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.     

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.     

低温压力容器钢回火过程组织转变规律

以07MnNiMoVDR钢为研究对象,通过热膨胀试验、TEM检测相结合的方法,研究其回火过程中各回火温度区间中组织转变和碳化物析出的变化规律.结果表明:300℃回火时,残余奥氏体分解,片状θ-碳化物位于仍具有较高位错密度的α相板条之间;650℃回火时,α相除回复外,部分α相还发生了再结晶,析出物分布于已回复的板条之间以及再结晶晶界上.     

NiGrMoV钢回火处理时沉淀行为及对机械性能的影响

研究了高强低碳 NiCrMoV 钢淬火后回火温度对显微组织和机械性能的影响,着重分析碳化物的析出规律及对强度的影响,并对此钢提出了最佳热处理制度。试验表明,最佳热处理制度为淬火温度 930—940℃,回火温度 500—600℃。碳化物的形态、种类、分布主要取决于回火温度。450℃ 以下回火,主要为杆状M_3C 型碳化物和少量等轴状Cr_7C_3 沉淀;550℃ 以上回火,主要为杆状或球状 M_3C、等轴状 Cr_7C_3 和针状 Mo_2C。550℃ 回火时产生二次硬化。     

含Cu-Cr微合金钢650℃回火时第二相析出强化的研究

将含Cu-Cr微合金钢 930℃保温 30min淬火至室温,随后 650℃回火 10min~10h。利用光学显微镜（OM）和透射电子显微镜（TEM）研究不同回火时间条件下,样品中组织演变和第二相析出行为。结果表明：回火过程中组织从马氏体和贝氏体逐渐向针状铁素体和多边形铁素体演变;硬度变化曲线上出现2个二次硬化峰值,分别为回火1h和4h是的硬化峰,前者是V和Mo的碳化物析出强化结果,后者是由富Cu相的析出强化所致,V和Mo的碳化物强化产生的硬度值增量大于富Cu相;Cr的碳化物在回火过程中析出长大速度较快,析出强化能力较弱。     

低碳钢中纳米尺寸碳化物的相间析出行为

采用扫描电镜和透射电子显微镜对低碳Ti-Mo系的热轧板进行了组织分析,同时对其中的纳米粒子析出行为进行了研究.强化机理分析表明析出强化对于屈服强度的贡献值可达291 MPa.随着卷取温度的降低,纳米粒子相间析出的排间距会减小,相间析出的排间距与其在铁素体中形核点位置有一定的离散值,但基本上呈一定的固定值.α/γ界面的观察和采用不同理论的计算结果表明相间析出的产生主要与α/γ界面的台阶形成有关,相间析出的排间距大小由台阶高度、晶界扩散系数、等温温度、台阶面迁移速率等决定.     

GDL-1型高强韧贝氏体钢的不可逆回火脆性

本文研究了GDL-1型高强韧性贝氏体钢,在空冷状态下的回火冲击性能变化以及对应的显微组织和断口金相特征.结果表明,该钢经920 ℃加热空冷后获得条束状过渡形态的贝氏体加少量岛状贝氏体组织.在400 ℃～600 ℃的温度回火,分布于BF条束间的亚稳态残留奥氏体开始大量分解形成沿条束界连续分布的碳化物,在BF条内的高密度位错区也诱导析出碳化物,导致在条束界产生高应力集中而引发准解理和解理开裂,出现不可逆回火脆性,冲击能量显著降低.由于钢中的Si和Mn在原奥氏体晶界偏聚,抑制碳化物析出.在原奥氏体晶界未能沉淀出连续分布的碳化物,因此未见沿晶解理开裂特征,对应的断口金相呈条形准解理和解理的特征,其尺寸分别与BF条和束尺寸相吻合.该材料的不可逆回火脆性出现的温度范围与大多数合金结构钢相比提高约200 ℃.     

