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奥氏体化温度对10ni3mncual钢贝氏体转变动力学的影响

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材料热处理学报 2008年第6期29卷 78-81页

作者：张伟吴晓春闵永安上海大学材料科学与工程学院上海200072

利用热膨胀相变仪,研究了860～950℃不同奥氏体化温度对10ni3mncual钢贝氏体连续转变动力学的影响。结果表明,奥氏体化温度越高,奥氏体晶粒越粗大,贝氏体连续转变起始温度(Bs)和50%转变温度(Bm)越低,但贝氏体转变终了温度(Bf)几乎不变,... 详细信息

利用热膨胀相变仪,研究了860～950℃不同奥氏体化温度对10ni3mncual钢贝氏体连续转变动力学的影响。结果表明,奥氏体化温度越高,奥氏体晶粒越粗大,贝氏体连续转变起始温度(Bs)和50%转变温度(Bm)越低,但贝氏体转变终了温度(Bf)几乎不变,并且奥氏体化温度越高,贝氏体转变速率峰向低温移动,贝氏体转变最大速率由相变驱动力和扩散速率共同决定,其中相变驱动力是主要影响因素。

关键词： 10ni3mncual钢奥氏体晶粒度贝氏体相变动力学

三维原子探针表征10ni3mncual钢时效过程中析出相niAl和Cu的变化规律

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材料导报 2019年第24期33卷 4136-4140页

作者：韩永强王宇斌陈旋吴晓春上海大学省部共建高品质特殊钢冶金与制备国家重点实验室上海20007 2上海大学材料科学与工程学院上海200072

本研究使用三维原子探针表征了10ni3mncual钢在540℃时效过程中析出相随时间的变化规律,使用透射电镜分析了niAl析出相的晶体结构及其在基体上的分布状态。结果表明:10ni3mncual钢在540℃时效过程中,niAl析出相由时效2h后的近球状转变... 详细信息

本研究使用三维原子探针表征了10ni3mncual钢在540℃时效过程中析出相随时间的变化规律,使用透射电镜分析了niAl析出相的晶体结构及其在基体上的分布状态。结果表明:10ni3mncual钢在540℃时效过程中,niAl析出相由时效2h后的近球状转变为时效100h后的长条状,平均粒子半径由1.13nm长大到2.13nm,数量密度由1.70×10^22m^-3降低到3.40×10^21m^-3;Cu析出相由时效2h后的球状转变为时效100h后的长条状,平均粒子半径由1.04nm长大到2.08nm,数量密度由6.04×10^21m^-3降低到2.00×10^21m-3。两种析出相由相邻位置转变为以Cu为核心,niAl为外壳的壳状结构。B2结构的niAl相对基体的强化作用大于Cu相对基体的强化作用,niAl相弥散分布在马氏体板条上,并在基体的[200]方向存在超结构反射斑点。

关键词： 10ni3mncual钢析出相三维原子探针(3DAP) 原子空间分布

固溶和时效工艺对10ni3mncual钢组织和硬度的影响

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金属热处理 2017年第8期42卷 110-113页

作者：董富军杨才福王瑞珍钢铁研究总院工程用钢研究所北京100081 新余钢铁股份有限公司江西新余338001

采取光学显微镜、扫描电镜和热模拟试验机,对10ni3Mn Cu Al钢进行固溶和时效工艺研究。结果表明:固溶后随着冷却速度的提高,试验钢硬度增加,当冷却速度大于1℃/s时,钢硬度变化不大;随着时效温度的提高,硬度呈抛物线变化,在500℃达到硬... 详细信息

采取光学显微镜、扫描电镜和热模拟试验机,对10ni3Mn Cu Al钢进行固溶和时效工艺研究。结果表明:固溶后随着冷却速度的提高,试验钢硬度增加,当冷却速度大于1℃/s时,钢硬度变化不大;随着时效温度的提高,硬度呈抛物线变化,在500℃达到硬度峰值;随着时效时间的延长,硬度逐渐提高,45 min到60 min在380 HV5左右出现一个平台,当时效时间延长到90 min,硬度均值为401 HV5。10ni3Mn Cu Al钢经900℃固溶保温3 min/mm,随后以大于1℃/s冷却到室温,500℃时效保温90 min,硬度可达38~42 HRC(373~412 HV5),满足客户对钢板的硬度要求。

关键词： 10ni3mncual钢固溶时效显微组织硬度

固溶时效温度对10ni3mncual钢组织和性能的影响

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热加工工艺 2015年第22期44卷 202-205,208页

作者：谭成马党参王华昆迟宏宵周健昆明理工大学材料科学与工程学院云南昆明650093 钢铁研究总院特殊钢研究所北京100081

研究了不同固溶时效温度对10ni3mncual钢组织和力学性能的影响。结果表明：10ni3mncual钢在830～890℃固溶后可以获得优良的综合力学性能；在400～500℃时效时，随温度的升高，强度逐渐升高，塑韧性逐渐降低；500℃时效时硬化达到最大... 详细信息

