中碳贝氏体钢拉伸变形中裂纹形成及扩展机制分析

残余奥氏体对中碳贝氏体钢的塑韧性起到非常重要的作用,采用贝氏体等温淬火工艺对残余奥氏体在拉伸变形作用下与裂纹形成及扩展的相互作用进行了研究.利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电镜(TEM)和电子背散射衍射(EBSD)等对试验用钢基体及拉伸后颈缩区进行表征和分析.结果表明,拉伸过程中残余奥氏体细化明显,拉伸断裂后进行组织...     

70Si3MnCrMo钢中贝氏体及其回火稳定性

 对一种新型70Si3MnCrMo钢进行了等温和连续冷却贝氏体相变热处理。利用拉伸和冲击试验研究试验钢的力学行为,利用XRD、SEM和TEM等方法对试验钢进行了相组成分析和微观组织形貌观察。研究结果表明,试验钢经等温贝氏体相变,其最佳综合力学性能出现在200 ℃回火,强塑积为26.4 GPa·%。经连续冷却贝氏体相变,其最佳综合力学性能出现在300 ℃回火,强塑积达到28.6 GPa·%。回火温度较低的情况下,热处理后的组织为由贝氏体铁素体和残余奥氏体组成的无碳化物贝氏体组织,这种无碳化物贝氏体由超细贝氏体铁素体板条而获得超高强度,由一定量的高碳残余奥氏体来保证较高的塑性和韧性。试验钢经连续冷却贝氏体相变,其贝氏体铁素体板条中出现了超细亚单元,并且残余奥氏体呈薄膜状和小块状两种形态分布于贝氏体铁素体板条之间,这两种形态残余奥氏体的稳定性不同。拉伸试样在变形过程中残余奥氏体持续发生TRIP效应,直至全部残余奥氏体都发生转变生成应变诱发马氏体,从而使钢得到更好的强、塑性配合,表现出十分优异的综合性能。     

钒微合金化对Q-P-T工艺处理的中碳钢力学性能的影响

研究了钒微合金化对Q-P-T工艺处理的0.28C-Si-Mn-Cr贝氏体钢组织与力学性能的影响。结果表明,试验钢在900℃奥氏体化进行淬火处理,350℃碳分配后,钢的组织由板条状马氏体、少量贝氏体及残余奥氏体组成。随着碳分配时间的延长,碳原子从板条马氏体扩散进入残余奥氏体,残余奥氏体含量增加,使得材料的塑性和韧性提高,拉伸强度下降。同时,随着钒含量增加,试验钢的拉伸强度增加,但塑性和韧性下降。在钒和Q-P-T工艺的双重作用下,含0.1%钒的中碳贝氏体钢获得了拉伸强度1375MPa、断后伸长率23.2%、冲击功值99.5J的综合力学性能。     

回火对Si-Mn-Mo系贝氏体钢组织性能的影响

研究了淬火后不同温度回火对Si-Mn-Mo系贝氏体钢显微组织与力学性能的影响.结果表明,采用淬火后回火的工艺可以显著提高Si-Mn-Mo系贝氏体钢的强度和塑性.淬火后300℃回火与350℃回火,该钢的力学性能相差不大,而450℃回火后强度、硬度相对较低,韧塑性略有提高.组织观察表明,该钢为贝氏体铁素体和残余奥氏体(片状和块状M-A岛)的复合组织,适当温度回火可以促进块状M-A岛分解,增加板条铁素体含量,提高残余奥氏体的机械稳定性,进而稳定其组织性能..     

