超高强度马氏体基钢强韧化及疲劳性能研究进展

超高强度马氏体基钢是钢铁材料中极为重要的组成之一，是重载零部件的首选材料。随着对超高强度马氏体基钢更高强韧性的需求以及更高疲劳强度的要求，基于传统强韧化机制的复合强化新工艺、新技术被不断提出。本文总结了超高强度中碳马氏体钢、二次硬化马氏体钢以及马氏体时效钢的研究进展以及常规强韧化机制，在此基础上归纳了超高强度马氏体钢的强化新方法、新机制，并对超高强度马氏体的疲劳行为进行了分析，最后对超高强度马氏体基钢的制备及强化进行了展望。     

超高强度钢的研究进展

针对超高强度钢存在的高强度低韧性、低应力腐蚀性能等问题,综述了这类钢的性能特点、强韧化探索和制约因素,并提出细化纳米相析出技术、超高强度不锈钢、洁净钢技术、材料计算科学和特种定制材料等是超高强度钢发展的重要方向。     

汽车用先进高强钢韧性断裂模型的研究与应用进展

韧性断裂预测对汽车轻量化产品设计与成形工艺优化有着重要的意义。全面综述了强耦合型与弱(非)耦合型韧性断裂模型的发展与研究现状;重点围绕考虑加载路径与应力状态的断裂失效与成形极限曲线预测、各向异性耦合的失效模型拓展、应变速率与温度效应对材料断裂的影响等3个方面的研究现状及应用效果进行了分析介绍,其中,MMC模型、Lou-Hoh模型、MBW模型以及强耦合的剪切修正的GTN模型与Rousselier模型等在先进高强双相钢、TRIP钢、QP钢等材料上取得了良好的断裂预测效果;此外,介绍了韧性断裂模型的参数标定方法,给出了未来汽车用先进高强钢韧性断裂模型亟待解决的关键问题与发展方向。     

回火温度对超高强度钢力学性能的影响

研究了回火温度对Aermet100超高强度钢断裂韧度、冲击功、显微组织和断口形貌的影响。结果表明,Aermet100超高强度钢在高密度位错马氏体基体的影响下保持在一个很高的韧性水平。随着回火温度的升高,逆转变奥氏体含量增加,从而提高了材料的韧性。     

回火温度对超高强度钢力学性能的影响

研究了回火温度对Aermet100超高强度钢断裂韧度、冲击功、显微组织和断口形貌的影响。结果表明,Aermet100超高强度钢在高密度位错马氏体基体的影响下保持在一个很高的韧性水平。随着回火温度的升高,逆转变奥氏体含量增加,从而提高了材料的韧性。     

ULCB钢的研究开发现状与发展前景探讨

ULCB钢被国际上誉为21世纪最有前景的新一代绿色环保钢铁材料,具有广阔的应用前景。本文总结了超低碳贝氏体钢中主要添加的合金元素及其作用;综述了超低碳贝氏体钢的国内外研究现状,指出超低碳贝氏体钢具有高强度、高韧性、焊接性能优良等特点且成本低廉;分析了超低碳贝氏体钢的独特优点,并提出了今后的发展方向。     

高强钢焊接结构的潜在风险分析

目前,国内工程机械制造业大量采用高强、超高强度钢焊接结构件,虽然母材强度级别很高,但焊缝及近缝区的强韧性相对不足。焊接接头成为承载构件的薄弱区,存在一定的使用风险。针对工程机械制造中高强钢焊接结构的潜在风险进行了分析,从结构设计、材料选用、焊接匹配、工艺规范等方面展开了讨论,给出了一些规避和降低高强钢焊接构件潜在风险的建议。     

回火温度对V150钻杆钢的强韧性匹配的影响

对V150钻杆钢进行了系统的回火温度优化试验,大幅度提高了钻杆钢的冲击韧性。并通过第二相析出物的形态及数量统计,对钻杆钢的强韧性匹配规律进行了微观机理解释。结果表明,在回火温度的拐点温度以下,钻杆钢在保持V150钢级基础上,冲击韧性随回火温度升高提高了近50%。随着回火温度的升高,第二相粒子的体积分数先升后降,为钻杆钢保持高强度级别提供了优化空间,而第二相粒子由棒状趋于球化和材料基体的逐渐软化,是韧性提高的主要原因。     

