退火温度对TWIP钢组织性能和氢致脆性的影响

采用电化学结合低应变速率拉伸实验(SSRT)的方法和OM、SEM等手段研究了退火温度对Fe-18Mn-0.6C TWIP钢充氢条件下力学性能和变形行为的影响,并探讨了各类微观组织结构对氢致脆性的作用。结果表明,TWIP钢晶粒尺寸随退火温度的升高逐渐增大,700℃退火板晶界处容易观察到(Fe, Mn)3C渗碳体。900℃退火获得的中等尺寸均匀晶粒的TWIP钢具有最高的强塑积。在电化学充氢和SSRT同时进行下,TWIP钢的强度和塑性大幅下降,随退火温度的升高,强塑积损失率(R)呈增大趋势。高温退火得到的大尺寸晶粒在变形中更容易产生形变孪晶,孪晶/孪晶交叉位置和孪晶/晶界交叉位置是氢致裂纹的主要来源。尽管相对低温退火得到大尺寸晶粒和界面处层错能(SFE)变化使TWIP钢在变形中不容易产生形变孪晶,但其局部粗大的碳化物与形变孪晶间产生的应力集中处极易形成空位,演化成裂纹源,使相对低温退火的TWIP钢本身塑性不高。低于800℃退火对TWIP钢提高氢脆抵抗力没有明显作用。     

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针对冷轧搪瓷钢板在生产热水器内胆成形过程中在焊缝附近出现的圆形缺陷,采用光学显微镜、扫描电镜和能谱仪等对该缺陷的微特征、形成原因进行了系统分析研究。详细阐述了该种缺陷在金相显微镜及扫描电镜下的微观形貌及元素分布特征,对搪瓷板界面和基板的金相显微形貌进行了详细分析。结果表明,该种缺陷的形成是由于焊缝附近表面凹凸不平,气体在液相表面张力的作用下在表面下凹处集中,在焊缝处极易出现尺寸较大的气泡。通过采取适当措施消除焊缝处及其附近表面的凹凸不平,增加其连贯性,减少了气泡坑缺陷的形成。     

两相区不同等温时间下低碳复相钢的组织与性能

采用两相区保温-淬火-贝氏体区等温-淬火(IQPB)热处理工艺,通过SEM、TEM、XRD、EPMA、室温拉伸等手段,研究了两相区等温时间对低碳贝氏体/铁素体复相钢组织组成、合金元素分布、残留奥氏体形貌、含量及力学性能的影响。结果表明:随两相区等温时间的增加,铁素体逐渐增加,贝氏体逐渐减少;抗拉强度由1116 MPa降低至971 MPa,断后伸长率和残留奥氏体含量呈先升高后降低的趋势,残留奥氏体中的碳含量逐渐增加。由于在拉伸过程中,残留奥氏体发生TRIP效应转变为马氏体,试验钢的强度和塑性得到双重提高。经两相区等温15 min时,强塑积达29 925 MPa·%。     

淬火碳配分工艺下贝氏体/铁素体复相钢的组织和性能

采用SEM、TEM、EPMA、XRD、室温拉伸等实验手段,对两相区保温-贝氏体区淬火配分(IQPB)工艺下不同淬火碳配分温度和时间热处理后的组织和性能进行研究。结果表明,实验用钢经IQPB工艺处理后,室温组织主要由铁素体+贝氏体+残余奥氏体组成。两相区保温后,C、Mn元素在马氏体(原奥氏体)中富集,其含量分别为基体平均值的1.47倍和1.16倍。随淬火配分温度降低,贝氏体体积分数增加,组织细化,马氏体/奥氏体小岛数量增多。随着配分温度升高及配分时间增加,实验钢室温组织中残余奥氏体含量增加,抗拉强度降低,断后伸长率提高,加工硬化行为持续发生。综合不同配分温度和时间,400℃淬火进行10min配分处理时,抗拉强度达1 107MPa,伸长率达24%,此时强塑积可达26 568MPa·%。     

C和Mn元素配分行为对冷轧中锰TRIP钢组织性能的影响

采用冷轧+两相区温轧退火（CR+WR+IA）热处理工艺,研究了两相区退火时间对超细晶铁素体与奥氏体中组织形貌演变、C和Mn元素配分行为以及力学性能的影响。结果表明,冷轧试验钢经两相区形变退火处理后,获得了由铁素体、残余奥氏体或新生马氏体组成的超细晶复相组织。在645℃随退火时间的延长,形变马氏体向逆相变奥氏体配分的C、Mn元素增多,C、Mn元素富集位置增加,同时富Mn区形变马氏体回复再结晶现象明显;伴随少量碳化物溶解,试验钢的屈服强度由741持续降低到325MPa。两相区退火10min时,试验钢力学性能最佳,此时抗拉强度达到最大值1141MPa,断后伸长率及均匀伸长率分别为236%和181%,强塑积达到26928MPa·%。     

