Q&P热处理工艺对含Cu TRIP钢组织和性能的影响

随着能源的短缺和环境污染的日益严重,汽车轻量化需求日益迫切,如何通过工艺及成分设计革新、获得兼具高强度和高塑性的钢板尤为重要.尝试将Cu作为合金元素加入TRIP钢中,采用淬火配分(QP)工艺对含Cu TRIP钢进行一步法和两步法热处理,通过拉伸试验、X射线衍射分析、扫描电镜、透射电镜等实验手段,对热处理后的组织及性能进行测试和观察,探究了不同热处理工艺对组织和性能的影响.研究结果表明:一步法处理后的显微组织为铁素体、马氏体和残余奥氏体,两步法处理后不仅包含上述3种组织,还含有贝氏体.一步法处理后,抗拉强度达2 200 MPa,拉伸延展率为15%,强塑积为33 GPa·%;两步法处理后综合力学性能优于一步法,在400℃等温5 min后,抗拉强度为1 300 MPa,拉伸延展率为43%,强塑积超过55 GPa·%.实验钢良好的综合力学性能得益于铁素体、马氏体/贝氏体和残余奥氏体的合理配比,变形过程中残余奥氏体的相变诱导塑性效应,以及马氏体位错与Cu粒子的交互作用.     

热轧TRIP钢残余奥氏体及其稳定性研究

采用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)和拉伸实验等方法,研究三种工艺制备的热轧TRIP钢残余奥氏体及其碳含量和稳定性.结果显示:贝氏体区停留时间对残余奥氏体量影响较大,当在贝氏体区模拟卷取时,残余奥氏体量最多;适当的增加弛豫时间,会增加最终组织中残余奥氏体的碳含量;残奥碳含量,还有残余奥氏体的形状和晶粒大小及周围...     

低硅含铝TRIP钢残余奥氏体变形过程中稳定性研究EI北大核心CSCD

采用预拉伸实验对低硅含铝TRIP钢变形过程中残余奥氏体的演变规律进行研究,建立残余奥氏体变形过程中稳定性与加工硬化指数n之间的对应关系,在此基础上通过设计不同热处理工艺,获得具有不同初始残余奥氏体特性的TRIP钢以及具有不同组织构成的TRIP钢,并分析了TRIP钢的残余奥氏体稳定性。结果表明:TRIP钢中的残余奥氏体随着变形的深入,稳定性逐渐增加;残余奥氏体越稳定,TRIP钢的瞬时加工硬化值越稳定(n值越稳定);随着初始碳含量的增加,残余奥氏体在变形过程中的稳定性也随之提高。在变形过程中,残余奥氏体的稳定性受残余奥氏体碳含量,分布以及周围相等因素的共同影响。     

ZK60镁合金光纤激光焊接工艺参数及接头性能研究

目的 采用光纤激光对ZK镁合金进行焊接,分析焊接工艺参数对焊接接头性能的影响规律。方法 采用正交实验方法,在焊接过程中对焊接主要的工艺参数比如:激光的功率,焊接的速度,离焦量进行三因素三水平正交实验,采用拉力实验机对焊接接头进行抗拉强度测试,得到抗拉强度最大的工艺参数组合。对焊缝微观组织及断口形貌进行分析。结果 当激光功率为1 400 W、焊接速度为40 mm/s、离焦量为3 mm时,焊缝抗拉强度达到最高的308 MPa,达到母材抗拉强度的95%。结论 在合适的工艺条件下,光纤激光焊接过程中,如果热输入较低,焊接速度过快,导致熔池冷却速度非常快,同时细化了晶粒,提高焊缝接头的综合力学性能。     

强塑积大于30 GPa%的热轧中碳TRIP钢组织及性能研究

为研究贝氏体相变温度对中碳热轧TRIP钢组织与性能的影响,采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)与高分辨透射电镜(HRTEM)对含Ti与Mo的中碳热轧TRIP钢进行了显微组织观察、残余奥氏体含量测定以及析出相的表征与分析.结果表明:在400℃贝氏体相变温度下,试验钢的残奥含量与强塑积均达到最大值,分别为28.2%和31.14 GPa·%;同时在钢中发现了呈块状、无规则形状以及片层状形貌分布的残余奥氏体,对衍射斑标定后显示,片层状残余奥氏体与铁素体基体同时满足kurdjumov-Sachs(K-S)与Nishiyama-Wasserman(N-W)位向关系;HRTEM分析显示,Mo可以溶入TiC而生成(Ti,Mo)C粒子,而纳米级的(Ti,Mo)C粒子可以显著提高钢的沉淀析出强化效果.     

