超高碳钢的制备及热处理工艺研究

研究了超高碳钢的化学成分及预先热处理的特点,通过不同的奥氏体加热温度和保温时间的试验,发现由于超高碳钢超细晶粒效果,通常油淬达不到需要的硬度。860℃正火处理,强度和塑性较传统中碳合金调质钢的高。对研制超高碳钢的生产和热处理工艺进行了尝试。     

中锰高碳钢的冲击磨损性能及磨损机制

采用场发射扫描电镜(SEM)、MLD-10冲击实验机和硬度实验机等检测手段,对不同处理制度条件下的中锰高碳钢在中低冲击载荷条件下的耐磨性能与其磨损机制进行了研究。结果表明:低冲击载荷条件下,热轧态中锰高碳钢具有最优异的冲击磨损性能,远高于冷轧态与其他热处理制度下的中锰高碳钢,其磨损机制为剥削磨损与凿削磨损;在中等冲击载荷条件下,450℃保温15 min样品的冲击磨损性能最优越,且磨损机制为剥削磨损、凿削磨损与塑性变形。     

热处理对超高碳钢组织和性能的影响

采用几种不同的热处理工艺对超高碳钢进行球化处理,并对不同热处理状态下的试样进行了组织观察和力学性能测试分析,探讨了热处理对超高碳钢组织和性能的影响。结果表明,随着碳化物球化率的提高,钢的塑性得到明显改善。经840℃×20min淬火+650℃×3h高温回火处理样品因能获得圆整度高的球状碳化物,而拥有σs=576MPa、σb=835MPa的高强度和δ5=18·4%的良好塑性。经1200℃×4h高温正火+800℃×2h球化退火处理的超高碳钢由于获得的球状碳化物颗粒细小且分布均匀,基体在变形时受到的阻碍作用较弱,故强度较高(σs=622MPa,σb=927MPa),但塑性稍有下降(δ5=16·0%)。经720℃×3·5h退火处理和840℃×20min空冷+720℃×2·5h退火处理的超高碳钢尽管含有一定量的片状碳化物,也能获得高的强度(σs>590MPa,σb>870MPa)和较好的塑性(δ>11%)。     

球化工艺对热轧超高碳钢组织性能的影响

利用离异共析原理,采用不同的热处理工艺球化热轧超高碳钢。组织观察表明:热轧预处理消除了铸态下晶界网状粗大碳化物,并获得颗粒状碳化物与片状珠光体的混合组织。球化热处理时,奥氏体化温度升高、保温时间延长,碳化物颗粒的间距增大,减缓冷却速率增加碳化物的析出。对球化后超高碳钢进行拉伸力学性能试验,850℃球化后的强度很高(σ0.2=688.71MPa,σb=1005.78MPa),屈强比和伸长率分别为0.69、16.7%。拉伸后的断口形貌分析表明,超高碳钢拉伸过程中裂纹易在大颗粒碳化物处萌生、扩展。     

球化工艺对热轧超高碳钢组织性能的影响

利用离异共析原理，采用不同的热处理工艺球化热轧超高碳钢。组织观察表明：热轧预处理消除了铸态下晶界网状粗大碳化物，并获得颗粒状碳化物与片状珠光体的混合组织。球化热处理时，奥氏体化温度升高、保温时间延长，碳化物颗粒的间距增大，减缓冷却速率增加碳化物的析出。对球化后超高碳钢进行拉伸力学性能试验，850℃球化后的强度很高（σ0.2=688．71MPa，σb=1005．78MPa），屈强比和伸长率分别为0．69、16．7％。拉伸后的断口形貌分析表明，超高碳钢拉伸过程中裂纹易在大颗粒碳化物处萌生、扩展。     

喷射成形超高碳钢的超塑性等温锻造性能研究

研究了喷射成形超高碳钢的显微组织 ,表征了其超塑性变形的力学特征 ,喷射成形超高碳钢的最佳变形温度为 82 0℃ ,最佳应变速率为 2 5× 10 - 4s- 1 。测定了超塑性等温锻造后喷射成形超高碳钢的室温力学性能 ,并观察了其显微组织。结果表明 ,超塑性等温锻造工艺使超高碳钢的组织得到了致密化 ,其原始组织主要是均匀、细密的珠光体 ,锻造后则大部分转变为细小的等轴铁素体晶粒以及弥散分布于其上的碳化物的组织。     

显微组织对高碳钢韧性的影响

讨论了Ｔ１２Ａ钢制锉刀中碳化物粒子大小，形状及马氏体形态对锉刀使用寿命的影响。结果表明：适当粗化并尽量球化原始组织中的碳化物粒子，可增加淬火组织中板条马氏量与未溶碳化物的体积分数，从而显著提高锉刀韧性并延长其使用寿命。     

石墨对超高碳钢组织和性能的影响

通过细化碳化物获得优良性能的超高碳钢.结果表明,显微组织中除了珠光体和晶界上的网状碳化物外,还有约6.5％的球状石墨.由于少量球状石墨的存在,经850℃×3h球化退火处理后的钢表现出良好的塑性,伸长率达12.5％,且抗拉强度达967 MPa、屈服强度达715 MPa.     