回火温度对超高强韧船体结构钢力学性能的影响

借助OM、SEM、EBSD及力学性能测试等手段,研究了回火温度对低碳超高强韧船体结构钢显微组织及力学性能的影响。结果表明,经不同温度(500～650℃)回火2 h后,试验钢的显微组织均为回火索氏体,随着回火温度的升高,钢中析出渗碳体数量及大角度晶界含量逐渐增加;力学性能测试结果显示,试验钢的抗拉强度和屈服强度随回火温度的升高而降低,屈服强度在回火温度区间内均在782 MPa以上,达到超高强度船体钢的要求;试验钢的塑性和韧性随着回火温度的升高有所提升,延伸率和室温冲击吸收功分别保持在12%和212 J以上,且当回火温度为650℃时,试验钢于-80℃下的冲击吸收功高达64 J,这主要与钢中大角度晶界含量有关。     

钒对高铁制动盘钢中碳化物析出及力学性能的影响

随着列车时速不断提高,制动盘承受的热负荷不断增大,这对制动盘材料提出了更高的要求.为了提高制动盘钢的机械性能及耐热疲劳性,钒元素被添加到制动盘钢中.本文研究了不同淬火温度时V含量对Cr-Mo-V系制动盘钢组织及力学性能的影响,并通过Thermo-Calc热力学软件、碳复型、透射电镜、能谱分析等方法对不同V含量时析出相的演变规律进行研究.结果表明,增加钒含量使高温析出的V(C,N)含量增加,细化奥氏体晶粒和回火马氏体组织.淬-回火态析出相主要为V(C,N)、(Mo,V)C、M7 C3和M23 C6.随钒含量增加,大尺寸M23 C6和M7 C3的析出被抑制,对韧性损害降低;小尺寸(Mo,V)C含量增多,析出强化效果增强.淬火温度为880～900℃时,增加钒含量能细化马氏体和减少大尺寸碳化物,弥补了析出强化对韧性的损害,故冲击功变化不大.淬火温度为920～940℃时,提高钒含量促使(Mo,V)C量急剧增加,冲击功快速下降.实验钢淬火温度不应超过900℃.     

高碳高铬钢/含铬灰铸铁离心复合界面的研究

通过正交设计实验优化得到了高碳高铬钢、含铬灰铸铁的最优成分;采用卧式悬臂离心实验机对高碳高铬钢/含铬灰铸铁进行离心复合·在复合成功的基础上,利用金相显微镜对不同实验条件下的复合界面进行了对比、分析·结果表明:经离心复合铸造,高碳高铬钢/含铬灰铸铁复合界面为结合紧密的复合层;复合试样经1080℃保温1h,水淬+500℃回火1h处理后,复合界面碳化物扩散更充分,但对复合界面宽度没有影响;浇注温度提高,复合界面宽度增加,当高碳高铬钢液浇注温度由1460℃提高到1480℃时,复合界面宽度增加了100μm·     

回火温度对600MPa级低碳贝氏体钢组织和力学性能的影响

利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)等实验方法,研究了不同回火温度对屈服强度600MPa级Fe-Mn-Nb-B系低碳贝氏体高强钢组织和性能的影响.结果表明:回火温度对屈服强度和抗拉强度均有较大影响.各回火温度下的低碳贝氏体钢性能与回火前相比,屈服强度均有不同程度的升高,而抗拉强度则均有不同程度的下降;600℃回火时屈服强度比回火前高出105MPa.随着回火温度的升高,屈服强度先上升后又略有下降并在600℃时达到最大值,抗拉强度下降明显,伸长率略有升高,屈强比升高.分析认为:回火前后力学性能的变化主要与回火后有更多弥散的尺寸在20nm以下的新的细小粒子析出以及马氏体占绝大多数的大块M/A岛的分解和发生位错多边形的回复有关.     