30 GPa·%级中碳贝氏体钢中残余奥氏体的调控机理

为了进一步提高中碳贝氏体钢的强塑性能,研究残余奥氏体的形态及分布对中碳贝氏体钢强塑积的影响。采用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)等测试技术对不同试样的显微组织进行观测对比,利用X射线衍射测试技术(XRD)对试样的组织含量进行检测,利用拉伸试验对试样的力学性能进行检测。结果表明,Al部分取代Si能够加速贝氏体相变过程,有效细化贝氏体板条尺寸和残余奥氏体尺寸,提升残余奥氏体中的碳含量,促使形成更稳定的尺寸更小的薄膜状残余奥氏体,推迟试样颈缩的发生,试样伸长率有大幅度的提升。其中,300 ℃等温淬火8 h工艺条件下,0.26Si-1.1Al试样的强塑积提升至30 GPa·%级别。     

控轧控冷工艺参数对不同微合金体系的460 MPa级高强韧海工钢板组织性能的影响

试验分析了控轧控冷工艺参数对不同微合金体系的460 MPa级高强韧海工钢板组织性能的影响。试验结果表明：Nb、Ti微合金化的基础上加入适量的Ni元素能改善钢的强度和韧性,尤其是钢在低温下的冲击性能;采用大的压下量即第二阶段的轧制总压下率一般应略大于70%,有助于钢的晶粒细化,获得组织类型为多边形铁素体+准多边形铁素体+针状铁素体+粒状贝氏体和一些弥散的分布的珠光体和残余奥氏体,进而改善钢的最终性能。     

残留奥氏体对微纳贝氏体钢塑韧性的影响

采用高碳和中碳低温贝氏体转变工艺(0.95C钢为200℃等温10 d,0.30C钢为320℃等温1 d)研究了残留奥氏体对微纳结构钢塑韧性的影响,对不同试样的显微组织、各相体积分数、伸长率和冲击韧性进行观察、检测和分析。试验结果表明,中碳钢贝氏体转变的塑韧性明显高于高碳钢贝氏体转变,主要原因是中碳钢贝氏体转变中存在一定的亚微米级薄膜状残留奥氏体,在拉伸或冲击过程中引起的残留奥氏体的塑性变形,使断裂的能量增加,可以显著提高样品的塑韧性。     

淬火碳配分工艺下贝氏体/铁素体复相钢的组织和性能

采用SEM、TEM、EPMA、XRD、室温拉伸等实验手段,对两相区保温-贝氏体区淬火配分(IQPB)工艺下不同淬火碳配分温度和时间热处理后的组织和性能进行研究。结果表明,实验用钢经IQPB工艺处理后,室温组织主要由铁素体+贝氏体+残余奥氏体组成。两相区保温后,C、Mn元素在马氏体(原奥氏体)中富集,其含量分别为基体平均值的1.47倍和1.16倍。随淬火配分温度降低,贝氏体体积分数增加,组织细化,马氏体/奥氏体小岛数量增多。随着配分温度升高及配分时间增加,实验钢室温组织中残余奥氏体含量增加,抗拉强度降低,断后伸长率提高,加工硬化行为持续发生。综合不同配分温度和时间,400℃淬火进行10min配分处理时,抗拉强度达1 107MPa,伸长率达24%,此时强塑积可达26 568MPa·%。     

热处理工艺对低温贝氏体钢力学及搅拌磨损性能的影响

设计了一步和两步低温贝氏体转变热处理工艺,讨论了不同热处理工艺对低温贝氏体显微组织、力学及搅拌磨损性能的影响。结果表明,不同低温贝氏体热处理工艺后试验钢组织均由微纳尺度的贝氏体板条和奥氏体组成。其中,一步低温工艺中随着温度由300℃降至250℃,贝氏体板条尺寸由95nm降至65nm,奥氏体体积分数也由28.1%减少至19.9%;两步低温贝氏体转变工艺可显著细化不稳定块状奥氏体,具有优良的强韧性匹配,抗拉强度达到1857MPa,伸长率和V型缺口冲击功分别达到10.59%和11J。与一步低温工艺(300、250℃)相比,两步低温贝氏体转变工艺的搅拌磨损性能分别提高了11.8%和31.4%,表现出了更优的搅拌磨损性能,这主要与其更优异的塑韧性有关。     

