回火温度对Q960钢析出物组织特征的影响

利用透射电镜、能谱仪(EDX)及多功能内耗仪系统地研究了在相同成分、轧制工艺、淬火工艺和不同回火温度条件下Q960钢组织中析出物的形态、分布和组成,给出了回火温度对析出物组织特征的影响规律.结果显示:回火温度低于400℃时,马氏体内固溶碳量下降趋势较剧烈;回火温度高于400℃时,马氏体内固溶碳量下降非常缓慢.此外,大量细小且平行析出的θ-碳化物溶解并最终被沿马氏体板条界析出的Cr的碳化物代替.随着回火温度的升高,Nb、V和Ti的复合碳氮化物长大,形状也由方形向椭圆形演变.     

回火时间对马氏体钢氢脆敏感性的影响

采用慢应变速率拉伸及氢渗透试验研究了回火热处理时间对一种马氏体钢氢脆敏感性的影响。试验结果表明：随着回火时间的延长,试样的氢脆敏感性先降低后增加,当回火时间为4 h时,材料的氢脆敏感性指数达到最低值。其主要原因是当回火时间小于4 h时,大量碳化物的析出有效捕获了氢原子,使有效氢扩散系数及氢脆敏感性均降低;但当回火时间大于4 h时,碳化物粗化长大,其对氢原子的捕获作用减弱,导致有效氢扩散系数增加,氢脆敏感性增强。     

回火温度对不同自回火程度的中碳马氏体钢组织和拉伸性能的影响

为探究不同自回火程度的中碳马氏体钢在回火过程中的组织演化及其对材料力学性能的影响,采用水淬与油淬2种方式淬火,研究了2种自回火程度存在明显差异的马氏体组织在不同回火温度区间内的组织演化,并对比分析了2种淬火态及回火后板料的拉伸性能。结果表明：在淬火及低温回火过程中,马氏体组织内析出的ε-碳化物会明显改善材料的塑韧性。水淬马氏体组织中的ε-碳化物是在温度为200℃的回火过程中析出。油淬马氏体组织中的ε-碳化物则是在淬火过程中析出,而在低温回火过程中,淬火态组织中的亚稳ε-碳化物会发生分解。当回火温度为300和400℃时,2种淬火态组织的演化依次为残余奥氏体的分解以及渗碳体的形成,马氏体组织中的位错密度均逐渐降低。     

细小弥散碳化物与回火马氏体脆性

本文利用透射电子显微镜及物理化学相分析技术研究了中碳硅-锰钢中回火马氏体脆性(TME)的微观机制,着重探讨了回火过程中析出的碳化物对TME的作用。结果发现,对应于40Si2Mn2钢中TME产生的回火温度区间,存在有由碳化物向渗碳体的转变,析出了细小弥散的颗粒状渗碳体。这种对应现象在40Si2Mn2Mo钢中也得到证实。40Si2Mn2Mo钢的TME产生的回火温度和弥散渗碳体的析出温度都要高于40Si2Mn2钢。由此得出:在回火过程中大量细小弥散渗碳体的析出是中碳硅-锰钢中TME产生的一个重要原因。     

马氏体时效网的时效析出产物

本文采用场离子显微镜原子探针实验技术，对一种马氏体时效钢（Ｆｅ－１８．２％Ｎｉ－８．８％Ｃｏ－２．９％Ｍｏ－０．７％Ｔｉ－０．２％Ｓｉ）的时效析出产物进行了研究。实验研究了该合金在５１０℃时效４ｈ所产生析出物的形貌与成分，发现有两种金属间化合物相（Ｎｉ３Ｔｉ与Ｆｅ７Ｍｏ６型）产生时效强化，在时效组织中还存在有少量回复奥氏体。     

回火温度对含V马氏体钢组织和性能的影响

通过向传统矿用圆环链钢23MnNiCrMo54中加入质量分数为0.29%的V以提高钢的综合性能,检测了不同回火温度下含V试验钢的各项力学性能,利用SEM、TEM和物理化学相分析等方法对试验钢的基体组织和析出相进行了表征,分析了试验钢的强韧化机制。结果表明,含0.29%V试验钢在不同温度回火后的强度均有大幅提升,随回火温度升高,含V试验钢的强度变化经历3个阶段：强度先是下降,当回火温度达到500℃时开始出现强度平台,继续提高回火温度至600℃后,强度又开始下降。结合物理化学相分析和TEM表征,认为强度平台的出现是因为大量析出的纳米级碟片状VC颗粒带来沉淀强化作用;-20℃冲击吸收能量随回火温度变化曲线呈“W”型,Fe₃C在晶界析出和杂质元素的偏聚是导致韧性低谷的原因。     

H13钢电渣锭、锻造及淬回火过程中碳化物析出行为

研究了H13钢在电渣锭退火、锻后退火和淬回火三种状态下的析出物特征.利用碳膜萃取复型,通过透射电镜、电子衍射和能谱分析发现方形、圆形及尺寸在200 nm以下的不规则碳化析出物,并确定它们分别为V₈C₇、Cr₂₃C₆和Cr₃C₂（Cr₂VC₂）.研究了这些析出物的演变规律,并对其在液相区、固-液两相区和固相区的析出规律进行了热力学计算.根据热力学计算及电子衍射标定结果发现,Cr₂₃C₆和V₈C₇在液相区及固-液两相区均不能析出,当冷却到固相区时它们才开始析出.     

