基于JMatPro软件的ZG70CrMo钢的热处理工艺研究

以ZG70CrMo钢为基础,利用JMatPro软件模拟计算合金钢的连续冷却转变曲线(CCT)、等温转变曲线(TTT)、端淬曲线及组织分布,在此基础上,对热处理工艺进行优化,最佳热处理工艺为:淬火温度为830℃,保温40min;回火温度为550℃,保温120min。热处理后组织为回火索氏体以及弥散的碳化物,回火硬度为38～40HRC。     

TC21钛合金的等温转变行为

针对TC21钛合金,采用JMat Pro软件模拟计算得到该合金的等温转变曲线(TTT),同时采用膨胀法及金相法绘测其TTT曲线进行对比验证。模拟计算结果表明,在温度800~875℃析出α相速度最快。实验结果表明,由于TC21钛合金β→α相转变时相变体积效应小,膨胀法无法测得等温转变开始时间;金相法能较准确的绘测出等温转变曲线,表明在温度800~840℃左右其次生α相析出速度最快,也就是TTT曲线鼻尖位置,β→α相转变对温度敏感性高,淬火及退火时效时在此温度区间的停留时间不能过长,在低温时析出次生α相的速度最慢;JMat Pro软件模拟计算结果和实验绘制得到的TTT曲线吻合得较好。     

基于JMatPro软件对7050铝合金析出相的热力学模拟计算

利用材料相图及性能模拟软件JMatPro对7050合金进行模拟计算,得到合金的平衡相组成、TTT曲线、CCT曲线、等温时效过程相转变。结果表明:合金的平衡相组成为86.5%α(Al)、8.87%η(MgZn_2)、3.02%S(Al_2CuMg)、1.02%Al_6Mn、0.33%Mg_2Si和0.26%E(Al Cr MgMn);合金的TTT曲线整体呈"C"形,GP区、亚稳相和稳定相鼻尖温度分别为140℃、330℃和380℃,对应的孕育时间为0.002h、0.007h和0.2h。η′相无析出的临界冷却速度为2℃/s;100℃时效27h,合金中η′和S′相分别为6.88%和3.48%,140℃时效13h,合金中η′和S′相达到6.83%和3.63%。     

Al-Mg-Si-Mn合金的TTT曲线

为研究铝合金的淬火敏感性,采用分级淬火的方法测定了Al-Mg-Si-Mn合金的时间-温度-转化率(TTT)曲线,并与JMatPro软件绘制的TTT曲线进行了对比。利用EDS和XRD等分析手段并结合Avrami方程,研究了Al-Mg-Si-Mn合金在等温过程中的组织变化和相变动力学。结果表明:Al-Mg-Si-Mn合金在相同温度下等温时,随等温时间的延长电导率呈上升趋势;实验绘制和JMatpro软件计算得到的TTT曲线结果一致;实验合金TTT曲线的鼻尖温度为360℃,淬火敏感性较高;在高温区和低温区的淬火敏感性较低;动力学研究表明,实验合金中相变以针状和层片状沉淀相的增大、增厚交替为主。     

ZLX72A帘线钢TTT曲线测定及分析

用实验室磁性法测量了奥氏体在300~700℃的等温转变过程,绘出了ZLX72A帘线钢在这一温度区间的TTT曲线,并分析了该钢在不同温度下的转变产物。结果表明:ZLX72A钢TTT曲线的鼻尖温度为550℃;当等温温度在550℃以上,组织主要是珠光体以及少量铁素体;随温度上升,珠光体片层间距增大;当温度在300~550℃,其组织为板条状贝氏体。     

B1800HS热成形钢组织转变的JMatPro计算和试验研究

以B1800HS系试制热成形钢为例,探究了JMatPro软件计算热力学数据的可靠性。在计算所得的热成形钢TTT曲线上读取其奥氏体化温度、最小临界冷却速度以及相变温度范围,与采用热膨胀仪测试所得钢的CCT曲线结果进行了对比分析,研究了添加Mo、V合金元素对钢组织和性能的影响。结果显示,JMatPro软件计算的奥氏体化温度和临界冷却速度与试验结果吻合度较好,预测的组织转变温度范围有微小偏差,表明JMatPro软件对B1800HS热成形钢的热处理方案制订有较高的提供指导。此外通过性能测试,确定多元钼钒微合金化可使试验钢拥有更加优异的综合服役性能。     