两相区退火温度对含铜贝氏体/铁素体复相钢组织和性能的影响

借助SEM、XRD、TEM、EPMA、室温拉伸等试验手段,采用IQPB(两相区退火-贝氏体区淬火碳配分)热处理工艺,针对两相区退火温度对含铜贝氏体/铁素体复相钢组织和性能的影响进行研究。结果表明,两相区退火温度升高,铁素体所占体积分数减少,板条状贝氏体含量增加;试验用钢的抗拉强度逐渐升高,而伸长率则不断下降。室温组织中残留奥氏体含量,随退火温度升高呈先增加后减少的趋势变化。790℃退火处理,拉伸形变过程,应变后期加工硬化指数n值较高,持续加工硬化能力明显,断口处裂纹尖端钝化,强塑积可达28.06 GPa·%。     

低碳钢淬火等温碳配分中粒状贝氏体组织演变及性能

利用彩色金相、扫描电镜及拉伸实验等方法,研究了IQPB热处理工艺下低碳硅锰钢在450℃时不同等温时间淬火碳配分工艺对其组织及力学性能影响。结果表明,经不同时间等温碳配分工艺处理,实验钢显微组织基本由粒状贝氏体及粒状组织构成。当配分时间在200~600s时,晶界边缘大块状M/A岛数量逐渐减少,但细小颗粒状M/A岛数量逐渐增多并趋于有序化排列,导致抗拉强度升高,伸长率降低。随碳配分时间延长,细小颗粒状M/A岛又趋于弥散化排列,并且当碳配分时间大于1 200s时出现无碳化物板条贝氏体,其贝氏体板条间的薄膜状残余奥氏体更加稳定,同时受弥散排列的细小颗粒状M/A岛影响,伸长率得到提高,抗拉强度减少。     

形变及合金元素配分协同作用对含Cu低碳钢组织和性能的影响

采用形变+QP及形变+IQP热处理工艺,研究了形变及合金元素协同作用对一种含Cu低碳钢组织性能的影响。结果表明:实验钢经两种形变工艺处理后的组织均由一次淬火马氏体和新生马氏体组成,且经形变+IQP处理后晶粒细化效果更明显;实验钢经形变+QP工艺获得了10.9%的残余奥氏体,经形变+IQP工艺处理后其残余奥氏体含量高达13.2%,较前者提高了21%;与形变+QP处理相比,在抗拉强度基本相同的前提下,形变+IQP工艺处理的实验钢的伸长率提高到17.1%,强塑积高达22469 MPa·%,形变及合金元素配分协同作用实现了细晶强化和提高塑性的双重效果。     

两相区退火中锰TRIP钢残余奥氏体含量与加工硬化行为

采用ART (奥氏体逆相变)退火热处理工艺,研究了两相区温轧和退火过程中冷轧中锰TRIP钢中残余奥氏体体积分数变化与加工硬化行为。结果表明:冷轧实验钢经两相区温轧退火处理后,获得了临界铁素体与残余奥氏体或马氏体组成的超细晶复相组织。在645℃,随退火时间的延长,受少量碳化物析出及溶解与C、Mn元素富集程度的影响,残余奥氏体含量由20. 8%先下降至18. 7%后回升至22. 8%最后又骤降至4. 5%。退火时间小于5 h时,实验钢持续加工硬化水平较高,其中均匀塑性形变阶段中,加工硬化指数随退火时间增加,表现出先升高后降低的变化趋势,在退火1 h时加工硬化能力达到最高。     

微合金元素B对轻质TWIP钢组织及力学性能的影响

摘要：将质量分数为0.002%的微合金元素B加入至Fe-28Mn-9Al轻质TWIP钢中,以期改善其强塑积及室温冲击性能。利用X射线衍射、扫描电镜、电子万能拉伸试验机和金属摆锤冲击试验机对热轧TWIP钢的物相组成、微观组织、力学拉伸性能及室温冲击韧性进行了研究与分析。结果表明,微合金元素B的添加具有延缓奥氏体向铁素体转变的作用,细化了奥氏体晶粒,提升了钢的力学性能,TWIP钢的塑性、强塑积和冲击韧性均有明显的提高。