一种含富锰偏析带的热轧临界退火中锰钢的组织调控及强化机制EI北大核心CSCD

对含偏析带的热轧中锰钢进行临界退火处理,通过合理控制非偏析带区的逆奥氏体转变程度,获得了超高强塑积(PSE> 70 GPa·%)。结果表明,经不同温度热处理后,包(由原奥氏体晶粒边界定义)内晶粒的尺寸、取向显著影响中锰钢的力学性能和变形组织。在拉伸过程中,沿着拉伸方向,非偏析带内有利取向的包倾向形成拉长的条状细晶区,而不利取向的包倾向形成碎块状晶区。通过协调变形,相邻包将最终倾向形成上述2种微区亚结构的交替分布。非偏析带内的逆转变奥氏体因晶粒尺寸广泛分布而可承受较大的变形,从而使得偏析带内奥氏体发生足够的应变诱发马氏体相变(SIMT),最终获得优异的强度和韧性匹配。     

1.5Al中锰钢短时临界退火后的组织与性能

应用热力学软件、扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)以及拉伸试验等方法研究了0.2C-5Mn-0.5Si-1.5Al中锰TRIP钢的热力学工艺窗口、微观结构及力学性能,并在此基础上分析了短时临界退火温度对组织演变和力学性能的影响规律。热力学计算结果表明,最佳临界退火温度范围为640～670℃,实际最佳退火温度右移约70℃。低温阶段(700℃)碳化物未完全溶解,高温阶段(760～820℃)奥氏体稳定性降低,组织中出现马氏体,分别对应最佳工艺窗口两侧。730℃临界退火后,碳化物完全溶解且奥氏体足够稳定,组织由铁素体和奥氏体构成,可获得最佳力学性能,抗拉强度约1041 MPa,屈服强度921 MPa,伸长率42%,强塑积接近43 GPa·%。     

1.5Al中锰钢短时临界退火后的组织与性能

应用热力学软件、扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)以及拉伸试验等方法研究了0.2C-5Mn-0.5Si-1.5Al中锰TRIP钢的热力学工艺窗口、微观结构及力学性能,并在此基础上分析了短时临界退火温度对组织演变和力学性能的影响规律。热力学计算结果表明,最佳临界退火温度范围为640～670℃,实际最佳退火温度右移约70℃。低温阶段(700℃)碳化物未完全溶解,高温阶段(760～820℃)奥氏体稳定性降低,组织中出现马氏体,分别对应最佳工艺窗口两侧。730℃临界退火后,碳化物完全溶解且奥氏体足够稳定,组织由铁素体和奥氏体构成,可获得最佳力学性能,抗拉强度约1041 MPa,屈服强度921 MPa,伸长率42%,强塑积接近43 GPa·%。     

Nb对中锰TRIP钢临界退火过程中组织演变的影响

采用临界退火热处理工艺,利用场发射扫描电镜(FE-SEM)观察含铌和不含铌的两种热轧中锰TRIP钢在不同退火制度下的碳化物演变行为及铌对中锰TRIP钢微观组织、残留奥氏体体积分数与稳定性的影响。结果表明:试验钢经临界退火处理后获得超细晶铁素体与残留奥氏体复相组织。随着退火温度的提高,残留奥氏体体积分数出现先升高后降低的趋势;随着退火时间的延长,碳化物逐渐溶解,残留奥氏体体积分数逐渐增加,达到平衡后保持不变。Nb元素的加入可细化奥氏体晶粒,延缓碳化物溶解,推迟奥氏体转变,增加膜状奥氏体,提高奥氏体稳定性。     

临界区退火时间对冷轧中锰钢组织和力学性能的影响

利用拉伸试验机、扫描电镜和X射线衍射仪研究了临界区退火时间对0.21C-4.1Mn-1.85Si-0.05Nb-Fe冷轧中锰钢组织性能的影响。结果表明,随退火时间增加,铁素体比例降低,残留奥氏体含量先增加后降低,马氏体尺寸不断增加,试验钢的屈服强度先升高后逐渐降低,抗拉强度先降低后升高,伸长率和强塑积先增加后逐渐降低。退火10 min,工程应力-工程应变曲线表现为连续屈服,但加工硬化能力不足导致塑性最差。增加退火时间,工程应力-工程应变曲线出现屈服平台,但较大应变范围内不断出现的TRIP效应使得试验钢保持了持续的加工硬化能力,塑性提升。690℃退火60 min,试验钢的综合力学性能最佳,抗拉强度为1036.9 MPa,伸长率25.6%,强塑积可达26.5 GPa·%。     