锰对贝氏体钢中残余奥氏体回火稳定性的影响

为探索锰含量的变化(锰质量分数为0.1%(0.1Mn钢)和1.5%(1.5Mn钢))对无碳化物贝氏体钢中残余奥氏体(RA)回火稳定性的影响,利用扫描电镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)及透射电镜(TEM)等试验方法对残余奥氏体稳定性和力学性能的变化规律进行研究。结果表明,0.1Mn钢的热轧态组织主要是由粒状贝氏体(GB)+板条贝氏体(LB)组成,而1.5Mn钢的热轧态组织主要以板条贝氏体为主,且1.5Mn钢中残余奥氏体含量较高,屈服强度和抗拉强度均优于0.1Mn钢。在经过300～500℃回火后,残余奥氏体体积分数逐渐下降至完全分解,屈服强度和抗拉强度均表现为先升高后降低,但伸长率逐步增加。300℃回火性能最佳,原因主要是由于残余奥氏体在300℃回火中,块状残余奥氏体分解为过饱和马氏体/贝氏体,碳从过饱和马氏体/贝氏体中扩散至邻近残余奥氏体中使其含量增加,热稳定性得到提高,在拉伸的过程中产生了TRIP效应,从而使试验钢的强塑性得到提升。1.5Mn钢的性能明显优于0.1Mn钢,因为锰可以与碳产生协同作用共同促进奥氏体的稳定,提高伸长率,另外锰含量的增加使碳当量也提高,强度增强。基于修...     

基于退火路径的中锰钢组织转变与力学性能

为了更好地指导中锰钢工业试制,利用扫描电镜、电子背散射衍射、透射电镜和拉伸试验机等研究了不同退火路径下低碳中锰钢的组织转变及合金元素配分行为,并评价了其对力学性能的影响.结果表明,热轧中锰钢的显微组织主要由铁素体、板条马氏体、粒状贝氏体和残余奥氏体构成.经冷轧变形后,原组织中的铁素体和马氏体晶粒破碎,残余奥氏体和M/A...     

无碳化物贝氏体耐磨钢板组织与性能的研究

研究了无碳化物贝氏体耐磨钢板组织、力学性能及焊接性能。结果表明,在低碳贝氏体钢基础上,通过加入一定量的硅元素,利用其在贝氏体组织转变过程中抑制碳化物析出作用,得到由非等轴铁素体加马氏体和残余奥氏体(M-A)岛或由板条状铁素体及其板条间残余奥氏体(Ar)膜组成的无碳化物贝氏体组织,以此得到既具有高强度、高硬度,又具有较高的低温冲击韧性,同时具有较好的焊接性能。     

热处理工艺对高碳贝氏体钢的组织与性能影响

以轴承用高碳贝氏体钢为研究对象,采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪及硬度计等手段研究了不同奥氏体化温度对贝氏体钢组织形成及性能的影响,遴选出最优的奥氏体化工艺,同时对比了不同贝氏体等温转变后有无Ce元素添加的高碳贝氏体钢的力学性能.试验结果表明,950℃奥氏体化温度得到的组织中无明显的大颗粒未溶碳化物,组织尺寸和硬度性能...     

不同工艺下低碳Mn-Si钢的组织与力学性能

通过Gleeble-1500热模拟压缩试验,借助光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射及拉伸试验等,研究一种低碳Mn-Si钢在基于热轧动态相变的热轧TRIP钢工艺和基于贝氏体等温处理工艺下的组织与力学性能,比较了通过两种工艺获得的不同复相组织状态对材料的加工硬化能力的影响.结果表明:实验钢在基于动态相变的热轧TRIP钢工艺下获得了以细晶铁素体为基体和贝氏体、残余奥氏体组成的复相组织,而在基于贝氏体等温处理工艺下得到了以板条贝氏体为基体和残余奥氏体组成的复相组织,前者中残余奥氏体含量较高且其碳含量也较高.实验钢具有以板条贝氏体为基体的复相组织时屈服强度和抗拉强度较高;但由于残余奥氏体稳定性较差,实验钢的加工硬化能力较弱,导致其均匀延伸率和总延伸率较小.      

