低碳马氏体板条间的薄膜状残余奥氏体

板条马氏体间薄膜状的残余奥氏体,可以使裂纹钝化、分叉或转向,可以在裂纹前缘产生马氏体转变并形成有益的压应力,使断裂韧性、冲击韧性与疲劳性能改善。在几种低碳的合金钢中已报导存在板条间薄膜状残余奥氏体。本文通过明场暗场象与电子衍射班点的标定,确定正常奥氏体化温度淬火的铁碳(20钢,M_s430℃)、低合金(15MnB,Ms410℃;18CrMnTi,Ms346℃)与中合金(18Cr_2Ni_4W,Ms315℃;25SiMn_2CrNiMoV,Ms260℃)低碳钢中,均存在10~2—10~3A厚的板条间残余奥氏体(见图),每秒钟降温11280℃的高速淬火与淬火后液氮中放置七个月,并未改变上述低碳钢中板条间薄膜状残余奥氏体的形态与存在。试验表明,低碳马氏体中板条间薄膜状残余奥氏体的形成与工艺条件及化学成份无关,应取决于相变时碳原子偏聚、旋转边界或不相关的成核核长等低碳马氏体特有的相变特点。本文认为,板条间薄膜形式存在是低碳马氏体中残余奥氏体的普遍形态。在一定条件下淬火态低碳马氏体具有高的断裂韧性、冲击韧性与疲劳裂纹扩展抗力,板条间薄膜状残余奥氏体的存在是重要原因之一。     

贝菌体的形态与碳化物

本文就有关含硅钢贝菌体的形态特征与碳化物沉淀机制,用透射电镜技术对35CrMnSi钢在220℃至420℃等温区间,不用的等温时间发生的贝菌体相变做了详细地观察,主要得出下面的一些结果。(1)贝菌体形态在350℃存在一条明显的转变分界线,这类似于已报导的在350℃出现的上下贝分界线。在350℃以下单个贝菌铁素体条(片)的边界清晰,其形态有两种,一种贝菌铁素体板条平行束状排列,一种是片状,出现于290℃以下。碳化物与奥氏体组成的条议分布于边界或伸入内部分割成亚板条结构。350℃以上出现的上贝菌体,其板条边界消失,平行排列的粗大的碳化物—奥氏体条纹基本上是平行于贝菌体的长轴,其双轨式,分叉式等差别仅是受扩散控制而引起的形貌上的差异而已。     

Cr—Ni—Mn—V奥氏体热作工具钢的强韧化

合金元素和热处理对奥氏体热作工具钢机械性能的影响,是由于VC的析出而得以强化的。用Mn代替Ni增加了钢的强度和硬度,因为固溶处理后钢中溶解的C和V含量增加了。0.5％C—10％Cr—8％Ni—13％Mn—2％V的奥氏体钢用1200℃以上的温度固溶处理和700℃经7小时时效可以获得屈服强度σ0.2高于120kg/mm~2和硬度高于HRc45的结果。在形变热处理时,钢在1150～1200℃热轧之后立刻水淬,再在700℃时效,对改善钢的塑性和韧性很有效,因为钢的再结晶会引起晶粒的细化。分步时效处理,C和V含量的增加以及B的加入也可以改善钢的塑性和韧性。     

利用EBSD技术研究应变诱导相变过程

目前,日本,韩国和中国都在开展超级钢研究。主要目标之一是实现铁素体的超细化,进而使钢的强度和使用寿命提高一倍。一个行之有效的途径是通过应变诱导铁素体相变,即使奥氏体过冷到尽可能低的温度,在稍高于Ar3对奥氏体进行高速大应变。超细化的主要原因被认为是奥氏体在大应变下自由能大幅度提高,从而使铁素体获得大的相变驱动力,特别是形核率。近期对应变诱导相变过程的组织变化观察表明,转变过程中不仅发生了相变,还会出现铁素体的动态再结晶。此外,在一定条件下还在转变后期出现渗碳体,即珠光体转变;对纯净的碳素钢,当形变温度在A3附近…     

