分类： 材料科学 >> 材料科学（综合） 提交时间： 2023-03-31 合作期刊: 《材料研究学报》
摘要： 利用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)以及拉伸和冲击试验等方法研究了V(0.03%-0.12%)(质量分数,下同)、Si含量(0.32%-0.89%)对中碳(0.54%)珠光体车轮钢显微组织及力学性能的影响。结果表明:提高V含量细化了实验钢的奥氏体晶粒尺寸、珠光体团尺寸及其片层间距,并且提高了铁素体体积分数。随着V含量的提高,由于VC沉淀强化和细化晶粒的作用,室温屈服强度和-20℃冲击韧性得到改善;但软相(先共析铁素体)增多,室温抗拉强度降低。提高Si含量显著降低了铁素体体积分数和细化了珠光体片层间距,略细化奥氏体晶粒和珠光体团尺寸;Si也促进VC的析出但作用很小。Si主要以固溶强化和细化片层间距的方式提高屈服强度和抗拉强度。结合适中含量的V(0.07%-0.08%)微合金化和较高含量的Si(0.8%-0.9%)合金化,可以使中碳珠光体钢获得较好的强韧性匹配。
分类： 材料科学 >> 材料科学（综合） 提交时间： 2023-03-19 合作期刊: 《金属学报》
摘要： 利用Gleeble 热模拟实验机、Vickers 硬度计、SEM, HRTEM及DSC研究了淬火态含Nb和Nb-Mo 微合金钢在升温过程中碳化物的析出行为. 利用经典形核长大理论及Avrami 方程对淬火态钢中MC型碳化物的析出动力学进行了计算. 结果表明, 含Nb和Nb-Mo微合金钢淬火后以20 ℃/min 的速率加热至不同温度水冷, 在300 和700 ℃, 由于e-碳化物和MC型碳化物析出而出现了硬度峰值. MC型碳化物在650 ℃左右析出, 由于析出强化而硬度上升, 与理论计算得到的MC型碳化物的析出鼻子点温度约650 ℃的结果相一致. Mo进入NbC中降低了NbC与铁素体基体的错配度, 从而减小了析出相与铁素体基体间的界面能, 使得(Nb, Mo)C析出动力学加快, 所以Nb-Mo钢中析出相粒子分布更为密集, 尺寸更为细小, 具有较高的析出强化作用.
分类： 材料科学 >> 材料科学（综合） 提交时间： 2023-03-19 合作期刊: 《金属学报》
摘要： 利用TEM, XRD和Vickers 硬度计等研究了回火时间对高Ti 微合金化马氏体钢组织及力学性能的影响, 阐明了高Ti 微合金化马氏体钢在回火过程中析出强化和组织软化之间的交互作用规律. 结果表明, 高Ti 钢在600 ℃不同时间回火, 硬度表现出不同的趋势. 10~300 s 回火, 硬度不断升高, 是由于TiC 的析出强化作用远大于基体回复而导致的软化作用; 300 s~10 h 回火, 硬度保持长时间的平台, 是由于细小TiC 粒子的不断析出, 且5 nm以下的粒子所占比例提高, 不断增加的细小TiC 粒子所产生的强化抵消了由于基体组织软化导致的硬度下降; 10~20 h 回火, 硬度快速降低, 且降低速率高于不含Ti 钢, TiC 粒子的平均尺寸由10 h 的2.76 nm粗化到20 h 的3.15 nm. 计算表明, TiC 粒子的粗化引起硬度降低11.94 HV, 基体软化引起硬度降低24.56 HV, 表明基体软化是硬度降低的主要因素, 而TiC 粒子的粗化加速了高Ti 钢硬度的降低, 是导致硬度降低的又一重要因素.