高碳贝氏体钢的低温转变组织与性能

摘要：采用光学与扫描电子显微镜、X射线衍射等手段研究了不同等温温度（300、250、200℃）对于高碳（质量分数0.79%）贝氏体钢低温转变样品的相含量、组织尺寸和力学性能的变化规律。结果表明,随贝氏体等温温度的降低,贝氏体最终转变量更高,贝氏体铁素体板条和薄膜状残余奥氏体宽度、块状残余奥氏体尺寸减小,抗拉强度升高,塑韧性降低。300℃的贝氏体抗拉强度为1525MPa,贝氏体铁素体宽度是116nm,而200℃的贝氏体铁素体板条尺寸达到62nm,抗拉强度达到1 928MPa。研究发现,在未充分转变的贝氏体样品中,尺寸大于4.7μm的块状残余奥氏体在冷却过程中易发生马氏体相变,而小于该尺寸的残余奥氏体比较稳定,可以保留到最终组织中。     

残留奥氏体对微纳贝氏体钢塑韧性的影响

采用高碳和中碳低温贝氏体转变工艺（095C钢为200℃等温10d,030C钢为320℃等温1d）研究了残留奥氏体对微纳结构钢塑韧性的影响,对不同试样的显微组织、各相体积分数、伸长率和冲击韧性进行观察、检测和分析。试验结果表明,中碳钢贝氏体转变的塑韧性明显高于高碳钢贝氏体转变,主要原因是中碳钢贝氏体转变中存在一定的亚微米级薄膜状残留奥氏体,在拉伸或冲击过程中引起的残留奥氏体的塑性变形,使断裂的能量增加,可以显著提高样品的塑韧性。     

Mechanical Property and Microstructural Characterization of C-Mn-Al-Si Hot Dip Galvanizing TRIP Steel

 Mechanical properties and microstructure in high strength hot dip galvanizing TRIP steel were investigated by optical microscope (OM), transmission electron microscope (TEM), X-ray diffraction (XRD), dilatometry and mechanical testing. On the heat treatment process of different intercritical annealing (IA) temperatures, isothermal bainitic transformation (IBT) temperatures and IBT time, this steel shows excellent mechanical properties with tensile strength over 780 MPa and elongation more than 22%. IBT time is a crucial factor in determining the mechanical properties as it confirms the bainite transformation process, as well as the microstructure of the steel. The microstructure of the hot dip galvanizing TRIP steel consisted of ferrite, bainite, retained austenite and martensite during the short IBT time. The contents of ferrite, bainite, retained austenite and martensite with different IBT time were calculated. The results showed that when IBT time increased from 20 to 60 s, the volume of bainite increased from 14.31% to 16.95% and the volume of retained austenite increased from 13.64% to 16.28%; meanwhile, the volume of martensite decreased from 7.18% to 1.89%. Both the transformation induced plasticity of retained austenite and the hardening of martensite are effective, especially, the latter plays a dominant role in the steel containing 7.18% martensite which shows similar strength characteristics as dual-phase steel, but a better elongation. When martensite volume decreases to 1.89%, the steel shows typical mechanical properties of TRIP, as so small amount of martensite has no obvious effect on the mechanical properties.     

Ms以下温度等温淬火对中碳贝氏体钢相变和性能影响

摘要：设计了马氏体起始相变温度（Ms）以上和以下2个不同温度等温淬火试验，结合热膨胀仪、扫描电镜显微组织、X光衍射和拉伸试验等试验手段，研究了对比于Ms以上温度等温淬火试验，Ms以下等温淬火对中碳贝氏体钢相变、组织和性能的影响。结果表明，贝氏体相变可以发生在Ms温度以下，且其相变动力学被明显促进。相比于Ms以上温度等温淬火，Ms温度以下等温淬火虽然可以加速相变动力学，但导致强度和伸长率下降，因此降低了最终的力学性能。这主要是因为Ms温度以下等温淬火试样组织内部出现了大量的回火无热马氏体（AM）和少量的贝氏体和残余奥氏体（RA）。因此，Ms温度以下等温淬火热处理后的组织性能未必优于Ms温度以上等温处理后组织性能，这主要取决于具体的成分和工艺。