球铁表面激光重熔层及各物相区结合界面附近的相变特性

采用光学显微镜和扫描电子显微镜对球墨铸铁激光表面重熔和淬火的显微组织形成进行详细分析,研究了激光快速加热和冷却过程中的相变特性和原始物相加热状态之间的关系。发现在激光重熔处理后的熔合区附近的过热区,产生了较细小的“巍氏组织”,观察到了在奥氏体晶粒内部直接形核的铁素体。分析了C、Fe原子在石墨和铁素体界面间可以互扩散的条件,证明了C原子向铁素体中的扩散可以在固态中进行,Fe原子向石墨中的溶入只有在形成液相时才能进行,当石墨中扩散一定量的Fe元素之后,冷却时会导致石墨区域的变异。提出铁素体基球墨铸铁激光淬火后的马氏体可能是由过饱和的δ-铁素体直接转变而来的过饱和的α-铁素体(马氏体),没有中间的γ-奥氏体状态出现的观点。指出球墨铸铁经过激光表面重熔或淬火处理后,由于快速加热和快速冷却,所获得的相应的显微组织细小,重熔后的表面层显微组织为离异共晶白口铸铁显微组织,其物相够成Fe_3C+马氏体的混合组织。重熔后能获得球墨铸铁与白口铸铁的复合材料。     

Fe—Mn—Mo—V—N钢的分析电子显微镜研究

低碳Fe—Mn—Mo—V—N钢是我国研制的一种工程机械用钢,具有较高的强度和韧性。本文用分析电子显微镜,研究了此钢在不同回火温度下显微组织的变化规律和对机械性能的影响,探讨了此钢的强韧化机理。选区电子衍射测定了各种碳化物与基体的取向关系,发现Mo_2C与基体间可能存在着新的取向关系。此钢经950℃奥氏体化水淬后,强度可达100kg/mm~2以上,淬火组织为典型的位错型板条马氏体,无孪晶型马氏体。200～400℃回火,板条间和内部析出相为渗碳体。     

TRIP钢微观组织的TEM观察

TRIP钢有着高强度与高延伸率组合的力学性能，因而成为一种优良的汽车用钢，其优异的力学性能源于独特的显微组织和各相之间的优化组合，传统低碳低合金TRIP钢主要由铁素体（F）、贝氏体（B）和残余奥氏体（Ar）等组成。其中Ar在变形过程中发生马氏体相变，由相变诱发塑性，一方面强化基体，另一方面提高均匀的伸长率，使钢在具有高强度的同时又有良好的塑性。因此，TRIP钢的组织结构鉴别，尤其是应变后钢中由残余奥氏体相变得到的马氏体（M）和其他组织的鉴别显得尤为重要。     

20Cr钢C—N共渗层的电镜研究

本文用200CX电子显微镜研究780℃热处理后的20Cr钢的C—N渗层精细结构。因为20Cr钢的共渗温度正好处于(α+γ)两相区,所以共渗层的组织状态与单相奥氏体共渗时组织状态有很大差别。 20Cr钢用于制造轻工机械另件,由于尺寸小,精度要求高,常规的860℃奥氏体单相区C—N共渗难以保证另件的热处理形变不超出设计规范,考虑到这类另件一般承载荷不大,故渗层可以较浅(0.2～0.4毫米),热处     

奥氏体—珠光体异种钢焊接边界的TEM原位观察

焊接边界又称熔合线,是液态金属与固态母金属之间的交界面,对奥氏体—铁素体类异种钢焊接来说,该处组织和成分变化剧烈。本工作首次用透射电镜观察了焊接边界的各种组织形态。在Cr18Ni13—45钢焊接接头中发现有两种焊接边界。一种是类马氏体(M)/铁素体(F)边界(图1a);一种是类马氏体(M)/类珠光体(P)边界(图1b)。在焊接边界两侧用x射线能谱分析测得Cr含量从4.6％徙降到1.5％左右,Ni含量从3.8％徙降到0.6％左右。在12Cr1MoV珠光体耐热钢—Inconel-82镍基合金的焊接接头中发现有两条焊接边界。一条是奥氏体(A)/类马氏体(M)边界(图2),其中奥氏体内位错密度很高,     

EBSD研究热变形双相不锈钢的微区取向分布

利用电子背散射衍射(EBSD)技术分析了两种热模拟单向压缩条件下(变形温度为1 050℃,应变速率为0.1 s-1和变形温度为1 150℃,应变速率为1 s-1)2507超级双相不锈钢的微区取向分布。结果表明:实验钢的铁素体在两种实验条件下均可形成〈001〉和〈111〉织构;奥氏体在变形温度为1 150℃,应变速率为1 s-1条件下获得更多数量的以Σ3为主的CSL特殊晶界;两种实验条件下,2507超级双相不锈钢中铁素体和奥氏体均发生了动态再结晶;在铁素体向奥氏体转变过程中,奥氏体可以在铁素体晶界处生成,也可以在铁素体晶粒内部形成。     

