奥氏体化时间对I&Q&P工艺处理低碳硅锰钢组织和拉伸性能的影响

在不同奥氏体化时间下对低碳硅锰钢进行IQP处理,研究了奥氏体化时间对试验钢组织与拉伸性能的影响。结果表明:短时间奥氏体化不能完全消除之前锰元素在双相区的配分结果;奥氏体化时间达到300s后,试验钢的室温组织为板条状马氏体和残余奥氏体;随奥氏体化时间延长,试验钢的抗拉强度先升高后降低,最高可达1 267 MPa,但试验钢的伸长率则不断降低;刚完成完全奥氏体化时,晶粒尺寸较小,且碳、锰的聚集程度最佳,此时残余奥氏体的含量最高,形变过程中TRIP效应明显,使得伸长率的降低得以补偿;奥氏体化时间为300s时,试验钢的强塑积最高,可达30 345 MPa·%。     

奥氏体化温度对C-Si-Mn钢淬火-配分后显微组织与拉伸性能的影响

将初始组织为马氏体的0.2C-1.6Si-1.8Mn钢在不同温度(840,870,910℃)奥氏体化后进行淬火-配分(Q&P)处理,研究了奥氏体化温度对该钢显微组织与拉伸性能的影响。结果表明：当奥氏体化温度在两相区时,Q&P处理后试验钢中的铁素体主要呈带状,残余奥氏体呈块状和薄带状;随着奥氏体化温度升高,铁素体和残余奥氏体含量减少,马氏体含量增加,对应的屈服强度和抗拉强度增大,断后伸长率和强塑积下降;840℃奥氏体化+Q&P处理后试验钢更高的断后伸长率与其更高含量的残余奥氏体且残余奥氏体呈块状和薄带状2种形态有关,这能有效扩展相变诱导塑性效应区间。     

Q&P钢的显微组织及力学性能

采用盐浴炉对硅-锰系Q&P(quenching and partitioning)钢进行了Q&P工艺处理,研究了分配时间对热处理后试验钢显微组织、力学性能、残余奥氏体含量及残余奥氏体中碳含量的影响。结果表明:试验钢的显微组织为板条马氏体和残余奥氏体,残余奥氏体以两种形态分布在不同位置,一种是以薄膜状分布在马氏体板条间,另一种是以块状分布在原奥氏体晶界处;在300℃的分配温度下进行较长时间保温能取得较好的强塑积,随着分配时间的延长,试验Q&P钢的残余奥氏体含量及残余奥氏体中的碳含量均不断增加,分配时间为1 200 s时所得试验钢的强塑积最高,可达37 300 MPa.%以上。     

汽车用超高强QP钢的工艺与组织性能研究

介绍以简单成分C-Si-Mn及其Nb,Ti微合金化为特点的第三代汽车用钢淬火配分(Quenchingpartioning,QP)钢的研究结果,包括:不同配分温度和配分时间等配分条件对QP钢组织性能的影响,淬火和在贝氏体区配分QP-B条件对QP钢组织性能的影响,以及配分条件对QP钢的加工硬化行为和烘烤硬化性能的影响规律等。结果表明,微合金化可有效减小原始奥氏体晶粒尺寸;采用淬火并在贝氏体区配分(Quenching and partitioning in bainite zone,QP-B)的热处理工艺可得到M+B+γ三相组织及7.81%的较高奥氏体体积分数,强塑积可达到31.6 GPa·%;QP钢具有的优异加工硬化性能与组织中的残余奥氏体含量密切相关,残余奥氏体含量可以通过优化配分工艺调整;简单成分QP钢(0.24C-1.5Si-2.1Mn-0.05Nb)的烘烤硬化值随配分温度及配分时间的增加从80 MPa降低到30 MPa左右。     

配分温度对淬火-配分处理碳-硅-锰钢显微组织和性能的影响

采用扫描电镜和X射线衍射仪研究了淬火-配分(QP)工艺处理碳-硅-锰钢的显微组织,分析了配分温度对其力学性能和拉伸断口形貌的影响。结果表明:随着配分温度的升高,试验钢中的马氏体组织逐渐从淬火马氏体向回火马氏体转变,抗拉强度降低,伸长率增大,当配分温度为420℃时其强塑积达到最大,为23 366.64 MPa·%;试验钢伸长率随配分温度的变化趋势与其残余奥氏体含量的变化趋势基本一致,当配分温度为420℃时残余奥氏体体积分数最大,为14.4%,此时伸长率也达到最大,为23%;随着配分温度的升高,试验钢拉伸断口纤维区不断变大而放射区不断变小,且纤维区韧窝数量不断增多。     

