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Ti\Mo微合金化板条马氏体钢析出、组织及力学性能研究

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Ti\Mo微合金化板条马氏体钢析出、组织及力学性能研究

作者：王珍传昆明理工大学

学位级别：硕士

提高马氏体钢传统的方式有,增加碳含量、合金元素和循环淬火技术,这使得钢材焊接性下降和成本增加。控轧控冷+微合金化技术能有效的提高强韧性,并保证较好的经济性。研究采用TiC纳米析出强化C-Mn板条马氏体钢。采用相分析、X射线衍射(X... 详细信息

提高马氏体钢传统的方式有,增加碳含量、合金元素和循环淬火技术,这使得钢材焊接性下降和成本增加。控轧控冷+微合金化技术能有效的提高强韧性,并保证较好的经济性。研究采用TiC纳米析出强化C-Mn板条马氏体钢。采用相分析、X射线衍射(XRD)、金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱(EDS)、透射电子显微镜(TEM)、拉伸和冲击韧性试验等分析方法,从析出相、组织和力学方面,分析Ti、Mo在不同轧制工艺和热处理工艺下的析出规律及其对组织和力学性能的影响。 Ti微合金化板条马氏体钢中,析出相几乎都为TiC,均匀分布于组织中。热轧后水淬,只有约57%的Ti元素析出,析出相尺寸较大;经过回火、再加热处理后,Ti元素全部析出,纳米级(1～18nm)析出相比例明显增加;Mo添加后TiC进一步细化,尤其是大尺寸(200～300nm)TiC析出相比例急剧减少,Mo原子部分替代TiC中的Ti原子位置,或者Mo原子依附在TiC上复合析出。未再结晶区轧制较再结晶区轧制,Ti的析出量由57%增加到75%,而且纳米级(1-18nm)TiC析出相比例增加,大颗粒析出相不变;进一步降低轧制温度,Ti析出量和纳米级(1～18nm)TiC析出相比例继续增加,而且大颗粒(200～300nm)析出相减少。热轧后空冷,1～60nm尺寸TiC析出相更少,60～300nm尺寸析出相增多,特别是200～300nm尺寸的TiC析出相急剧增多。 Ti微合金板条马氏体钢在直接淬火后能细化晶粒7μm;经过回火、再加热后晶粒细化程度更大,为12μm,细晶强化增量90Mpa,析出强化量分别为180Mpa、碳元素所固溶强度损失约为70Mpa,试样屈服强度增加约46Mpa;Ti-Mo复合添加晶粒细化效果最大,达15μm,细晶强化增加136Mpa,析出强化为200Mpa,固溶损失约22Mpa,试样屈服强度增加约130Mpa,与实验测试结果基本相符。对应的组织也得到了细化,大角度百分比提高,冲击韧性值变大。轧制温度降低,原奥氏体晶粒产生扁平化效果,小角度晶界百分比增多、位错密度增加,板条宽度变窄,但有效晶粒尺寸变大,屈服强度和冲击韧性提高。热轧后水冷较空冷工艺,重新淬火的马氏体钢具有更高的强韧性。

关键词：板条马氏体钢轧制工艺热处理工艺微合金化 Ti\Mo析出相力学性能

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回火板条马氏体钢的强韧化机制

钢铁 1983年第6期 43-52页

作者：荣启光鲁肇俊天津冶金材料研究所钢铁研究总院

本文研究高强度合金结构钢30CrNi5MoV经520℃回火后的强韧化机理。数据分析表明,回火板条马氏体钢的强化机制服从Naylor模型和Langford-Cohen关系,屈服强度(σ0.2)可由下列公式描述本文用能量分析方法给出钢的脆断模型,推导出一个新的... 详细信息

本文研究高强度合金结构钢30CrNi5MoV经520℃回火后的强韧化机理。数据分析表明,回火板条马氏体钢的强化机制服从Naylor模型和Langford-Cohen关系,屈服强度(σ0.2)可由下列公式描述本文用能量分析方法给出钢的脆断模型,推导出一个新的韧性—脆性转折温度公式该公式可表明显微组织和韧性关系。文中以定量金相为基础,用透射电镜测得钢中加入微量Nb后,在细化奥氏体晶粒的同时,又细化了板条,增大了孪晶量,缩小了棒状渗碳体的长度和间距,从而提高了钢的σ0.2和KIC,但韧性—脆性转折温度(θ50/50)略有升高。