Li_2O—TiO_2系亚稳相的透射电子显微镜研究

Li_2O—3Tio_2的高温淬火相有通道型结构。是可能的超离子导体。在450％℃左右发生相变。Mikkelsen等认为相变产物属六角晶系,称之为H相。Izquierdo等认为H相为亚稳相,作了粉晶X射线衍射分析,但未指标化。沈兴虽用六角晶胞指标化了X射线衍射数据,但无唯一结果。我们用JEM—200CX电子显微镜观察了晶体的电子衍射图和晶格象。     

SUS301L不锈钢CO_2激光-MIG复合焊接头组织性能研究

针对2mm厚SUS301L奥氏体不锈钢薄板进行CO2激光-熔化极惰性气体保护电弧(MIG)复合对接焊试验,深入分析了焊接接头不同区域的显微组织及相组成,研究了装配间隙对焊接接头微观组织和力学性能的影响。结果表明,SUS301L奥氏体不锈钢复合焊接接头中心区域呈一定方向性的细小枝晶组织,未出现等轴晶区域,偏离焊缝中心区为垂直于熔合线向焊缝中心生长的柱状晶组织,距焊缝中心距离越远,晶粒越粗大;焊接接头主要由γ奥氏体相和少量δ铁素体相组成,焊缝凝固模式为铁素体-奥氏体结晶(FA)模式,凝固过程中发生的δ-γ转变由块状转变和相界面处的短程自由扩散作用共同完成;随着装配间隙的增大,焊缝残余δ铁素体含量逐渐降低,抗拉强度随之下降,断裂发生在焊缝靠近熔合线区域的粗大柱状晶区。     

激光淬火和加碳熔凝处理对40Cr钢耐磨性的影响

对40Cr分别进行激光表面淬火(相变硬化)和加碳熔凝(白口铁化)处理,加碳熔凝是通过预覆碳层进行的,分析检测了处理后的试样的显微组织、硬度和耐磨性,并将其与普通淬火态试样进行比较.结果表明:(1)激光淬火试样在两种不同磨损条件下均具有比普通淬火更好的耐磨性.(2)经激光表面加碳熔凝处理后,40Cr钢表面可获得抗磨粒磨损能力较高的白口铁薄层(厚约0.1 mm),但白口铁层中存在的残余拉应力以及白口铁层/相变硬化区之间存在的较多的残余奥氏体将使钢的耐磨性在一定程度上受到削弱.(PE11)     

激光焊接不等厚异种钢接头组织与性能研究

针对汽车用钢的焊接问题,利用光学显微镜、扫描电镜、硬度和拉伸试验研究分析了不等厚异种钢激光拼焊板接头的组织及性能。结果表明,焊缝区为板条马氏体组织,板条之间有残留奥氏体组织存在。熔合区附近的组织结构比较复杂,主要由马氏体和贝氏体构成。而相变诱发塑性(TRIP)钢热影响区组织主要由贝氏体和铁素体组成,且晶粒比较细小,双相钢(DP)接头热影响区中存在显著的马氏体组织,但几乎不存在过热区组织。接头焊缝区的硬度达到母材的1.6倍以上,此外接头宏观断裂发生在薄板DP钢的母材区。     

等温贝氏体转变对CMnAl-TRIP钢残余奥氏体稳定性及力学性能的影响

采用连续退火工艺对CMnAl-TRIP钢进行处理,获得了不同贝氏体区等温温度和不同等温时间下的钢板样品,结合扫描电镜、电子探针、电子背散射衍射、透射电镜、X射线衍射等检测手段对经不同工艺处理后的钢的组织、元素分布及残余奥氏体进行表征,研究了不同贝氏体等温条件下残余奥氏体的稳定性及其对实验钢塑性和加工硬化的影响。结果表明:不同工艺处理后的实验钢的组织均由铁素体、贝氏体、残余奥氏体及少量马氏体组成;随着等温温度从380℃升高到420℃,残余奥氏体的体积分数逐渐增大,残余奥氏体中碳的质量分数逐渐增大,强塑积逐渐增大;之后随着温度继续升高到460℃,残余奥氏体的体积分数逐渐减小,残余奥氏体中碳的质量分数逐渐减小,强塑积逐渐降低;在等温温度为420℃时,残余奥氏体的稳定性较高,实验钢的综合力学性能最优,保温时间为180 s时,残余奥氏体的体积分数为10.7%,残余奥氏体中碳的质量分数为1.069%,实验钢的屈服强度为455 MPa,抗拉强度为681 MPa,断后伸长率为31.7%,强塑积达到了21.59 GPa·%。等温时间延长有利于贝氏体转变,增加残余奥氏体的含量及稳定性,提高TRIP钢的综合力学性能。足够多的残余奥氏体是发生TRIP效应的条件,适当的稳定性是提供持续加工硬化、增大钢塑性的保证。     