Ni含量对A330M超高强度钢组织性能的影响

采用扫描电镜、透射电镜和力学性能分析等试验方法，研究了1.85%、3.85%、5.00%Ni含量对A330M超高强度钢微观组织及力学性能的影响规律。结果表明，不同Ni含量的试验钢淬火+低温回火后的微观组织主要由板条马氏体、残留奥氏体及ε碳化物组成，在1.85%～5.00%的Ni含量范围内，随着Ni含量的增加，试验钢的Ms点逐渐降低，组织中的残留奥氏体含量逐渐增加；其抗拉强度和屈服强度随着Ni含量的增加不断降低，冲击吸收能量则升高显著，冲击断口韧窝比例不断增加。对3种Ni含量的A330M钢的强韧性进行比较，3.85%的Ni含量可以获得最佳的强韧性匹配，抗拉强度为2207 MPa,冲击吸收能量为34 J。     

热成形技术在汽车轻量化中的应用与发展

高强度钢是汽车轻量化的主要材料,但钢板强度高到一定程度时传统的冷成形技术无法再满足生产需求。随着热成形技术的应用,汽车高强度钢得到了长足的发展。本文立足于汽车的轻量化理念,介绍了热成形技术的研究现状,以及热成形技术在先进高强度钢中的应用与发展。     

钢的临界区热处理(上)

钢的临界区热处理的发展已有近廿年的历程,初期的进展是缓慢的,七十年代后,由于它在改善韧性和抑制回火脆性方面的良好效果被用来改进高强度钢和超高强度钢的强韧性配合,解决大锻件回火脆性问题以及提高低温钢的低温韧性,在进一步发挥材料潜力方面取得了可喜的成果。钢的临界区热处理开始受到材料科学工作者的普遍重视,对临界区热处理的理论基础——奥氏体逆转变的机制和动力学开展了试验研究,关于塑性第二相在复相钢中对性能的影响机构进行了探索,现在临界区热处理正以前所未有的规模,在美国、瑞典、日本与苏联等地蓬勃地开展着。由于临界区热处理能够分别使锰-钼-硼系列低合金高强度钢和锰系低温钢的韧性或低温韧性达到或接近含镍高强度钢或12％Ni、9％Ni低温钢的水平,弥补了因减免镍所带来性能上的损害,所以对发展立足于我国富产元素的高强度钢和低温钢方面是有着重要意义的。本文扼要地综述了临界热处理近年来的研究和发展,分析了临界区热处理对钢力学性质的影响与组织转变的关系,肯定了细化晶粒和塑性第二相的各自贡献,并根据我们自己的工作,提出了确定临界区热处理最佳工艺参数的途径。     

热冲压成形超高强钢焊接技术的进展

超高强钢在减小车身质量的同时能保证汽车的安全性。热冲压成形超高强钢尺寸精度高、使用寿命长,已被广泛应用于汽车制造领域。目前热冲压成形钢常用的焊接技术为电阻点焊和激光焊接等。为避免热冲压成形过程中表面氧化和脱碳,通常在钢板表面预制Al-Si镀层。然而镀层的存在会导致焊接接头力学性能降低。概述了可热冲压成形的超高强度钢及其镀层技术、热冲压成形钢常用的焊接技术以及焊缝组织和焊接接头的性能,探讨了改善热冲压成形超高强度钢焊接接头性能的途径。     

低合金超高强度钢中的相变及组织控制

概述了低合金超高强度钢中所涉及的相变及组织控制方法。马氏体相变是低合金钢获得超高强度的最基本的途径,通过优化热处理或形变热处理工艺获得细化的马氏体板条是保证超高强度的关键。马氏体钢中足够的塑韧性通过适度回火来保障,回火过程中组织控制的关键是避免脆性渗碳体碳化物的析出。对低合金超高强钢起重要作用的贝氏体主要有两种,下贝氏体和无碳化物贝氏体,其中下贝氏体主要与马氏体一起形成复合组织,细化马氏体板条尺寸。无碳化物贝氏体通过得到超细亚结构或超细板条而获得超高强度,同时利用贝氏体转变的不完全性获得稳定的高碳残留奥氏体来保证塑韧性。残留奥氏体在低合金超高强钢韧性改善方面起着重要作用,Q-P(或Q-P-T)钢和TRIP钢中较多的残留奥氏体可赋予低合金超高强钢超乎寻常的高塑韧性。     

