低碳硅锰钢I&P&Q工艺中Mn配分行为及对组织性能的影响

采用双相区保温淬火（I&Q）和双相区保温+奥氏体化淬火（I&P&Q）工艺和直接淬火（DQ）工艺,结合热力学计算,研究了低碳硅锰钢热处理过程中Mn配分行为及其对组织演变和力学性能的影响机制。结果表明：经I&Q工艺处理,Mn在室温马氏体中出现了明显富集,马氏体以条状、块状、团状三种形态分布,化学位梯度驱使着Mn由铁素体向奥氏体中配分,Mn在晶界处的配分行为影响着晶界的迁移方向,使得形成不同形态的奥氏体晶粒; I&P&Q工艺处理后Mn在马氏体中呈不均匀分布,较DQ工艺,I&P&Q工艺使钢的伸长率由5.2%提高到10.9%,强塑积提高了6812 MPa·%。     

回火温度对7%Mn低碳中锰钢组织与性能的影响

对热轧淬火态的7%Mn低碳中锰钢进行不同温度的回火处理,研究了回火处理后试验钢逆转变奥氏体与碳化物的演变对其性能的影响。结果表明：随回火温度的升高,试验钢中逆转变奥氏体比例与晶粒尺寸增加,Mn由回火马氏体向逆转变奥氏体中的迁移速率加快,使得Mn元素在逆转变奥氏体中有不同程度的富集。随回火温度的升高,试验钢屈服强度与屈强比下降,抗拉强度逐渐升高,这主要是由于高温回火后未能形成M₃C析出强化相,同时基体中位错回复程度增大造成明显软化,以及逆转变奥氏体的含量升高导致相变诱导塑性(TRIP)效应加剧所致。随回火温度的升高,试验钢-60℃稳态裂纹扩展功大幅降低,裂纹由稳态扩展为主逐渐转变为失稳扩展为主,这主要是因为试验钢在高温回火后,逆转变奥氏体中Mn的富集程度下降带来M_s温度显著升高,导致其在-60℃下部分发生转变,形成淬火马氏体造成了韧性下降。     

合金元素对热轧中锰钢组织及力学性能的影响

为研究碳、硅、锰等合金元素对热轧态中锰钢组织及力学性能的影响,设计了4种不同合金成分的热轧态中锰钢,并对其进行620℃退火10h的热处理.利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和拉伸试验等研究了实验钢的显微组织、残留奥氏体体积分数和单轴拉伸性能.结果 表明:4种热轧态实验钢在退火过程中都发生奥氏体逆相变,获得了一...     

氢陷阱对纯净钢SM490B中氢扩散行为的作用

利用电化学氢渗透法研究了氢陷阱对纯净钢SM490B中氢扩散的影响,研究结果表明,在SM490B钢中不可逆氢陷阱对氢的表观扩散系数没有影响,但会延长氢原子的穿透时间,而可逆氢陷阱则降低了氢的表观扩散系数.当氢渗透电流密度小于8 mA/cm2时,随充氢电流密度增加,氢原子的表观扩散系数随之增大;当氢渗透电流密度大于8 mA/cm2后,随着氢渗透电流密度的增大,氢在SM490B钢中的表观扩散系数保持恒定.在温度30℃时,氢原子在无氢陷阱的纯净钢SM490B理想晶格中的扩散系数为3.97×10-5cm2/s.     