临界退火工艺对冷轧中锰钢微观组织和力学性能的影响

采用扫描电镜、透射电镜和拉伸试验等研究了临界退火工艺对Fe-10.2Mn-0.48C-2.2Al-0.7Si-0.75V的冷轧中锰钢微观组织和力学性能的影响.通过热力学计算确定最佳的退火温度,以便获得最佳的力学性能.结果表明:临界退火后实验钢获得了板条状和等轴状奥氏体晶粒,同时铁素体中存在高密度位错.奥氏体的体积分数受...     

临界退火对渗碳钢微观组织和耐磨性的影响

目的 研究临界退火后处理对真空渗碳层微观组织、硬度和耐磨性能的影响。方法 采用临界退火后处理来保证17CrNiMo6渗碳钢表面耐磨性的同时,合理调控表面硬度。通过光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和激光共聚焦显微镜进行改性层微观组织结构的观察,利用维氏硬度计和高温摩擦磨损试验机等检测仪器进行改性层硬度与摩擦学性能的研究,对临界退火后处理改性层微观组织演变、元素分布、硬度以及室温环境下摩擦学行为进行详细分析。结果 随着临界退火次数的增加,表面马氏体含量减少,残余奥氏体增加,而心部的回火马氏体基本不变,EDS面扫图谱显示元素分布较为均匀。与之对应的表面硬度呈下降趋势,心部硬度基本不变。在多次临界退火处理中,耐磨性依次为1次循环>2次循环>3次循环。其中,相比于3次循环处理,1次循环处理后的摩擦因数降低了42.8%,在改性层之间的磨损率分别为2.07×10^?13 m³/(N.m)(930 ℃渗碳处理试样),0.71×10^?13 m³/(N.m)(1次循环处理试样),5.23×10^?13 m³/(N.m)(2次循环处理试样)和4.21×10^?13 m³/(N.m)(3次循环处理试样),改性层在室温环境中的磨损机制主要为磨粒磨损、氧化磨损还伴随少量的黏着磨损。结论 在17CrNiMo6渗碳钢进行临界退火处理后,获得了兼具高硬度、高耐磨性的临界退火后处理改性渗碳层,在一定程度上,合理的调控临界退火次数将改善渗碳改性层的耐磨性。     

退火时间对冷轧中碳Cr-Mo钢微观组织的影响

通过SEM观察和EBSD技术研究了冷轧中碳Cr-Mo钢在600 ℃退火不同时间后的组织演变规律。结果表明,随退火时间的延长,渗碳体颗粒分布越弥散,并且球化越来越明显,变形后的铁素体条带转变为铁素体等轴晶粒。晶粒内部渗碳体颗粒较小,晶界处渗碳体颗粒较大,部分呈连续分布,且晶粒尺寸不断增大,但在退火时间小于240 min时,晶粒长大不明显,进一步延长保温时间后,晶粒尺寸增长变快。当保温时间从15 min延长到120 min和480 min时,铁素体平均晶粒尺寸从0.670 μm长大到0.732 μm和2.000 μm。在退火0~120、120~240、240~360和360~480 min时段的晶粒长大速率分别为55.7%、9.7%、74.3%和42.9%,其中0~15 min时晶粒尺寸的增长比例高达42.6%。在退火0~120 min时段,晶粒长大速率相对较大,从节约能源的角度考虑,退火时间可以定在120 min。     

预退火温度对半固态铜合金坯料组织演变和力学性能的影响

将铸态CuSn10P1铜合金先预退火处理,随后采用冷轧等温处理应变诱导熔化激活法(CRITSIMA)制备成半固态坯料。采用金相显微镜、配置能谱仪的扫描电子显微镜、X射线衍射仪、电子探针和布氏硬度计,研究预退火温度对半固态铜合金坯料的组织演变及力学性能的影响。结果表明：随着预退火温度升高,半固态铜合金坯料的平均晶粒尺寸增加,晶粒形状因子和液相率均降低;随着预退火温度升高,α-Cu相中固溶更多的Sn元素,减弱了Sn元素偏析,晶间脆硬相δ相含量减少,布氏硬度逐渐减小。在半固态铜合金坯料中检测到新相Cu_13.7Sn的存在,这与晶间Sn元素的高度偏析有关。600 ℃预退火2 h制备的半固态铜合金坯料显微组织晶粒均匀细小,力学性能较好,其平均晶粒尺寸为68.34μm、晶粒形状因子为0.78、α-Cu基体中Sn元素固溶度为4.21wt%,布氏硬度为128 HBW。     