调质工艺对C95石油套管用钢组织的影响

利用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和电子背散射衍射仪(EBSD)等研究了不同调质工艺对C95级石油套管用钢组织的影响。结果表明:直接淬火后试验钢的奥氏体沿着轧制方向拉长,呈扁平状,再加热淬火后试验钢组织则为等轴状;随着调质回火温度的升高,马氏体板条合并,尺寸变宽,板条边界模糊,同时析出的碳化物也明显粗化,相邻晶粒小角度晶界比例降低;直接淬火试验钢与再加热淬火试验钢相比,其板条更细小、位错密度更高、相邻晶粒小角度晶界比例更高。     

加热速率对不同状态低合金高强钢Q&P处理后组织和性能的影响

对冷轧态、淬火态、球化态三种低合金高强钢进行了奥氏体化阶段不同加热速率(5,300℃·s~(-1))下的淬火-配分(QP)热处理,研究了加热速率对其最终显微组织和拉伸性能的影响。结果表明:在奥氏体化阶段快速(300℃·s~(-1))加热对冷轧态钢具有明显的晶粒细化以及加速奥氏体形成的作用,而对淬火态和球化态钢的奥氏体形成过程基本没有影响;经快速加热QP处理后,冷轧态钢的抗拉强度比慢速(5℃·s~(-1))加热后的提高90 MPa,伸长率仅降低0.9%,而加热速率对球化态及淬火态钢QP处理后的拉伸性能影响较小;经慢速加热QP处理后,冷轧态和球化态钢中硬质相沿再结晶铁素体晶界呈条带状分布,变形时易产生孔洞。     

增强型13Cr不锈钢经不同工艺调质后的显微组织和力学性能

采用物相分析、组织观察、冲击和拉伸试验等方法研究了增强型13Cr不锈钢经三种不同工艺调质后的显微组织和力学性能,确定了最佳的调质工艺。结果表明:随着调质淬火温度的升高,试验钢的强度和伸长率逐渐下降,而冲击功则先升高再下降;试验钢经1 000℃×2 h空冷+600℃×2 h空冷的工艺调质后,其抗拉强度为787 MPa,屈服强度为746 MPa,伸长率为26%,冲击功为192 J,达到了API 5CT标准要求;在上述调质工艺处理后,试验钢形成了以板条马氏体为基体、残余奥氏体弥散分布于晶界的显微组织。     

淬火-配分-回火工艺处理低碳低合金钢的氢脆敏感性

对低碳低合金钢进行淬火-配分-回火(Q-P-T)工艺处理,研究了Q-P-T处理后试验钢的显微组织、力学性能以及氢脆敏感性,并与传统淬火回火(Q-T)工艺处理后的进行了比较。结果表明:相对于传统Q-T工艺,Q-P-T工艺处理后的试验钢获得了较多的残余奥氏体,塑性和韧性分别提高了3.5%和27%,氢脆敏感性降低;残余奥氏体对降低氢脆敏感性具有积极作用。     

冷却速率对X80管线钢显微组织及力学性能的影响

将X80管线钢加热到奥氏体化温度以上(920℃)并保温7min后,在不同冷却介质(质量分数10%NaCl溶液、自来水、机油、空气,冷却速率依次降低)中冷却,研究了其显微组织和力学性能。结果表明:随着冷却速率的降低,试验钢的强度和硬度降低,塑性增大,冲击功先增大后减小;在较高速率下冷却(NaCl溶液和自来水)后,组织中生成了贝氏体铁素体和少量马氏体板条,马氏体板条内有大量位错结构和少量碳化物,试验钢具有高的强度和低的变形能力;在较低速率下冷却(空气)后,组织中形成了多边形铁素体、贝氏体铁素体和少量块状马氏体-奥氏体组织,试验钢的强度和冲击韧性较低;在适中冷却速率下冷却(机油)后,组织中形成了贝氏体和铁素体的双相组织,多位向分布的细小贝氏体和邻近贝氏体的高密度位错铁素体使得试验钢具有良好的综合力学性能和较高的抗大变形能力。     

