‐ray diffraction measurements. Room temperature mechanical properties were determined by a tensile test. From this a comprehensive understanding of the structural aspect of the bainite transformation in these types of TRIP steels has been developed. The results have shown that the final microstructures of thermomechanically processed TRIP steels comprise ~ 50 % of polygonal ferrite, 7 ‐12 % of retained austenite, non‐carbide bainitic structure and martensite. All steels exhibited a good combination of ultimate tensile strength and total elongation. The microstructure‐property examination revealed the relationship between the composition of TRIP steels and their mechanical properties. It has been shown that the addition of Mo to the C‐Si‐Mn‐Nb TRIP steel increases the ultimate tensile strength up to 1020 MPa. The stability of the retained austenite of the Nb‐Mo steel was degraded, which led to a decrease in the elongation (24 %). The results have demonstrated that the addition of Al to C‐Si‐Mn‐Nb steel leads to a good combination of strength (~ 940 MPa) and elongation (~ 30 %) due to the formation of refined acicular ferrite and granular bainite structure with ~7 ‐ 8 % of stable retained austenite. Furthermore, it has been found that the addition of Al increases the volume fraction of bainitic ferrite laths. The investigations have shown an interesting result that, in the Nb‐Mo‐Al steel, Al has a more pronounced effect on the microstructure in comparison with Mo. It has been found that the bainitic structure of the Nb‐Mo‐Al steel appears to be more granular than in the Nb‐Mo steel. Moreover, the volume fraction of the retained austenite increased (12 %) with decreasing bainitic ferrite content. The results have demonstrated that this steel has the best mechanical properties (1100 MPa and 28 % elongation). It has been concluded that the combined effect of Nb, Mo, and Al addition on the dispersion of the bainite, martensite and retained austenite in the ferrite matrix and the morphology of these phases is different than effect of Nb, Mo and Al, separately.     

高强TRIP钢的动态力学性能

将Si-Mn系双相钢（DP钢）作为对比钢种,分析研究了高应变速率下600 MPa级Si-Mn系TRIP钢及含Al、Ni的1000 MPa级TRIP钢的显微组织及其动态力学性能.对DP钢而言,其抗拉强度随着应变速率的增大而升高,断裂延伸率则由于绝热温升的作用也呈上升趋势;对TRIP钢而言,随着应变速率的增大,其抗拉强度不断增大,断裂延伸率先减小后增大,但无法达到其静态拉伸时的塑性水平,这是由于在动态拉伸条件下奥氏体向马氏体的渐进式转变被抑制造成的.此外,在相同应变速率下测得的TRIP钢的绝热温升始终比DP钢高,而这部分高出的热量应当来自于在动态变形条件下TRIP钢中发生TRIP效应后释放的相变潜热.      

两相区退火温度对TRIP钢组织性能的影响

 针对600 MPa级别TRIP钢,进行了760、780、800、820、840、860 ℃两相区退火温度试验,利用扫描电镜和拉伸试验机等设备,分析了其对应的组织比例和力学性能检验结果,得出结论：随着两相区退火温度的升高,铁素体体积分数逐渐减少,钢板的抗拉强度值不断增加,但伸长率值却先下降再升高,在820 ℃伸长率有最大值,这与820 ℃时较高残余奥氏体体积分数和最大残奥中碳质量分数相对应,说明TRIP效应可以改善钢板的塑性指标,获得最佳强塑组合;在800～820 ℃的两相区转变温度范围内,强塑积可以达到2.17×104 MPa·%,为600 MPa级TRIP钢退火工艺提供了实际指导。     

基于动态相变的C Si Mn系热轧相变诱导塑性钢

 利用热模拟压缩变形,扫描电子显微镜(SEM),X射线衍射(XRD)以及金相实验,探讨了用过冷奥氏体动态相变控制低碳硅锰系相变诱导塑性(TRIP)钢组织的工艺过程,并初步研究了不同工艺条件下组织与性能的关系。结果表明：采用过冷奥氏体动态相变工艺控制TRIP钢的组织是可行的,用相应工艺得到的TRIP钢的抗拉强度达到Rm=900 MPa,伸长率A=24%。     

退火温度对退火马氏体基TRIP钢显微组织和力学性能的影响

将C-Si-Mn系TRIP钢通过完全淬火和两相区退火相结合的工艺,得到一种以退火马氏体为基体的TRIP钢（简称TAM钢）,并对比分析了TAM钢在不同温度退火后的显微组织和力学性能.结果表明,TAM钢经退火后的显微组织特征为精细规整的板条退火马氏体基体、片状残余奥氏体和贝氏体/马氏体组成的混合组织.这种组织降低了基体的硬度以及基体和第二相之间的强度比,减少了基体的位错密度.随着退火温度的提高,退火马氏体基体的板条形态逐渐消失,新生马氏体/贝氏体的团状混合组织逐渐增多.当退火温度为780℃时,综合力学性能优异,抗拉强度为1130 MPa,延伸率可达20%,强塑积为22600 MPa·%.当退火温度较低时,残余奥氏体主要以片状存在于退火马氏体板条间,有利于TRIP效应的发生.      

退火时间对冷轧中锰TRIP钢组织和力学性能的影响

采用CCT-AY-Ⅱ型钢板连续退火机模拟分析了退火时间对中锰TRIP钢0.1C-7Mn组织性能的影响规律.利用扫描电镜、透射电镜、电子背散射衍射和X射线能量色散谱等研究了不同工艺下制备的0.1C-7Mn钢的微观组织和成分,利用X射线衍射法测量了残留奥氏体量,利用拉伸试验测试了其力学性能.0.1C-7Mn钢在650℃保温3 min退火后获得最佳的综合力学性能,其强度为1329 MPa,总延伸率为21.3%,强塑积为28 GPa·%.分析认为,0.1C-7Mn钢的高塑性是由亚稳奥氏体的TRIP效应和超细晶铁素体共同提供的,而高强度是由退火冷却过程中奥氏体转变的马氏体和拉伸变形过程中TRIP效应转变的马氏体的强化作用造成的.      

热轧高锰TRIP/TWIP钢组织性能研究

利用控轧控冷工艺开发了锰质量分数为18.8%的热轧高锰TRIP/TWIP钢板,分析了轧制工艺参数对热轧高锰钢组织和性能的影响,讨论了实验钢的断裂机理。结果表明：通过控轧控冷方法可以热轧出抗拉强度达到940 MPa左右,断裂伸长率在40%以上的高锰钢板。冷却速度和卷取温度等工艺参数对实验钢组织性能影响不是非常明显。高锰钢优异的力学性能是TRIP和TWIP效应共同作用的结果。高锰钢拉伸呈韧性断裂,裂纹多沿奥氏体/马氏体晶界萌生、扩展。