回火温度对Nb/Ti微合金化新型超低碳中锰钢的组织和力学性能的影响

利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、电子背散射衍射(EBSD)、透射电镜(TEM)以及Thermo-Calc软件等研究了回火温度对Nb/Ti微合金化超低碳中锰钢的显微组织和力学性能的影响.结果表明:随着回火温度的升高,试验钢先后获得了回火马氏体、逆转变奥氏体、ε-马氏体和α-马氏体等组织.经550℃回火后,试验钢中没有逆转变奥氏体形成,尽管其屈服强度和抗拉强度均超过800 MPa,但冲击吸收能量仅为13.7 J;经580℃回火后,逆转变奥氏体含量为4.2％,冲击吸收能量骤增至227J,且强度无明显下降;随着回火温度升高至620℃,逆转变奥氏体的含量为12.3％,冲击吸收能量达到最高值为333.7 J,屈服强度下降至748 MPa,抗拉强度达到最低值为793.5 MPa;当回火温度升高至650℃或者更高时,逆转变奥氏体受其尺寸和成分因素的影响,稳定性明显下降,冲击吸收能量开始下降,而且屈服强度已低于520 MPa.ε-马氏体发生相变诱发塑性(TRIP)效应转变为α-马氏体吸收一定的能量,但是由于硬度较高,成为裂纹源及其快速传播的通道.     

回火温度对Nb/Ti微合金化新型超低碳中锰钢的组织和力学性能的影响

利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、电子背散射衍射(EBSD)、透射电镜(TEM)以及Thermo-Calc软件等研究了回火温度对Nb/Ti微合金化超低碳中锰钢的显微组织和力学性能的影响.结果表明:随着回火温度的升高,试验钢先后获得了回火马氏体、逆转变奥氏体、ε-马氏体和α-马氏体等组织.经550℃回火后,试验钢中没有逆转变奥氏体形成,尽管其屈服强度和抗拉强度均超过800 MPa,但冲击吸收能量仅为13.7 J;经580℃回火后,逆转变奥氏体含量为4.2％,冲击吸收能量骤增至227J,且强度无明显下降;随着回火温度升高至620℃,逆转变奥氏体的含量为12.3％,冲击吸收能量达到最高值为333.7 J,屈服强度下降至748 MPa,抗拉强度达到最低值为793.5 MPa;当回火温度升高至650℃或者更高时,逆转变奥氏体受其尺寸和成分因素的影响,稳定性明显下降,冲击吸收能量开始下降,而且屈服强度已低于520 MPa.ε-马氏体发生相变诱发塑性(TRIP)效应转变为α-马氏体吸收一定的能量,但是由于硬度较高,成为裂纹源及其快速传播的通道.     

等温淬火工艺对高硅铸钢残余奥氏体量的影响

采用X射线衍射对高硅铸钢等温淬火热处理后的残余奥氏体量以及残余奥氏体含碳量进行了测定。结果表明,240～400℃等温淬火处理时,在较低的等温温度下,残余奥氏体的含量以及残余奥氏体含碳量较低,随着等温温度的提高,残余奥氏体量以及残余奥氏体含碳量逐渐上升。在贝氏体转变初期,最终组织中残余奥氏体量较少,残余奥氏体含碳量较低;在等温处理时间内,随着等温时间的延长,残余奥氏体量以及残余奥氏体含碳量逐渐增加,在等温60min时达到了最大值,然后减少。     

氢陷阱对临氢钢氢扩散系数测定的影响

采用双电解池电化学氢渗透法测试氢在临氢钢中的扩散系数,并通过对比修正前后氢渗透公式的拟合结果,评价临氢钢中的氢陷阱对氢扩散行为的影响。结果表明:氢陷阱会降低氢扩散系数的测量值,并导致不同厚度试样的测量值存在差异。从材料均匀性方面考虑,选取较厚的试样应获得更准确的测试值。     

加热温度对低碳微合金钢相变的影响

采用Gleeble—1500热模拟机对低碳Mn—Nb—Ti钢进行了不同加热温度下的奥氏体变形和变形后的冷却实验．通过光学显微镜和扫描电镜分析了加热温度对奥氏体有效晶粒尺寸的影响．和不同有效晶粒尺寸的奥氏体相变后显微组织的变化。结果表明，随着加热温度的提高，变形奥氏体的有效晶粒尺寸增大；相变后的显微组织中铁素体由等轴状逐渐过渡到准多边形以至形成长条状，微细碳化物逐渐减少，小岛逐渐增多，小岛的长宽比不断增大最后形成细长条状。     