关键词：渗碳体显微组织孪晶金相相组成金相组织双晶体晶体脆性转折温度板条马氏体钢

马氏体板条控制单元对20CrNi2Mo钢韧性的影响

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材料研究学报 2018年第4期32卷 290-300页

作者：卢叶茂梁益龙龙绍檑尹存宏杨明贵州大学材料与冶金学院贵阳550025 贵州省材料结构与强度重点实验室贵阳550025 贵州省高性能金属结构材料与制造技术工程实验室贵阳550025 高性能金属结构材料与制造技术国家地方联合工程实验室贵阳550025

测试了不同淬火温度下20CrNi2Mo低碳钢的冲击韧性和断裂韧性,并使用OM、SEM、EBSD、TEM定量分析了试验钢的多层次组织。结果表明,在1200℃淬火处理的试样具有较好的韧性,断裂韧性和冲击韧性的最大增幅分别为43.58%和27.78%。同时,随着... 详细信息

测试了不同淬火温度下20CrNi2Mo低碳钢的冲击韧性和断裂韧性,并使用OM、SEM、EBSD、TEM定量分析了试验钢的多层次组织。结果表明,在1200℃淬火处理的试样具有较好的韧性,断裂韧性和冲击韧性的最大增幅分别为43.58%和27.78%。同时,随着淬火温度的提高试验钢原奥氏体晶粒(dr)、马氏体束(dp)、马氏体块(db)增大,而马氏体板条(dl)略微减小。根据裂纹扩展路径和韧窝尺寸分析并结合Hall-Petch关系,证明了马氏体板条是韧性的有效控制单元。同时,根据EBSD应力分析揭示了裂纹扩展的塑性变形能,并计算了断裂韧性和冲击韧性在裂纹扩展过程中的能量关系。

关键词：金属材料板条马氏体钢控制单元冲击韧性断裂韧性形变能

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板条马氏体细晶合金钢的研究

金属世界 2008年第1期 15-18页

作者：丁玮黄颖天津轻工职业技术学院机械工程系天津300380

采用微合金化和控制轧制获得11￣12级细的原始晶粒。研究了板条马氏体细晶粒超高强度钢显微组织、力学性能。结果表明:通过适当的热处理可获得板条马氏体+残余奥氏体+弥散分布碳化物的显微组织,其力学性能最高可达到:抗拉强度为1600MPa... 详细信息

采用微合金化和控制轧制获得11￣12级细的原始晶粒。研究了板条马氏体细晶粒超高强度钢显微组织、力学性能。结果表明:通过适当的热处理可获得板条马氏体+残余奥氏体+弥散分布碳化物的显微组织,其力学性能最高可达到:抗拉强度为1600MPa￣1936Mpa、断面收缩率为25%￣45%、延伸率为8%￣14%,硬度HRC46￣HRC52,冲击韧性55J/cm2￣100J/cm2高水平性能。

关键词：板条马氏体钢细晶粒超高强度力学性能

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提高钢的耐磨性与热处理新工艺的试验研究

鞍钢技术 1987年第2期 29-34+43页

作者：郝启玺鞍钢钢绳厂

通过对耐磨新钢种40MnTiB、75SiMn采用新热处理工艺的试验研究,阐述了钢的耐磨性与热处理、金相组织之间的关系,说明了板条马氏体钢具有韧性与耐磨性的优良配合,可以取代高碳调质钢,用于耐磨抗冲击部件,简化工艺、节省能源。通过对75SiM... 详细信息

通过对耐磨新钢种40MnTiB、75SiMn采用新热处理工艺的试验研究,阐述了钢的耐磨性与热处理、金相组织之间的关系,说明了板条马氏体钢具有韧性与耐磨性的优良配合,可以取代高碳调质钢,用于耐磨抗冲击部件,简化工艺、节省能源。通过对75SiMn钢等温和复合淬火处理后其耐磨性比65Mn钢提高50％以上的试验研究,说明了采用等温和复合淬火,可大幅度提高高碳低合金钢的耐磨性。文中还对金属材料的特性时耐磨性的影响进行了分析讨论。

关键词：耐磨性 Mn 碳含量力学性能复合淬火板条马氏体钢