分类： 材料科学 >> 材料科学（综合） 提交时间： 2023-03-18 合作期刊: 《材料研究学报》
摘要： 用XRD, SEM及TEM等手段表征5.5Ni 钢在不同回火温度下逆转变奥氏体的含量、形貌和尺寸等的变化, 研究了回火温度对5.5Ni 钢力学性能的影响规律。结果表明: 在580-600℃回火后5.5Ni 钢的抗拉强度和屈服强度变化不明显; 在620℃回火后抗拉强度小幅度提高, 屈服强度却大幅度降低, 延伸率持续升高; 在580-620℃回火, 随着回火温度的提高5.5Ni 钢中的逆转变奥氏体体积分数虽逐渐增加, 冲击功却不断降低。稳定程度高且细小均匀弥散分布的片层状逆转变奥氏体, 是在580℃回火后冲击功高达148 J 的主要原因。钢中有两类逆转变奥氏体, 一类是片层状的, 宽度为20 nm, 长度不一, 有利于提高钢的低温韧性; 另一类是块状的, 呈团簇状分布, 尺寸约为200 nm, 对钢的低温韧性有害。
分类： 材料科学 >> 材料科学（综合） 提交时间： 2023-03-18 合作期刊: 《材料研究学报》
摘要： 通过高Nb、V或Ti(~0.1%), 低Mo(≤0.2%)微合金化设计, 在经TMCP工艺后用恒载荷拉伸实验测定了Fe-C-M-Mo(M=Nb、V或Ti)系合金钢的失效温度。用EBSD分析了TMCP后样品中的界面密度, 用TEM观测了恒载拉伸实验后样品中的纳米析出相。结果表明: 在Fe-C-V/Nb 钢中添加约0.2% Mo使其在280 MPa恒载荷拉伸升温过程中的失效温度提高约40℃。小角度界面为MC型析出相形核析出提供了有利位置, 加速了MC相的析出, 在升温过程中细小弥散的MC相在小角度界面形核析出起到了良好的高温沉淀强化作用, 提高了耐火钢的失效温度。含Mo的Ti-Mo钢具有较高的小角度界面密度, 导致其中MC型析出相析出较快, 因此具有最高的失效温度, Nb-Mo钢次之, V-Mo钢因小角度界面密度最小使其在高温下MC相析出的动力学减缓, 因此失效温度最低。
分类： 材料科学 >> 材料科学（综合） 提交时间： 2017-11-21 合作期刊: 《金属学报》
摘要： 利用OM、EBSD、HRTEM和Vickers硬度计等手段研究了冷却速率对Ti-V-Mo复合微合金钢组织转变、析出相及硬度的影响，阐明了(Ti, V, Mo)C在不同冷却速率下的析出规律及其对显微组织、硬度的作用机理。结果表明，当冷却速率低于20 ℃/s时，随着冷却速率的增加，析出相平均尺寸由13.2 nm逐渐减小至6.9 nm，铁素体平均晶粒尺寸由5.06 μm逐渐细化至2.97 μm，硬度呈先快速增大而后缓慢增大的趋势，铁素体的细晶强化和(Ti, V, Mo)C的沉淀强化是硬度升高的主要因素；冷却速率为20~30 ℃/s，其对晶粒细化和沉淀强化的影响效果已趋于饱和，硬度基本保持不变，此时Ti-V-Mo复合微合金钢的硬度具有最大值410 HV，屈服强度高达1090 MPa。Ti-V-Mo复合微合金钢的硬度y与冷却速率x符合指数衰减关系：y=-229exp(-x/5)+412。
分类： 材料科学 >> 材料科学（综合） 提交时间： 2016-11-15 合作期刊: 《金属学报》
摘要： 利用OM, EBSD, XRD及物理化学相分析法，对不同卷取温度下Ti-V-Mo复合微合金化热轧高强钢的强化增量进行了估算和分析，分别讨论了卷取温度对屈服强度和MC相粒子对均匀塑性的影响规律。结果表明，在600 ℃卷取时，实验钢具有最佳的综合力学性能：抗拉强度UTS为1134 MPa，屈服强度YS为1080 MPa, 延伸率A为13.2％, 均匀延伸率Au为6.8％，其析出强化增量σp高达444～480 MPa左右，主要是由质量分数高达72.6 wt％的10 nm以下的(Ti, V, Mo)C粒子提供的。析出强化和细晶强化是实验钢主要的强化方式，σp的改变是导致实验钢不同卷取温度下YS变化的主要因素。随着卷取温度由500 ℃升高至600 ℃，实验钢的UTS和YS不断增加，Au不但没有降低，反而呈线性缓慢增加。其主要原因是σp对屈服强度的贡献量不断提高，在提高强度的同时改善了均匀塑性。
分类： 材料科学 >> 材料科学（综合） 提交时间： 2016-11-04 合作期刊: 《金属学报》
摘要： 利用Gleeble热模拟实验机、显微硬度计、扫描电镜（SEM）、高分辨透射电镜（HRTEM）及差热分析仪（DSC）研究了淬火态Nb和Nb-Mo钢在升温过程中碳化物的析出行为, 并利用经典形核长大理论及Avami方程对淬火态钢中MC型碳化物的析出动力学进行了计算.结果表明：含Nb和Nb-Mo微合金钢以20℃/min的速率加热至不同温度再淬火后分别在300 ℃和700 ℃时由于渗碳体和MC型碳化物析出而出现了硬度峰值.MC型碳化物在650 ℃左右析出,导致析出强化硬度上升,与理论计算得到的MC型碳化物的析出鼻子点温度约650℃的结果相一致. 分析认为Mo进入NbC中降低了NbC与铁素体基体的错配度,从而减小了析出相与铁素体基体间的界面能,同时也使NbC的析出自由能降低,但界面能的降低占主导作用,最终使得(Nb,Mo)C析出动力学加快,所以Nb-Mo钢中析出相粒子分布更为密集,尺寸更为细小,具有较高的析出强化作用.
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