钢的TTT曲线测定方法研究

选取了一种轧辊用钢作为试验用钢,测定了它的TTT曲线,然后选择750℃、725℃、700℃和675℃四个温度,在与等温转变过程相同的试验条件下分别进行DSC分析和高温XRD残余奥氏体含量分析,然后将试验结果进行比较。研究表明,与膨胀法相比,DSC法测定的组织转变开始和结束时间较早;与杠杆法相比,在同一时间,高温XRD分析法测定的组织转变量较大。因此,采用膨胀法和杠杆法测定TTT曲线还需结合DSC分析法和高温XRD分析法,方可精确测定钢的TTT曲线。     

四种Al-Zn-Mg-Cu合金淬火敏感性研究

采用第一性原理在JMatPro7.0软件的Al基数据库完成4种Al-Zn-Mg-Cu合金时间-温度-转变(TTT)曲线和CCT曲线计算。结果表明:7055合金的主合金元素总量及Cu含量最高,TTT曲线和CCT曲线在左上方;7085合金的Cu含量最低且Zn/Mg比值最高,TTT曲线和CCT曲线在右下方,平衡相析出的孕育期最长,开始析出温度和鼻尖温度最低,合金的淬火敏感性最低;7075合金Zn/Mg比值最小且晶内存在非共格的E(Al_(18)Cr_2Mg_3)相,合金的淬火敏感性最高。实验研究表明与冷却速率960℃/s处相比,冷却速率1.8℃/s处7075、7055、7050和7085 4种合金淬火态的电导率差值和时效态的硬度下降率均减小,硬度下降率分别为35.5%、19%、13.8%和9.5%,此处4个合金固溶体的晶格常数及淬火析出相的尺寸及面积分数依次减小,因此其淬火敏感性依次降低。     

7050铝合金单峰时效热处理工艺及性能研究

利用材料相图及性能模拟软件JMatPro对7050铝合金进行模拟计算,得到7050铝合金的TTT和CCT曲线。合金的TTT曲线整体呈“C”形,GP区、亚稳相和稳定相鼻尖温度分别为140、330、380 ℃,对应的孕育时间为0.002、0.007、0.200 h,η′相无析出的临界冷却速率为2 ℃/s。采用力学性能和电镜组织观察的方法,研究7050铝合金单峰时效热处理工艺。结果表明:当温度达到485 ℃时,在DSC曲线上出现吸热峰;在120 ℃下进行时效处理,随着时效时间的延长,合金的强度硬度持续增加,合金断后伸长率先增加后减小,时效70 h未见过时效特征,当时效8 h时,合金强度和韧性有较好配合,抗拉强度为593 MPa,屈服强度为516 MPa,断后伸长率为12.6%,试样拉伸断口均呈现穿晶韧窝型断裂与沿晶断裂的混合式断口形貌。     

高碳盘条钢等温转变动力学曲线与微观组织

采用快速相变仪研究了3种不同优质碳素盘条钢的等温转变曲线及其等温转变孕育期特点。结果表明：中高碳盘条钢等温转变曲线中珠光体转变与贝氏体转变温度无明显界限,合金元素含量相近时随碳含量的增加等温转变曲线右移;在相近碳含量下随Mn含量的上升TTT曲线右移。3种盘条钢鼻尖温度均在560 ℃左右,过冷奥氏体转变的最小孕育期随合金元素含量增加,从2.94 s增加到5.34 s。在620~500 ℃等温温度范围珠光体片层间距随等温温度的降低而细化,奥氏体化后在530~560 ℃等温可获得均匀、单一的索氏体组织,在560 ℃及以上等温开始出现明显先共析铁素体。