两相区退火对相变诱发塑性钢显微组织与力学性能的影响

对低碳硅锰钢进行了水淬和随后的两相区退火与贝氏体区等温处理,利用光学显微镜、扫描电镜和透射电镜对热处理后试验钢的显微组织进行了观察,采用X射线衍射仪测定了钢中残余奥氏体含量,通过拉伸试验测试了钢的力学性能。结果表明:两相区退火冷却后试验钢的显微组织为铁素体与马氏体,随着两相区退火温度的升高和保温时间的延长,铁素体含量减少,马氏体含量增多,其中铁素体大部分为长条状;经贝氏体区等温处理后,显微组织中的残余奥氏体大部分以板条状存在于贝氏体板条界,极少量以块状存在于先共析铁素体内,其含量随着退火温度的升高和保温时间的延长先增加后降低,在780℃保温5 min时达到最大值;试验钢抗拉强度和屈服强度均随着退火温度升高和保温时间延长单调上升,伸长率在780℃等温5 min时达到最大值。     

快速球化退火对SKS51工模具钢组织和硬度的影响

基于离异共析原理对SKS51钢进行快速球化退火处理(包括奥氏体化和等温球化两个阶段),研究了奥氏体化温度(750,780℃)、奥氏体化保温时间(10,20 min)和等温球化温度(650,680,700℃)对显微组织和硬度的影响.结果表明:在试验条件下,升高奥氏体化温度或延长奥氏体化保温时间均会导致钢中片状碳化物增多,球化效果变差,硬度增高;经750℃×10 min奥氏体化后,随等温球化温度升高,SKS51钢中的球状碳化物含量增加,尺寸增大,硬度降低;经750℃×10 min+700℃×2 h快速球化退火后,SKS51钢中的球状碳化物最多,硬度最低.     

硅-锰系TRIP钢热处理工艺的研究

硅-锰系TRIP钢仅含碳、硅、锰等合金元素，采用亚温等温淬火及完全淬火加亚温等温淬火热处理，获得铁素体、贝氏体和残余奥氏体三相组织，残余奥氏体分别呈块状和针状。该钢在Ms～Md温度之间拉伸试验表明其力学性能提高显著。完全淬火加亚温等温淬火试样在50℃拉伸时，伸长率最高值达41．5％。     

不同成分690MPa级中锰钢中的氢扩散行为及其影响因素

对两种成分的淬火态、回火态690 MPa级中锰钢进行双电解池电化学氢渗透试验,分析了试验钢的化学成分、热处理状态以及充氢电流等对氢扩散行为的影响。结果表明:两种淬火态试验钢的显微组织均主要由板条马氏体组成,650℃回火后,试验钢中均有逆转变奥氏体形成,且添加合金元素铜、镍、铬的试验钢中的逆转变奥氏体含量较高,板条马氏体更细小;两种淬火态试验钢中氢的扩散行为差别不大,但在添加合金元素的回火态试验钢中,氢的渗透速率和表观扩散系数均较小,渗透时间较长;充氢电流对淬火态试验钢中氢的扩散速率影响较小,但对在回火态试验钢中氢的影响较大,随充氢电流的增加,试验钢中氢的渗透速率和表观扩散系数均增大,渗透时间变短。     

铁-锰-铝-碳系低密度钢的热变形行为

利用Gleeble-3500型热模拟试验机,对铝质量分数分别为8%,10%,12%的三种铁-锰-铝-碳系低密度钢进行了不同变形温度(950~1 150℃)及应变速率(0.01~1.0s~(-1))下的压缩试验,研究了该低密度钢在高温下的塑性变形行为并观察了压缩变形前后的显微组织。结果表明:在950~1 150℃,应变速率0.01~1.0s~(-1)下变形时,三种试验钢的流变应力对温度和应变速率均较敏感,流变应力随着应变速率的增加及变形温度的降低而提高;变形后,铝质量分数为12%的试验钢组织中铁素体呈带状,不连续地分布于奥氏体基体中;在相同应变速率下,其奥氏体与铁素体晶粒随着变形温度的升高逐渐长大,相同温度较高应变速率下的奥氏体与铁素体晶粒较细小;铝质量分数为12%试验钢的动态再结晶热变形激活能为592.437kJ·mol~(-1),其Zener-Hollomon参数方程为Z=ε·exp(592.437/RT)。     