韧性断裂准则在超高强钢辊弯成形工艺中的应用

对某牌号的超高强钢进行拉伸、弯曲、V型件辊弯成形试验,对比常用的6种韧性断裂准则,得出这6种韧性断裂准则均不能给出一个适用于板料各种工艺下断裂的固定临界值。根据辊弯成形工艺特点,采用Brozzo韧性断裂准则,预测相对弯曲半径R/T=2下的超高强钢辊弯成形的破裂现象。预测结果与实验结果表明,Brozzo韧性断裂准则可以应用于超高强钢辊弯成形中。     

Co-Ni型超高强度钢的微观组织结构与力学性能

利用透射电镜、扫描电镜等试验手段研究了回火温度对2000 MPa和2200 MPa两种强度级别Co-Ni超高强度钢的微观结构、断口形貌与力学性能的影响。结果表明,两种强度级别Co-Ni超高强度钢的强化均与M2C碳化物有关。Co-Ni超高强度钢在400~450℃回火韧性出现谷值,产生的原因与板条边界存在Fe3C、M3C及M2C处于共格状态,使马氏体基体产生强烈静畸变有关,冲击试样断口微观形貌表现为准解理断裂。Co-Ni超高强度钢在480~510℃回火,马氏体板条内析出细小、弥散的M2C,粗大片状Fe3C被细小、弥散的MC取代,使其具有比较好的强韧性配合。     

核用A508-Ⅲ钢焊接材料的研制及应用

核级压力容器壳体用钢采用A508-Ⅲ钢,该钢有优良的综合力学性能.为了实现压力容器壳体环焊缝的高强度高韧性匹配,研究开发了A508-Ⅲ钢用H09MnNiMOHR埋弧焊丝、SJ16HR烧结焊剂和J557HR焊条,使用该焊接材料得到的熔敷金属具有较好的强韧性;焊接接头拉伸、冲击、落锤和无损检验等试验结果均达到ASME标准和...     

超高强度钢内螺纹冷挤压加工过程中丝锥损伤机理研究

超高强度钢内螺纹冷挤压加工技术是一种新的抗疲劳制造工艺。本文分析了该工艺特点，建立了超高强度钢内螺纹冷挤压加工系统，并研究了冷挤压成形过程中丝锥的损伤特征。     

淬火加热温度对22MnB5超高强度钢组织及性能的影响

为了优化22MnB5超高强度钢的热成形工艺并提高其综合性能,开展了淬火温度对22MnB5超高强度钢组织及性能的影响研究。分别对22MnB5超高强度钢加热至830、860、890、920、950℃温度后水淬,采用金相显微镜分析其组织状态,并通过拉伸试验、撕裂试验评价其强度及断裂韧性,采用扫描电子显微镜对断口形貌进行分析研究。结果表明,当淬火温度低于920℃时,随着温度升高,组织马氏体含量升高,材料强度不断上升,塑性较为优异。综合考量,在920℃下保温淬火,能够使22MnB5获得最佳的使用性能。     

焊接接头强度匹配和焊缝韧性指标综述

综述了焊接接头匹配的三种类型及其利弊.指出了对于强度较低的钢种,采用等强或超强匹配都是可以的,但对于高强度钢,超强匹配是不利的,等强匹配是可取的,若焊缝韧性明显降低,则采用低强匹配更为有利,它可以获得更大的韧性储备,改善抗断裂性能.关于焊缝韧性指标,根据使用的情况不同也有所不同.     

D406A超高强度钢 变壁厚薄壁圆筒旋压工艺

旋压成形是一种特殊的近净塑性成形方法,具有工装简单、成形力小、成形壁厚薄和精度高等优点．近年来在航天、兵器和民用产品中得到了飞速发展和应用。本文论述了D406A超高强度钢变壁厚薄壁圆筒旋压特点,优化处理了旋压工艺方案和工艺参数,有效提高了中直径薄壁旋压圆筒的壁厚尺寸精度,解决了超高强钢圆筒旋压中出现的圆度、母线直线度超差等问题。