Effect of an upward magnetic field on nanosized sulfide precipitation in ultra-low carbon steel

An induction levitation melting (ILM) refining process is performed to remove most microsized inclusions in ultra-low carbon steel (UCS). Nanosized, spheroid shaped sulfide precipitates remain dispersed in the UCS. During the ILM process, the UCS is molten and is rotated under an upward magnetic field. With the addition of Ti additives, the spinning molten steel under the upward magnetic field ejects particles because of resultant centrifugal, floating, and magnetic forces. Magnetic force plays a key role in removing sub-micrometer-sized particles, composed of porous aluminum titanate enwrapping alumina nuclei. Consequently, sulfide precipitates with sizes less than 50 nm remain dispersed in the steel matrix. These findings open a path to the fabrication of clean steel or steel bearing only a nanosized strengthening phase.     

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.     

3.5Ni低温钢中Mn元素的强韧性作用研究

利用光学显微镜和电子探针对不同Mn含量3.5Ni低温钢的显微组织进行观察和分析,并研究了Mn元素对钢板热轧态、正火态及正火+回火态显微组织和力学性能的影响。结果表明,Mn含量的变化不影响组织的类型及晶粒的大小,提高低温钢中Mn元素含量可增加置换原子Mn的比例,增强低温钢的强度,但其带状组织更为明显;降低3.5Ni低温钢中Mn含量可使带状组织减少,有利于其低温韧性的提高;正火工艺能够有效地均化、细化钢板的显微组织,改善钢板的冲击韧性,且可明显降低材料韧脆转变温度。     

CSP生产线高速钢轧辊温度场有限元分析

采用有限元软件ANSYS,结合某CSP生产线F4机架工作辊表面温度的实测值,建立轧辊二维温度场模型,对轧辊在轧制过程中的温度和热凸度变化进行研究。结果表明,轧辊在咬入弧区的换热系数为5.8×104 W/(m2·K),在非咬入弧区的水冷等效换热系数为1.1×104 W/(m2·K);在此等效换热边界条件下,使轧辊热凸度达到稳定的烫辊时间约为75min。     

耐热钢高温抗冲蚀磨损性能试验

通过自行设计的气流喷砂式高温冲蚀磨损试验机对304和310s耐热钢进行了高温冲蚀磨损试验。对比了2种材料的抗冲蚀性能及其磨损机制。比较分析了温度、冲蚀角度和试样表面氧化膜等因素对冲蚀磨损率的影响规律。结果表明:310s钢的耐冲蚀磨损性能优于304钢,试样表面氧化膜在400℃时抑制了磨粒对试样表面的冲蚀,磨粒对试样表面的微切削是2种材料冲蚀磨损质量损失的主要机制。     

回火次数对P91焊管接头力学性能的影响

采用光学显微镜、X射线衍射分析、透射电镜、选区电子衍射及常温与高温拉伸试验等检测手段,基于不同回火次数下P91焊接接头显微组织的演化过程研究其对力学性能的影响.结果表明,随着回火次数的增多,接头显微组织主要保留了板条马氏体位向的回火索氏体,主要相为α-Fe相和Fe-Cr相,热影响区的室温及高温强度先增大后减小.在回火一次时,弥散析出的MX(M=V/Nb,X=C/N)型碳氮化物、位错缠结及亚稳态的位错网对接头有一定的析出强化及位错强化作用,其力学性能较佳,高温抗拉强度达最大值232.66MPa;随着回火次数进一步增多,离散分布的碳化物Cr23C6逐渐偏聚并在晶界处演化为串链状分布,使晶界脆化,强度降低,但韧性有所改善.     

轴承钢低温离子渗硫层的微观组织分析

对经过表面碳氮共渗和低温离子渗硫处理的轴承钢显微组织进行了观察和分析,并将其与单一碳氮共渗试样、原始淬火态试样的微观组织进行对比。该研究以较低温度对轴承钢进行离子渗硫处理,可以避免轴承钢回火软化,且固体硫粉作为硫源有效降低了对环境的污染,在渗硫工艺方面进行了有益的探索。试验结果表明：碳氮共渗和低温渗硫处理后GCr15轴承钢表面形成了复合渗硫层,其微观形貌呈现凹凸不平的颗粒状,经过处理后表面洛氏硬度略有下降;能谱仪测试结果表明渗硫层的成分主要由Fe、S、O等元素组成。