淬火硼钢回火时硼碳化物的形成及其动力学

用透射电子显微分析，金相分析及扫描俄歇微探针研究了５０Ｂ钢淬火后回火是硼碳化物的形成及其动力学，确认硼碳化物Ｆｅ２３（Ｂ，Ｃ）６和Ｆｅ３（Ｃ，Ｂ）。Ｆｅ２３（Ｂ，Ｃ）６在马氏体分解时析出于Ｆｅ３Ｃ之后，析出温度在４９０℃或更高，析出的动力学曲线为“Ｃ”形的下半部，Ｆｅ３（Ｃ，Ｂ）则在较长时间回火时由Ｆｅ３Ｃ转变而成，其形成的学曲线是以７００℃和５５０℃为鼻尖“ε”形。     

马氏体时效钢和低碳马氏体钢的组织及其机械性能

当今，采用节约合金的03Cr11Ni10Mo2Ti（з-П678型）的马氏体时效钢（MCC）制造大型的零件和强度达1000—1400MPa重要用途的结构。为保证这样高的强度，规定该钢种（MCC）的回火温度（500～560℃）要比具有最大强度时的回火温度高40～60℃。在回火状态该钢种（MCC）的组织是无碳的马氏体团和Ni，Ti、Fe2Mo等金属间化合物的弥散析出物组成。这种组织在规定的强度水平下能保证高的冲击韧性值和高的抗裂性。     

回火对超高强度马氏体钢力学性能的影响

马氏体钢是汽车用先进高强钢的重要品种,主要组织为马氏体,突出特点为合金含量低、强度高。随着强度的提高,马氏体钢组织逐步接近全马氏体,并且马氏体的含碳量也进一步增加,导致弯曲性能和韧性降低。以冷轧C-Si-Mn钢板为研究对象,研究了回火对淬火态超高强度马氏体钢板的弯曲性能和冲击韧性的影响,发现与淬火态相比,回火处理对试验用钢的弯曲性能和冲击韧性有明显改善,但回火温度过高会造成弯曲性能和冲击韧性的下降。     

二次碳化物对马氏体钢三体磨料磨损性能的影响

在低速，碾磨式三体磨损系统中，使用不同粒度的石英砂及玻璃砂磨料，研究了马氏体钢中二次碳化和对其磨损特性的影响。研究结果表明：弥散分布的二次碳化物虽然可增加钢的的硬度，但由于“尺寸效应”不能提高钢的切削磨损抗力，而有利于其塑变疲劳磨损抗力的改善。二次碳化物对马氏体钢三体磨损特性的影响是随磨料硬度，磨粒尺寸等系统参数的变化而变化的。     

回火马氏体钢的氢脆敏感性评估

我们采用Si含量为1.67%的高Si(简称H-Si)和0.21%的低Si(简称L-Si)的回火马氏体钢,研究了拉伸速度、氢含量和温度对断裂强度和断裂表面形貌的影响。在室温条件下,低含氢量的L-Si钢的断裂表面呈现出从准解理(QC)断裂到疑似晶间(IG-like)断裂再到晶间(IG)断裂的转变。与此相比较,在室温条件下,低含氢量的H-Si钢的断裂表面呈现出从QC断裂到IG-like断裂的转变。断裂表面形貌的转变可以通过含氢条件下的晶间强度与晶内强度之间的大小关系来解释。在-196℃的温度条件下,氢既不降低断裂强度,也不改变断裂表面形貌。因此,在室温条件下的氢脆被认为来自两方面的原因,一是在施加应力的过程中,由于氢聚积和晶格缺陷的形成导致氢脆,二是在施加应力前,捕获的氢造成的氢脆。随着拉伸速度的下降,断裂强度下降,收敛为一个常数值(即下临界应力)。当断裂表面从IG断裂转变为IG-like断裂再到QC断裂时,为了获得下临界应力,需要降低拉伸速度。因此,对于每种类型的断裂表面,为了获得下临界应力,拉伸速度不应该是一个常数,而要通过试验来测定。     