1.4%C超高碳钢显微组织与疲劳性能的研究

对1．4％C超高碳钢试样热处理后的疲劳极限与断裂韧性进行测定，观察了显微组织与试样断口。结果表明，经950℃淬火700℃回火热处理后，又经860℃正火处理，试验用钢的组织结构超细化且碳化物弥散均匀分布，获得良好的综合强度与韧性及较高的疲劳极限，断裂强度较40CrNiMo调质态提高48％，屈服强度提高15％，延性指标相当，是一种优良的结构钢材料。     

1.6%C超高碳钢显微组织与性能研究

对1.6%C超高碳钢进行离异共析和淬火+高温回火两种工艺球化预处理,获得了铁素体基体上分布超细碳化物组织,在此基础上进行了两类淬火处理。显微组织观察分析表明:淬火组织亚结构为位错与孪晶并存;采用感应加热淬火时随感应加热淬火次数增加,板条马氏体增加,孪晶马氏体减少。力学性能测试显示:本试验用超高碳钢强度与中碳结构钢相当;塑性很好,伸长率达17%。     

热处理对Zn-11%Al-8%Cu-Mg合金组织性能的影响

研究了热处理对Zn-11%Al-8%Cu-Mg合金组织性能的影响。结果表明,热处理后锌合金晶粒细化,组织分布更加均匀,共晶组织的形貌变得圆整;热处理后的抗拉强度和伸长率增加,但布氏硬度有所下降,综合性能得到改善。     

热处理对高硼铸钢耐磨性的影响研究

为了研究高硼铸钢的耐磨性,借助光学显微镜、X衍射分析仪(XRD)等手段研究了热处理工艺对高硼铸钢耐磨性的影响。实验选用ML-10型销盘磨损试验机,将热处理后的高硼铸钢、高锰钢进行耐磨性对比,研究发现高硼铸钢的耐磨性与高韧性低碳马氏体及高硬度相-硼化物Fe2B密切相关,热处理能显著改善高硼铸钢的强度、硬度。研究结果表明:在冲击磨损条件下高硼钢比高锰钢有较好耐磨性。     

Selective Laser Melting of Al-7Si-0.5 Mg-0.5Cu: Effect of Heat Treatment on Microstructure Evolution,Mechanical Properties and Wear Resistance

Al-7Si-0.5 Mg-0.5Cu alloy specimens have been fabricated by selective laser melting (SLM). In this study, the effects of solution treatment, quenching, and artificial aging on the microstructural evolution, as well as mechanical and wear properties, have been investigated. The as-prepared samples show a heterogeneous cellular microstructure with two different cell sizes composed of α-Al and Si phases. After solution-treated and quenched (SQ) heat treatment, the cellular microstructure disappears, and coarse and lumpy Si phase precipitates and a rectangular Cu-rich phase were observed. Subsequent aging after solution-treated and quenched (SQA) heat treatment causes the formation of nanosized Cu-rich precipitates. The as-prepared SLMs sample has good mechanical properties and wear resistance (compressive yield strength: 215 ± 6 MPa and wear rate 2 × 10^-13 m³/m). The SQ samples with lumpy Si particles have the lowest strength of 167 ± 13 MPa and the highest wear rate of 6.18 × 10^-13 m³/m. The formation of nanosized Cu-rich precipitates in the SQA samples leads to the highest compressive yield strength of 233 ± 6 MPa and a good wear rate of 5.06 × 10^-13 m³/m.     

热处理对锻态2.5vol.%(TiB TiC)/Ti复合材料组织与性能的影响

研究了热处理条件对锻态2.5vol.%(TiB TiC)/Ti复合材料显微组织和力学性能的影响。结果表明：固溶时效处理对复合材料的基体组织特征有显著影响,在两相区进行固溶时效处理后,得到等轴和双态组织,随固溶温度的升高,初生α相含量逐渐降低,而β转变组织含量逐渐升高,当固溶温度超过β转变温度时,得到全片层组织。TiB和TiC增强相在热处理过程中较为稳定,形态与分布无明显变化。固溶时效处理后,锻态复合材料的拉伸强度提高而塑性降低,随固溶温度的升高,复合材料的室温拉伸强度和塑性均有明显增加,而650 oC下拉伸强度与塑性与室温下表现出相反的规律。复合材料经1050oC/2h/AC 600oC/6h/AC处理后综合性能最好,室温拉伸强度为1215.8MPa,延伸率为3.14%,650 oC下拉伸强度为629.9MPa,延伸率为15.9%。     

控冷热处理对普通碳钢组织和性能的影响

为了改善矿用支护型钢的强韧性,研制了型钢控冷热处理生产线并且研究了控冷对普通碳钢组织和性能的影响。试验结果表明,通过调整控冷装置的运行参数（ｐ／ｖ值）可有效地控制普通碳钢的力学性能。Ｑ２３５和Ｑ２７５钢的屈服强度经控冷后提高５０％以上而其伸长率（δ５）分别保持在２０％和１６％。分析了钢的控冷强化机制以及铁素体和魏氏组织铁素体对钢的性能的影响。     