船用TA5钛合金激光焊接接头组织和性能研究

采用IPG光纤激光器对8 mm厚的TA5钛合金进行激光自熔焊接,并对焊接接头的微观组织和力学性能进行分析。结果表明,激光焊接接头表面成形连续、均匀、无飞溅,内部无气孔和裂纹等缺陷。母材组织为细小均匀的等轴α相;焊缝区组织主要由粗大的β柱状晶粒、大量的针状马氏体α'以及少量的板条马氏体组成;热影响区组织主要由等轴α相、少量的针状马氏体α'和少量的残余β组成;在熔合线的边界,柱状晶粒与等轴晶粒联生结晶、外延生长,保证了焊接接头的稳定连接。焊接接头各区域的显微硬度差异较大,最高硬度出现在熔合线附近,焊缝区和热影响区的显微硬度明显高于母材的。对拉伸断裂部位进行观察,拉伸断裂发生在远离焊缝的母材处,这说明激光焊接接头的抗拉强度与母材等强或者略高于母材的,这与大量针状马氏体形成的网篮组织有直接的关系。     

热轧TRIP钢组织性能的研究

采用实验室热轧机对高硅和低硅TRIP钢(A钢和B钢)进行控制轧制试验,研究了热轧后等温淬火对热轧TRIP钢组织性能的影响.通过显微组织观察,力学性能分析,探讨了两种钢的应变诱导相变和相变诱发塑性行为.研究表明:A、B钢均能够获得铁素体、贝氏体和大量稳定残余奥氏体的混合组织,具有较高的力学性能;残余奥氏体稳定性是提供TRIP的重要因素,B钢中贝氏体和残余奥氏体较多,相变诱发塑性效果更好,其性能优于A钢;等温时间影响热轧TRIP钢的力学性能,随等温时间的延长,A、B钢的伸长率增加,等温时间超过120 min,导致碳化物析出,残余奥氏体的稳定性降低;B钢经热轧后在400 ℃等温25 min,抗拉强度和伸长率分别达到了784 MPa和36%的最高值.     

Cr12钢激光硬化处理后的组织

激光相变硬化处理可以使 Cr12钢的硬度提高至～1100HV,并细化其组织。激光相变硬化处理主要通过改变碳化物的溶解程度及合金元素的扩散均匀程度,影响γ的化学成分及分布、M_s点的位置及γ_r 的含量。激光处理后,γ_r 最少时硬度最高。     

激光热处理对1Cr5Mo钢焊接接头组织结构的影响

利用CO_2激光对1Cr5Mo耐热钢焊接接头进行表面热处理,通过4XC型光学显微镜对激光热处理前后焊接接头各区显微组织和晶粒度等级进行分析,并采用X射线应力仪测定激光热处理前后焊接接头残余应力和残余奥氏体的分布规律。结果表明:经激光热处理后1Cr5Mo耐热钢焊接接头表面晶粒发生细化,焊缝区、熔合区、过热区和正火区晶粒等级由9级、9.8级、8级和10.7级提升至10级、10.2级、8.5级和11级,组织结构薄弱区域由过热区、焊缝区和熔合区减少为过热区,均匀性得到了明显改善;激光热处理消除了焊接接头表面残余拉应力,形成了深度约为0.28mm的残余压应力层,残余奥氏体含量有所提高,分布更均匀,有利于改善其力学性能。     