退火温度对冷轧8Mn钢低温热成形后组织和性能的影响

采用冷轧8Mn钢为试验材料,利用光学显微镜、扫描电镜、电子拉力万能试验机等,结合EBSD和XRD分析技术研究了不同退火温度对低温热成形前后试验钢组织和性能的影响。结果表明,热成形前,试验钢中的奥氏体含量随着退火温度的升高而降低。低温热成形后试验钢的显微组织为马氏体、铁素体和残留奥氏体。不同温度退火并热成形后试验钢的抗拉强度均为1400 MPa左右,屈服强度为900 MPa左右,伸长率为10%左右。退火温度对8Mn钢低温热成形后力学性能影响较小。     

预淬火对冷轧Fe-0.15C-7Mn钢板力学性能的影响

对1.5 mm厚的冷轧Fe-0.15C-7Mn钢板分别进行了630℃保温1、2、4和8 h空冷的临界退火及800℃奥氏体化30 min水淬,然后按同样工艺进行临界退火。检测了钢板的显微组织、力学性能和吕德斯应变分布。结果表明：仅经临界退火的试验钢板显微组织主要呈等轴状,而800℃水淬后临界退火的钢板显微组织主要呈板条状;经630℃保温1 h临界退火的钢板力学性能优异,强塑积高达37 GPa·%,但有明显的吕德斯带;经800℃水淬后630℃保温4 h临界退火的钢板强塑积高达38 GPa·%,吕德斯带完全被消除。     

临界区退火温度对中锰钢组织性能和变形行为的影响

利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和拉伸试验机研究了临界区不同退火温度对Fe-0.21C-4.1Mn-1.85Si-0.05Nb冷轧中锰钢组织性能和变形行为的影响.结果 表明:随着退火温度的升高,试验钢中铁素体含量逐渐降低,马氏体含量增加且尺寸增大,残留奥氏体的含量先升高后降低;随着退火温度的升高,试验钢的抗...     

高纯铝在轧制及退火过程中微观组织与织构的演变

应用光学金相和取向分布函数（ODF）研究和分析了热轧、冷轧及退火对高纯铝箔微观组织及织构的影响。结果表明：热轧后中间退火,微观组织为等轴晶,晶粒取向为旋转立方织构;冷轧过程中,随压下量的增加,晶粒由待轴状逐渐学演变为纤维状,织构由弱到强,最后稳定在S织构、黄酮织构和铜织构三个织构组分;成品退火过程中,发生再结晶和晶粒长大,退火织构主要由立方织构组成,另含有少量R织构。     

FeCoCrNiMn高熵合金大形变冷轧板再结晶退火过程中的组织演变

采用X射线衍射仪(XRD)、维氏硬度计、光学显微镜和电子背散射衍射(EBSD)研究了FeCoCrNiMn高熵合金经压下率为95%的大形变冷轧和550~800 ℃退火1 h后的晶体结构(fcc)、硬度变化、组织演变和再结晶行为。结果表明,冷轧-退火过程中FeCoCrNiMn高熵合金的晶体结构始终保持面心立方结构,再结晶开始温度为600 ℃,结束温度为750 ℃,随着退火温度的升高,试样的硬度先下降后逐渐趋于平缓,组织由纤维状的形变晶粒逐渐全部变为随机取向的再结晶晶粒。     

纯钛再结晶退火的组织演变和力学性能

对纯钛进行650℃×(10～90) min的再结晶等温退火处理.研究发现:保温开始阶段,晶粒尺寸增长速率较慢,由于热轧态下纯钛不同晶粒间晶格畸变能的较大差异,出现了晶粒竞争生长现象,保温初期晶粒尺寸差异明显,一些大晶粒内出现孪晶;在随后的加热过程中,由于晶体内高晶格畸变能,并伴孪生切变,晶粒生长过程中原子扩散速率逐步提高,晶粒增长速率增加,晶粒尺寸趋于均匀;保温60 min后晶粒增长速率降低.随再结晶等温时间延长,材料抗拉强度、屈服强度及硬度逐渐降低,塑性提高.屈服强度与晶粒尺寸符合Hall-petch公式σ-s=310+ 1167 d-1/2.     