奥氏体逆相变工艺对低碳中锰钢组织性能匹配性的影响

采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、电子背散射衍射和透射电子显微镜研究了低碳中锰钢在不同奥氏体逆相变(austenite reverted transformation, ART)处理过程中的组织演变以及影响性能的主要机制。结果表明：为避免奥氏体的不均匀长大和粗化,轧制前铸坯加热温度应控制在1 200℃及以下。随着ART温度的升高,试验钢中逆转变奥氏体(reverted austenite, RA)含量逐渐增加,屈服强度逐渐下降,-60℃冲击韧性先升高后下降,但仍保持在150 J以上。低温ART处理后,RA含量较少,Mn主要以(Fe, Mn)₃C型短杆状碳化物的形式存在,具有较强的析出强化效果;高温ART处理后,Mn富集于RA中,少量RA长大明显,导致更强的相变诱导塑性效应和塑性提升,但对抑制低温下的裂纹扩展不利。     

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 为了研究含铜超低碳钢等温时效铜析出,对试验钢在950 ℃固溶,经650 ℃保温1、20、45 h和400~650 ℃保温1 h等温时效后,通过金相、扫描电镜和透射电镜观察及维氏硬度测试揭示等温时效对铜析出的影响规律。试验结果表明随着时效时间的增长,试验钢晶粒尺寸差别不大,但Cu时效析出颗粒的尺寸和形貌存在很大差异,反映在试验钢的平均硬度值发生变化：时效时间为1 h时,试验钢硬度值最高,平均硬度值达到189 HV;时效时间为20 h和45 h时硬度值降低,在160 HV左右。400~650 ℃保温1 h结果表明随着时效温度增长,试验钢的硬度呈现先上升后下降的趋势。     

一种车用低合金铸钢氢扩散系数的测定方法

采用双电解池电化学氢渗透法测试氢在一种低合金铸钢中的扩散系数,并利用基于半无限扩散模型的氢渗透修正公式,分析试样厚度、充氢电流密度和测试温度等因素对氢扩散系数测定值的影响规律。结果表明:试样厚度对氢扩散系数测量值没有明显影响,不过从材料均匀性方面考虑,选取较厚的试样应获得更准确的测试值;充氢电流密度越大,表观氢扩散系数与理论值越接近;氢扩散系数随测试温度升高而增大,其关系式为D=0.052 8exp(-22.47/RT)。     

氢在钢铁表面吸附以及扩散的研究现状

氢进入钢铁内部是其发生氢脆的前提,而氢在管线钢表面经历物理吸附、解离、化学吸附、扩散一系列过程才能进入管线钢内部,其中氢原子的化学吸附以及氢扩散是关键步骤。综述了氢在钢铁表面吸附、扩散的研究方法、成果,展望了氢吸附以及氢扩散的研究方向。目前研究氢吸附的主流方法是第一性原理计算。在氢扩散研究方面,试验研究能够分析钢铁组织、相、宏观尺度因素变化对氢扩散的影响;有限元、分子力学、第一性原理多种尺度模拟计算可以分析微区结构变化对扩散的影响。氢在表面的吸附以及表层原子的扩散对氢脆有重要影响,但氢原子在钢铁表面的吸附以及表层扩散主要集中在无缺陷的αFe表面。氢与缺陷的相互作用研究主要集中在体相内部,钢铁表面状态的变化对氢吸附以及表层扩散的影响相关报道较少。需进一步开展在含缺陷钢铁表面的氢吸附研究,阐释表面应力、位错、晶界、相界、合金元素等因素对氢吸附、表层区域氢扩散的影响机理。     