含铝高速钢回火态物相组成及晶体学关系的电镜分析

含Al1％的高碳W_6M_(05)Cr_4V_2Al型高速钢是我国研制成功的高性能高速钢。对该钢的强化机理和组织状态等已经作了一些研究工作。本研究工作是在上述工作的基础上,使用电子显微镜及用于多相、多晶分析的复杂重叠衍射花样分析方法,对与该钢的使用性能有直接系关的回火组织的相组成及各相之间的晶体学关系作进一步分析。分析表明:1、在该钢孪晶马氏体集中分布区的回火组织中,相组成为:回火马氏体的α—Fe相基体,弥散的MC型碳化物及少量的残留奥氏体。2、该钢的回火马氏体α—Fe相基体和残留奥氏体之间的晶体学关系为:     

稀土贝氏体钢贝氏体铁素体-奥氏体原子像

钢中加入微量Ｒｅ ,首先可细化奥氏体晶粒 ,细化显微组织 ;其次 ,有净化、变质作用 ,减少有害气体杂质 ,改善钢的组织性能[1] 。文献[2 ,3 ] 对贝氏体铁素体精细结构进行了仔细的观察 ,但多数涉及它的形貌和表面浮凸。关于贝氏体铁素体与奥氏体的取向关系 ,早期Ｓｍｉｔｈ和Ｍｅｈｌ[4] 提出 :钢中上贝氏体铁素体与奥氏体的取向关系符合Ｎ Ｗ关系 ,即 (111) γ ∥ (0 11) α,[110 ]γ∥[10 0 α]。在下贝氏体中则有Ｋ Ｓ关系 ,即 (111) γ ∥(110 ) α,[110 ]γ∥ [111]α。本文研究了有无稀土元素贝氏体钢的强度和韧性以及通过ＴＥＭ和ＨＲ…     

含1.2%铝TRIP钢中残留奥氏体的EBSD研究

残留奥氏体的含量、颗粒尺寸与分布及其稳定性是相变诱导塑性（TRIP）钢获得优良使用性能的关键。马钢试制成功含1.2%铝的TRIP-600钢板,作者用场发射枪扫描电镜EBSD技术对该TRIP钢的残留奥氏体形态、分布与体积分数进行了实验研究。结果表明：实验钢中的奥氏体主要呈细小颗粒状、尺寸在几微米以下,弥散分布于铁素体晶界和晶粒内。EBSD与X-射线衍射测得实验钢板半厚度区的奥氏体体积分数分别为2%和11.4%。本文讨论了EBSD技术测定TRIP钢奥氏体分数引入误差的主要因素。采集图像的步长、试样分析区的选取及试样制备技术等是影响实验结果的重要因素。     

医疗器械用高氮不锈钢薄板激光焊接接头的组织与性能

高氮奥氏体不锈钢具有良好的强韧性,且可避免不锈钢中镍离子引起的生物过敏反应,在医疗器械方面具有广泛应用前景.焊接性是高氮钢的重要应用性能.本文利用激光对3mm厚的高氮钢进行了焊接,研究了高氮钢激光焊接接头的组织、力学性能及其变化规律.研究结果表明,高氮钢激光焊接焊缝组织为奥氏体和少量的δ-铁素体,接头没有出现软化区,拉伸实验均断在母材处.焊缝具有较高的冲击韧性.     

双相不锈钢冷轧退火组织转变的EBSD原位研究

本文采用扫描电子显微镜（ SEM）及电子背散射衍射（ EBSD）技术对经30％压下量冷轧的双相不锈钢UNS S32304在1050℃下退火的显微组织转变进行了原位追踪。结果表明,轧制变形后,两相的变形抗力具有明显差异,奥氏体塑性变形量较比铁素体大;经1050℃真空退火2 min后,两相晶内取向差的变化表明铁素体较比奥氏体发生了更大程度的回复;再经1050℃真空退火5 min后,样品中两相晶粒取向与其初始取向具有较大差异,表明发生了以再结晶为主并伴有少量相变反应的组织变化。