Q&P工艺对1800MPa新型热成形钢微观组织和力学性能的影响

现阶段热冲压成形钢一直存在塑性差、冲击韧性低、弯曲吸能有限等潜在问题,需要采用一些新兴的技术来提高其塑韧性,使其更好地服役于车身轻量化。采用盐浴的方式对1800MPa新型热冲压成形钢进行一步QP热处理,研究淬火温度、配分时间和配分温度对热冲压成形钢微观组织和力学性能的影响,并通过XRD,EBSD研究残余奥氏体的含量与分布以及残余奥氏体的含碳量,得到最佳热处理工艺参数。研究结果表明:当配分温度一定时,随着配分时间的延长,试样的抗拉强度和屈服强度呈现下降趋势,而伸长率呈现增加的趋势。在230℃配分30s时,试验钢的综合力学性能达到最佳,其抗拉强度、伸长率和强塑积分别达到2 034 MPa、10.2%和20 747 MPa·%;相比直接淬火分别提高9.5%、73.5%和90.0%。在保持超高强度的同时,塑韧性得到显著提高,满足汽车用钢要求,能够更好地服役于汽车轻量化制造。     

控轧控冷工艺中终冷温度对高强建筑用钢组织与拉伸性能的影响

对高强建筑用钢进行控轧控冷处理,研究终冷温度(350～650℃)对该钢显微组织与室温拉伸性能的影响。结果表明:在终冷温度为650,550℃下控轧控冷后,试验钢的显微组织都为贝氏体铁素体+马氏体-奥氏体(M-A)岛;当终冷温度为450℃时,组织仍为贝氏体铁素体+M-A岛,但是M-A岛的含量比终冷温度为650,550℃时的低;当终冷温度为400,350℃时,组织主要为板条状贝氏体铁素体,局部板条间分布着少量薄膜状M-A岛;试验钢的屈服强度、抗拉强度和屈强比均随着终冷温度的降低而升高,而在终冷温度为350,450,550℃时的断后伸长率均大于16%;终冷温度为450℃时,试验钢的拉伸性能符合780MPa级高强低屈强比建筑用钢的要求,此时贝氏体铁素体组织中弥散分布着细小、圆整度较高的M-A岛,使得试验钢具有高的强塑性和低的屈强比。     

奥氏体区压缩变形对低碳贝氏体钢贝氏体相变的影响

通过热膨胀相变仪得到热膨胀曲线,结合显微组织和硬度测试结果,绘制Si-Mn-MoCr-V低碳贝氏体钢的静态过冷奥氏体连续冷却转变曲线;利用热模拟试验机在奥氏体区对试验钢进行不同变形量的压缩变形,随后冷却到不同温度保温150s再空冷至室温,研究了奥氏体区压缩变形对贝氏体相变和显微组织的影响。结果表明:未经奥氏体区压缩变形、奥氏体区单道次压缩变形40%、奥氏体区两道次压缩变形58%条件下,试验钢贝氏体相变起始温度分别约为400,385,300℃;奥氏体区压缩变形后试验钢在冷却过程中的贝氏体相变延迟,相变起始温度降低,且变形量越大,贝氏体相变的起始温度越低;与未奥氏体区压缩变形试验钢相比,奥氏体区变形后试验钢在冷却过程中形成的贝氏体组织明显细化,晶粒取向增多,且硬度明显升高。     

热循环对13MnNiMoR钢焊接热影响区显微组织和韧性的影响

通过系列焊接热模拟试验,研究了焊接热输入和焊接峰值温度对13MnNiMoR钢焊接热影响区显微组织和冲击韧性的影响。结果表明:随着焊接热输入的增加,试验钢粗晶热影响区(CGHAZ)组织中粒状贝氏体的含量增加,贝氏体铁素体板条尺寸增大,冲击韧性降低;随着焊接峰值温度的降低,热影响区的组织和韧性呈现明显变化,其中当峰值温度处于γ+α两相区(800℃)时,临界热影响区(ICHAZ)组织中形成多边形铁素体+大量的马氏体/奥氏体(M/A)组元,严重恶化了冲击韧性,成为整个热影响区中最薄弱的区域。     

热处理工艺对工程机械用1000MPa级高强钢组织与性能的影响

对工程机械用1 000MPa级高强钢进行不同温度的淬火和回火热处理,研究了热处理工艺对其力学性能和显微组织的影响,并得到了试验钢较佳的淬火和回火温度。结果表明:随着淬火温度升高,试验钢的强度先增大后降低,并在900℃时达到最大;830℃以下淬火后,组织中存在未溶铁素体,组织为铁素体和板条马氏体;900℃以上淬火后,组织为板条马氏体;随着回火温度的升高,试验钢的强度下降,塑、韧性提高,当回火温度达到450℃以上时,组织转变为回火索氏体,冲击韧性大幅提高;较优的热处理工艺为900℃淬火后在500℃回火。