304不锈钢激光焊接接头组织性能及断裂机理研究

目的 研究工艺参数对接头微观组织及力学性能的影响规律,观察断口形貌并揭示断裂机理。方法 基于生产实际,采用激光焊接技术对304不锈钢进行平板对接试验,利用金相显微镜、扫描电镜和背散射电子衍射等手段观察不同焊接参数下的接头微观组织,利用拉伸试验机及显微硬度仪测试其力学性能;通过疲劳试验机测试不同应力下的疲劳寿命,并绘制相应的S-N曲线;使用扫描电镜观察并分析疲劳断口的形貌特征。结果 焊缝中心由等轴状奥氏体和针状铁素体组成,熔合区以柱状晶的形式向焊缝中心生长。激光功率及焊接速度越大,柱状晶的尺寸越小。当激光焊接功率为1 390 W、焊接速度为13mm/s、离焦量为-10 mm时,304不锈钢激光焊接接头的力学性能最好,此时的抗拉强度为785.9 MPa、伸长率为75.6%,拉伸断口呈典型的韧性断裂特征。在高应力水平（350 MPa和500 MPa）下,疲劳断口由裂纹萌生区、裂纹扩展区和瞬时断裂区组成,焊缝具有优良的抗疲劳性能。结论 焊接速度越快、焊接功率越小、离焦量为负,得到的焊接接头硬度越高,由于细晶强化及加工硬化的双重作用,接头达到了最佳力学性能。     

功率密度对DP590钢激光焊缝熔深及组织的影响

目的研究相同热输入(功率/速度)下激光功率密度(功率/光斑面积)变化对焊缝熔深及组织的影响。方法在保持热输入不变的条件下,对不同功率下1.8 mm厚的DP590钢板进行光纤激光焊接试验,在光学显微镜下检测不同条件下的熔深,在扫描电镜下观察不同条件下的焊缝组织。然后,采用FLOW-3D软件对不同条件下焊接熔池/小孔行为与激光能量吸收进行了计算研究。结果随着功率密度的增加,焊缝熔深总体不断递增,但在速度为0.055 m/s和0.065 m/s时突变。结论通过模拟发现,匙孔吸收的能量影响了焊缝熔深变化。同时,焊缝冷却速率随着焊缝吸收能量的增加而降低,使得焊缝区马氏体组织大小出现差异。     

不同强度级别双相不锈钢激光焊接头的组织与力学性能

目的 为了合理制定不同强度等级DP钢同种和异种接头的激光焊接工艺,研究激光焊接工艺对接头组织性能的影响。方法 采用SEM、硬度试验、拉伸试验等手段,研究不同强度等级DP钢同种和异种激光焊接接头的微观组织和力学性能。结果 对于同种DP钢激光焊接,由于接头各个区域经历的热循环不同,因此其马氏体体积分数和形态、含碳量等存在明显差异。在焊缝熔合区,由于冷却速度较高,因此马氏体体积分数较高且为细条状,硬度高于母材硬度。在热影响区,由于马氏体发生了回火分解,因此其硬度值低于母材硬度,且软化的程度和范围大小与DP钢的强度级别相关。软化的热影响区成为接头的薄弱区域,降低了接头的拉伸性能。在异种DP钢激光焊接接头中,焊缝熔合区的硬度也明显高于母材硬度。靠近高强度级别母材侧的热影响区范围更大,软化程度更明显,接头硬度分布不再对称。接头的抗拉强度与低等级DP钢母材的抗拉强度基本一致。结论 激光焊接工艺对不同强度等级DP钢同种和异种接头组织性能的影响存在较大的差异,DP钢强度级别越高,接头或接头对应侧的热影响区软化程度越明显,这在制定焊接工艺以及焊后处理工艺过程中需要予以考虑。     

低硅TRIP钢的力学性能及残余奥氏体稳定性研究

通过常温拉伸实验研究低SiTRIP钢的力学性能及其加工硬化特点,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)等手段研究低SiTRIP钢在拉伸变形前后组织变化特别是残余奥氏体特性的变化。结果表明:低SiTRIP钢表现出良好的力学特性,没有屈服平台,低的屈强比,同时又拥有比双相钢更好的延伸率和均匀应变。TRIP钢的残余奥氏体的分布也影响着其稳定性,分布在铁素体晶内的残余奥氏体在拉伸变形后仍然存在。     