Effect of Heat Treatment on the Microstructure and Mechanical Properties of the Modified 718 Alloy

M718 alloy with an extra high Mo content of 7.50 wt% which reduced Nb addition and increased Al and Ti additions within the composition specifications of 718 alloy has been designed to increase the service temperature of 718 alloy. And the effect of the heat treatment on the microstructure and mechanical properties of M718 alloy has been investigated in this study. The results showed that Laves phase precipitated on the grain boundaries of M718 alloy instead of d-Ni_3 Nb phase in718 alloy, and y'and y'phases precipitated in the matrix of M718 alloy as that in 718 alloy. Increasing the solution temperature from 960 to 1050 ℃ noticeably reduced the intergranular precipitation of Laves phase. The precipitation of Laves phase was appropriate at 1020 ℃ for improving the grain boundary cohesion. Increasing the two-stage aging temperatures markedly increased the sizes of y' andy'phases. As a result, the strength of M718 alloy increased.     

Effect of Heat Treatment on Microstructures and Mechanical Properties of Hot-Dip Galvanized DP Steels

In order to simulate the hot-dipped galvanizing of dual-phase(DP) steel(wt%) 0.15C–0.1Si–1.7Mn, the DP steels were obtained by different annealing schedules. The effects of soaking temperature, time, and cooling rate on ferrite grain, volume fraction of martensite, and the fine structure of martensite were studied. Results showed that the yield strength(YS) of DP steel is sensitive to annealing schedule, while total elongation has no noticeable dependence on annealing schedule. Increasing soaking temperature from 790 to 850 °C, the YS is the lowest at soaking temperature of 850 °C. Changing CR1 from 6 to 24 °C/s, the YS is the highest when CR1 is 12 °C/s. Increasing soaking time from 30 to100 s, the YS is the lowest at soaking time of 100 s. Besides, it was found that sufficient movable dislocations within ferrite grains and high martensite volume fraction can eliminate yield point elongation, decrease the YS, and increase ultimate tensile strength. Through TEM observations, it was also found that increasing annealing temperature promotes austenite transformation into twin martensite, and increases volume fraction of martensite at sufficient cooling rate. With increasing the martensite volume fraction, the deformation substructure in the ferrite is well developed.     

热处理对超(超)临界材料组织性能的影响

选用2Cr11Mo1VNbN、10Cr9W2MoVNbNB、1Cr11Co3W3NiMoVNbNB 3种超(超)临界机组耐热材料,进行热处理工艺、力学性能、金相组织研究.通过实验确定了3种材料最合适的热处理工艺参数:2Cr11Mo1VNbN、10Cr9W2MoVNbNB钢的最佳淬火、回火温度分别为1 060～1 080℃、660～680℃；1Cr11Co3W3NiMoVNbNB钢的最佳淬火、回火温度分别为1080～1 100℃、680～700℃；观察分析发现,3种钢在1 080℃淬火、680℃左右回火的组织均为回火马氏体；找出了材料热处理后的强度与冲击韧度之间的关系.     

热处理及预拉伸对TC4-0.55Fe合金组织和力学性能的影响

本文研究了具有双态组织的钛合金Ti-6Al-4V-0.55Fe(TC4-0.55Fe)在不同热处理制度（固溶时效、双重退火）和引入预拉伸对微观组织及力学性能的影响,并分析了合金显微组织与力学性能之间的联系。通过对双态组织的 TC4-0.55Fe采用固溶时效和双重退火热处理后微观组织和力学性能进行比较,发现两种热处理方式下随着时效和低温退火温度升高合金中微米级的片层α相厚度均逐渐增大、强度降低、塑性提高。固溶时效热处理下随着时效温度的升高合金屈服强度从530℃的873MPa下降到590℃的862MPa,而延伸率提高3.2%。双重退火热处理试样的屈服强度随着低温退火温度的升高逐步降低,但是延伸率相比于固溶时效有了很大提高,最好可达到23.6%。由于普通热处理对钛合金强度提升不明显,时效和低温退火温度均为590℃时,双重退火试样塑性更优于固溶时效,所以选择该试样引入预拉伸强化,对其在固溶和低温退火中间进行预拉伸。引入预拉伸后,晶粒发生了明显的变形,进行时效强化后合金组织无沉淀区（PFZ）中析出大量细小的二次α相（αs）,引入预拉伸后进行时效可以在提升钛合金屈服强度的同时只降低极少的塑性,其中预拉伸形变1%的试样等轴晶含量最高,强度较引入预拉伸前提高68MPa,延伸率仅下降4%,力学性能最优。通过本文研究可知,TC4-0.55Fe钛合金在经过固溶处理后继续进行预拉伸和时效处理,可以有效提升合金的综合力学性能。