氢在不同钢组织中的扩散

用阴极电解充氢法,对预制塑性变形的退火,正火及淬火低碳钢板的充氢及逸氢过程进行了研究,回归出经验公式,计算出Ｄ和Ｅ,以及Ｄ,Ｅ和Ｃａｖ三者间关系。结果表明：充氢时,Ｃａｖ及Ｄ依退火,正火和淬火的顺序增大,Ｅ则依次减小;逸氢时,Ｃａｖ及Ｅ依上述顺序增大,Ｄ则依次减小。此外,随塑性变形量的增大,充氢时的Ｃａｖ及Ｅ增大,Ｄ减小。     

Nb和Cu在低碳微合金钢回火过程中的析出行为

利用金相技术、硬度测量及透射电子显微术,研究了Nb钢及Nb-Cu钢在525℃回火过程中的析出行为.结果表明:两种实验钢在850℃奥氏体化淬火后,组织类型类似,525℃回火20h后,显微组织没有发生明显变化.Nb-Cu钢在回火的初始阶段硬度下降迅速,15min后硬度上升,90min左右到达峰值,Cu的析出快于Nb;而在随后的回火过程中因为Nb的析出导致硬度变化平缓.通过对比Nb钢的硬度曲线及透射电镜观察,认定ε-Cu的析出和NbC的析出是独立进行的,采用相同工艺回火的C-Mn钢硬度变化曲线进一步证实了这一点     

氢在X90管线钢中的扩散特性

利用电化学渗透技术对X90高强度管线钢在0.5mol/L H_2SO_4中的氢渗透特性进行了研究。获得了不同充氢电流密度、溶液温度和试样厚度条件下X90管线钢的氢扩散规律。结果表明:随着电流密度和试样厚度增大,氢在X90管线钢中的有效扩散系数均逐渐增大,而氢含量则逐渐减小;随充氢溶液温度的升高,有效扩散系数也逐渐增大;并分别获得了有效扩散系数和氢含量与试样厚度的拟合关系式。     

热变形对含Nb-Mo低碳钢铁素体等温相变的影响

利用热模拟试验机研究了变形对Nb-Mo低碳钢奥氏体-铁素体等温相变动力学的影响。结果表明，形变缩短了相变孕育期，加速了奥氏体-铁素体的等温相变，细化了铁素体组织；在650℃出现了针状铁素体。按照Avrami方程，由试验数据回归得到875℃变形后在700℃和650℃奥氏体向铁素体等温相变的动力学方程。     

Cu,P,Cr 和 Ni 对低碳钢耐蚀性的影响简

选择Cu-P-Cr-Ni钢、Cu-P-Cr钢和Q235碳钢,在0.01 mol/L的NaHSO3溶液中进行周期浸润、阻抗谱和极化曲线实验,研究了Cu-P-Cr-Ni系合金钢相比Q235碳钢在模拟工业大气(SO2)环境下的耐腐蚀性能;利用SEM,EPMA面扫描和XRD分析腐蚀锈层的形貌、组成及Cu,Cr和Ni的元素分布情况。结果表明:Cu-P-Cr-Ni系钢的腐蚀诱发敏感性最低,其次为Cu-P-Cr钢,腐蚀速率分别为Q235碳钢的59.5%和52.8%;锈层分为内、外两层,致密的内锈层明显发生Cu的颗粒状、Cr的团聚状富集,外锈层主要有Cr的富集,Ni富集不明显。Cu和Cr等的富集可形成致密的内锈层,提高低碳钢的耐蚀性。     

碳含量对低碳高合金钢组织及耐腐蚀行为的影响

在低碳高合金钢中，把碳含量限定在0％～0．3％，随着碳含量的变化，低碳高合金钢的组织、终态性能都发生了改变。碳含量对低碳高合金钢的影响有两种情况：含量较低时不改变单相板条马氏体的组织，但影响其性能．随着碳含量的增加，终态硬度明显升高，耐腐蚀性下降；含量达到一定程度时，会改变组织构成，出现复相组织。由于严重的晶间腐蚀，耐腐蚀性大大降低。