纳米晶镍铁合金在退火过程中的微观组织演变

对纳米晶镍铁合金(平均晶粒尺寸27 nm)在等温退火过程中的微观组织演变进行了研究,结果表明其经历了两个晶粒异常长大阶段。     

双相区退火工艺对中锰钢组织与性能的影响

采用扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)和单轴拉伸实验等研究了自主设计的"预淬火+双相区退火"热处理工艺对成分为0.15C-5Mn的中锰钢显微组织和力学性能的影响。结果表明:随着退火温度的升高,实验钢抗拉强度逐渐升高,屈服强度逐渐降低,伸长率和强塑积先升后降,此结果与相变诱导塑性(TRIP)效应有关;随着退火时间的延长,实验钢抗拉强度先增后降,屈服强度逐渐降低,伸长率和强塑积先增后降;当热处理工艺为"800℃保温30 min水淬+655℃退火4 h空冷"时,实验钢可以获得最佳组织和力学性能,此时其残留奥氏体的体积分数为25%,抗拉强度为1250 MPa,伸长率为37%,强塑积达到46 GPa·%。实验钢的高强度和高塑性是由超细晶组织和TRIP效应共同决定的。     

临界退火冷却方式对含铌中锰钢奥氏体稳定性和力学性能的影响

针对含铌中锰钢进行了不同退火温度(700、750和800 ℃)和不同冷却方式(空冷、水冷)下的临界退火试验。结果表明,随着临界退火温度的升高,强塑积和残留奥氏体含量呈现先升高再降低的趋势。在750 ℃临界退火水冷后,试验钢的力学性能最佳,屈服强度达到750 MPa,抗拉强度为1820 MPa,断后伸长率为13.9%。随着临界退火温度升高,试验钢中渗碳体逐渐溶解,基体中C和Mn含量增多,在保温过程中配分进入奥氏体的C和Mn含量增多,导致奥氏体更稳定,残留奥氏体含量增多。当临界退火温度进一步升高,保温时奥氏体含量的增多导致配分进入奥氏体的C和Mn浓度降低,导致奥氏体稳定性降低,在冷却过程中形成大量马氏体。马氏体的增多和大尺寸团簇状(Nb,Mo)C的析出导致800 ℃临界退火后试验钢的高强度和低塑性。在相同临界退火温度下,水冷和空冷后试验钢的相组成相同。在800 ℃临界退火时,两种冷却方式对残留奥氏体含量和力学性能引起的差异最为明显,这与空冷过程中C和Mn向奥氏体配分更充分有关。     

中锰钢微观结构调控与强韧化机制研究进展

汽车工业的迅猛发展对汽车用钢的综合性能提出了更高的要求。高强高塑和低合金是现代汽车用钢开发的主要目标。本文主要介绍了国内外非均质结构中锰钢的研究现状,系统总结了合金元素和临界退火工艺对组织的影响,并对非均质结构中锰钢的强化机制进行了分析。在传统强化机制的基础上,异质结构通过异质变形诱导(HDI)强化、多阶段相变诱导塑性(TRIP)效应与TRIP/TWIP综合效应进行协同强化,大大提高了中锰钢的强度与伸长率。最后提出了非均质结构中锰钢发展中需解决的问题。     

退火温度对0.14C-7Mn热轧中锰钢微观组织和力学性能的影响

针对0.14C-7Mn热轧中锰钢分别在600、620、640℃进行了10 h的退火试验。结果表明,退火后组织均为板条状铁素体+奥氏体,随着退火温度的升高,奥氏体体积分数增加,奥氏体中的C、Mn含量逐渐降低,导致其力学稳定性降低。试验钢退火后拉伸曲线均表现为连续屈服。随着退火温度的升高,奥氏体体积分数升高且稳定性降低,变形时产生的马氏体增多,因此抗拉强度随着退火温度升高而升高。适量的、稳定性适中的逆相变奥氏体在变形过程中持续相变产生加工硬化,延迟了颈缩的产生,增加了均匀延伸率。