回火温度对1500MPa级直接淬火钢组织与性能的影响

设计了一种新型1500MPa级Si-Mn-Cr-Ni-Mo多组元系低合金、超高强度工程结构钢,研究了回火温度对直接淬火钢组织与力学性能的影响.结果表明,抗拉强度随回火温度的升高而不断降低,屈服强度随回火温度升高先升高后下降,延伸率和冲击功均随回火温度升高呈现先升高、后降低、再升高的变化趋势.分析认为,回火过程组织演变的物理机制一方面包括板条马氏体和位错亚结构的回复、再结晶软化过程,另一方面包括残余奥氏体的分解与马氏体中过饱和碳的脱溶及析出第2相的强化机制综合作用.250℃回火后,板条马氏体内析出ε碳化物;400℃回火后ε碳化物明显粗化,产生回火脆性;600℃回火后部分析出相在奥氏体中形核,在马氏体基体内长大和粗化,最终形态为近似球形,另一部分析出相在马氏体内形核、生长,呈现椭球形或矩形.     

Nb-H13钢中一次碳化物的析出机理和控制

为了得出铌微合金化H13钢中合适的铌元素添加量,以H13钢中的一次碳化物为研究对象,通过实验室冶炼不同铌元素质量分数的H13钢,系统地研究了Nb-H13钢中一次碳化物的析出机理和合适的Nb添加量。结果表明,当H13钢中铌的质量分数小于0.03%时,Nb-H13钢中的一次碳化物主要为富钒相;当H13钢中铌的质量分数达到0.05%时,Nb-H13钢中的一次碳化物主要为富钒相和富铌相。铌微合金化H13钢中铌元素的添加量应小于0.03%。铌质量分数的高低会显著影响FCC相中碳化物的析出顺序,随着铌质量分数的增加,碳化物的析出顺序由首先析出富钒相转变为首先析出富铌相,且富铌相的热稳定性要远高于富钒相。理论计算结果与试验观察结果基本一致,工业试验结果同样论证了本研究的结论。     

冷处理对高碳铬马氏体钢9Cr18Mo组织转变及析出行为的影响

采用X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和扫描电子显微镜-能量色散X射线光谱仪(SEM-EDS)等分析技术,研究了冷处理过程显微组织的转变和冷处理对回火过程碳化物析出行为的影响。结果表明：9Cr18Mo钢经冷处理后残余奥氏体含量降低,硬度升高;冷处理过程马氏体板条细化、大角度晶界比例和位错密度增加;碳原子在冷处理过程偏聚形成富碳区域或形成细小碳化物析出;在回火过程中,碳原子与合金原子形成大量合金碳化物析出;经过冷处理后,碳化物在回火过程中开始析出温度降低,引起了二次硬化峰偏移。     

水淬终止温度对自回火马氏体钢组织和性能的影响

研究了热轧后水淬终止温度对自回火马氏体钢微观组织和力学性能的影响。结果表明，微观组织形态取决于水淬终止温度，当水淬终止温度低于Ｍｓ点时，钢的自回火程度最大，呈出现韧性峰值；低于或高于此温度终止水淬都将导致韧性下降，随着水淬终止温度降低，强度不断提高，自回火马氏体析条束对裂纹扩展起障碍作用，冲击试样断裂表面的解理小平较细小，从而表现出较高的韧性。     

T250马氏体时效钢晶粒尺寸对时效析出的影响

 在840 ℃ 1 h固溶退火+480 ℃ 4 h时效处理条件下,不同晶粒度的T250马氏体时效钢力学性能比较试验表明,材料的性能和晶粒尺寸关系并不表现出明显的依存关系。相应的XRD和显微结构比较研究显示,马氏体时效钢的时效行为和晶粒尺寸相关。晶粒细小的马氏体钢时效时形成更多体积分数的逆转奥氏体,以膜状分布在晶界和亚晶界起到软化作用而有利于材料塑韧性的提高;同时产生更为细小弥散的沉淀相起到更为明显的强化作用。这可能是材料的力学性能和晶粒尺寸关系不明显的组织结构原因。     

Cu-NiAl纳米复合析出强化钢回火工艺

为了研究不同回火工艺下Cu-NiAl纳米复合析出强化钢的组织和力学性能,采用OM、TEM对在300～650℃范围内回火后的试验钢组织进行分析并对其力学性能进行讨论.结果表明,在300～550℃回火时,贝氏体铁素体板条逐渐粗化为等轴铁素体,并且在基体上形成纳米级析出相;在600～650℃回火时,基体完全转变为等轴铁素体,...     

5Cr21Mn9Ni4N钢中碳化物层状析出与晶界沉淀

用光学，扫描和透射电镜观察研究了Ｍ２３Ｃ６晶界“层状”析出和类珠光形成规律和组织特征。