光纤激光器功率对Cr12MoV钢表面淬火组织与性能的影响

由于光纤激光的良好光束质量,光纤激光器在金属材料表面强化方面的应用日益引起学者的重视。使用YLS-3000W光纤激光器对Cr12MoV冷作模具钢进行激光表面淬火处理的工艺试验,研究了不同工艺参数对硬化层深度和显微硬度的影响及硬化层显微组织特征。结果表明,Cr12MoV表面经光纤激光表面淬火后得到淬火层、过渡层和基体3层不同的组织。淬火层的晶粒细小,由隐晶马氏体、弥散分布的碳化物组成。过渡层由马氏体及弥散分布的碳化物和残留奥氏体组成。在扫描速度和离焦量一定的条件下,相变硬化层深度随光纤激光功率的增大而增加。在最佳工艺(光纤激光功率900W,扫描速度0.3m/s,离焦量-4mm)条件下,硬化层平均硬度达609HV。分析认为光纤激光淬火造成的组织细化和过饱和的隐晶马氏体的形成是硬度提高的主要原因。     

汽车用高强度TRIP钢组织性能及成形工艺

概述了高强度TRIP钢对汽车轻量化的作用及TRIP钢的显微组织对其性能的影响,探讨了铁素体、贝氏体、残余奥氏体的含量对TRIP钢性能的影响规律,以及设备、模具和成形工艺参数的选择原则。结果表明,TRIP钢中铁素体可以提高铜的塑性,贝氏体可以提高强度和韧性,而当残余奥氏体的体积分数大于8％时,产生TRIP效应,并提高了钢的综合性能;以上组织的获得,应在成形时控制成形设备的能量、栽荷、速度、时间等工艺参数。     

Microstructure and mechanical properties of a hot pressing-dynamic partition treated steel

The microstructure and mechanical property of improved press-hardened steel with hot pressing combined dynamic partitioning (HP-DP) treatment are presented. Microstructure of the steel subjected to HP-DP treatment is featured by multi-martensite phases and the retained austenite (RA) phase with carbon content gradient. Compared with conventional hot-pressed samples, the HP-DP samples show better tensile property especially ductility. The effect of HP-DP parameters on the evolution of RA and mechanical property is then discussed. Finally, hot pressing of a double U-shaped part using both 22MnB5 steel sheet and the developed HP-DP steel sheet was carried out with exact control of part temperature at the end of hot pressing followed by air cooling.     

不锈钢激光点焊接头组织和力学性能研究

目的 改善SUS301L–HT不锈钢激光点焊焊接性能。方法 以2 mm SUS301L–HT不锈钢为母材进行激光点焊试验,并分析焊接接头的金相组织、硬度、拉伸性能以及断口形貌等。结果 焊点表面无损坏、压痕均匀、无较大焊接变形,表面无飞溅、母材颜色无明显变化。焊核区的微观组织主要是柱状晶,柱状晶依附于未熔化母材晶粒向焊核中心生长。母材硬度最高,约为309HV;焊核中心附近区域硬度适中,约为255HV,热影响区硬度最小,不到220HV。点焊接头断裂形式多为纽扣式断裂且发生在热影响区。结论 不锈钢激光点焊整体质量较好,可用于轨道列车车体加工。     

配分时间对Q&P钢力学性能及显微组织的影响

设计了一种中碳中锰QP(Quenching and partitioning)钢,基于热力学平衡理论计算分析了其相变过程,通过扫描电镜(SEM)、背散射电子衍射(EBSD)和透射电镜(TEM)研究了实验钢经不同热处理后的微观组织,测试了其力学性能,并采用X射线衍射仪(XRD)进一步分析了拉伸断裂前后残留奥氏体含量的演变规律。结果表明:室温下实验钢微观组织为板条状马氏体和弥散分布的残留奥氏体;残留奥氏体主要存在于马氏体板条之间和原始奥氏体晶界处;随配分时间延长,抗拉强度逐渐降低,延伸率呈现升高趋势;试样拉断后,断口处残留奥氏体含量在3.5%~4.5%之间,明显低于拉伸前的含量(6.94%~10.78%),说明大部分残留奥氏体在拉伸过程中发生了TRIP效应,提高了实验钢的塑性。