研究了不同固溶时效温度对10ni3mncual钢组织和力学性能的影响。结果表明：10ni3mncual钢在830～890℃固溶后可以获得优良的综合力学性能；在400～500℃时效时，随温度的升高，强度逐渐升高，塑韧性逐渐降低；500℃时效时硬化达到最大效果，强度达到峰值，塑韧性降到低谷；超过500℃后，随温度的升高，强度逐渐降低，塑韧性逐渐升高；与固溶态的钢相比，时效后钢的冲击韧度大幅下降，但与原始态的试验钢相比，同等硬度时，特别是过时效状态下，冲击韧度有了大幅提高。

关键词： 10ni3mncual钢固溶时效显微组织冲击韧性

塑料模具钢10ni3mncual热处理工艺及其强化相析出规律研究

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塑料模具钢10Ni3MnCuAl热处理工艺及其强化相析出规律研究

作者：韩永强上海大学

学位级别：硕士

随着工业产品质量的提升,塑料零部件尺寸也日益增大,高抛光、大截面的塑料模具钢需求量将会在未来的生产应用中进一步提升。为应对这一需求,本论文借助三维原子探针(3DAP)、热膨胀仪、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、透射电子... 详细信息

随着工业产品质量的提升,塑料零部件尺寸也日益增大,高抛光、大截面的塑料模具钢需求量将会在未来的生产应用中进一步提升。为应对这一需求,本论文借助三维原子探针(3DAP)、热膨胀仪、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、冲击试验机等设备对10ni3mncual钢的固溶时效工艺、奥氏体组织连续冷却转变和ni-Al-Mn三元系模具钢中强化相的析出规律进行了较为系统的研究,对其强韧性、耐腐蚀性、抛光性能以及微观组织的演变进行了实验测定和理论分析,并在保证性能的前提下,提高成品的截面尺寸,主要的实验结果可归纳为以下几点:(1)10ni3mncual钢A、A、M、M分别为687°C、765°C、332°C、214°C。当冷速小于0.2°C/s时,组织以粒状贝氏体为主,并且在0.01°C/s的极慢冷速下,未出现先共析铁素体转变。通过Deform模拟,在空冷和水冷条件下,1200 mm厚度的10ni3mncual钢大模块心部冷却速度均大于0.01°C/s。(2)790℃-910℃固溶处理时,由于晶粒度的影响,10ni3mncual钢的力学性能先上升后下降,在870℃达到最佳。时效过程中,若时效温度较低,则未熔碳化物容易在抛光过程中脱落,若时效温度过高,由于析出相的快速析出,基体的固溶度迅速下降或是大颗粒析出相在抛光过程中的的脱落,均会对钢的抛光性能和耐腐蚀性能产生有害影响。因此,510℃为最佳的时效温度,该温度时效6 h,其硬度可达到42-44 HRC。(3)ni、Al、Cu等合金元素的添加可以在材料的时效过程中析出纳米级强化相使其性能得到提升,时效温度过高或者时效时间过长时,强化相会发生粗化而使其性能变差。富Cu相和B2结构的niAl相在540°C时效初期均为球状或近球状,在时效100 h时均为长条状,二者的相对粒子半径在各时段均较为相近,在1 nm-3 nm之间。在540°C的时效硬化峰值,Cu相的数量密度为niAl相数量密度的1.22倍。niAl相首先从固溶态析出,Cu原子先是富集在niAl相中,随后以沉淀粒子的形式析出,二者的相互位置为首尾相连。时效2 h时,组织中存在MC型碳化物,时效100 h时,组织中存在MC型碳化物。10ni3mncual钢的时效强化过程,是niAl相为主,Cu相为辅,C、Mn、Mo等所有合金元素共同作用的结果。

关键词：塑料模具钢 10ni3mncual钢热处理工艺析出强化规律三维原子探针

提高10ni3mncual塑料模具钢心部冲击韧性的研究

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提高10Ni3MnCuAl塑料模具钢心部冲击韧性的研究

作者：胡一迪昆明理工大学

学位级别：硕士

随着塑料制品在各领域的应用不断增加,表面要求不断提高,因此塑料模具钢在具有优异综合力学性能的同时,对抛光性能提出了更高的要求。10ni3mncual钢是国内借鉴国外钢种特点仿制生产的时效硬化型预硬化塑料模具钢,由于其优秀的镜面抛光... 详细信息

随着塑料制品在各领域的应用不断增加,表面要求不断提高,因此塑料模具钢在具有优异综合力学性能的同时,对抛光性能提出了更高的要求。10ni3mncual钢是国内借鉴国外钢种特点仿制生产的时效硬化型预硬化塑料模具钢,由于其优秀的镜面抛光性具有广泛的应用市场。但国内自主生产的10ni3mncual钢与国外相比存在一定差距,存在心部力学性能差、晶粒粗大、组织分布不均匀等问题,对该钢种的关键制备工艺仍需进一步研究,针对现有问题,研究时效硬化型塑料模具钢10ni3mncual的质量提升工艺技术具有重要意义。本文在对时效硬化型预硬化塑料模具钢10ni3mncual现有工业生产技术研究的基础之上,通过开展预硬化工业试制,细化晶粒热处理,以及锻造工艺优化的研究,提出了有效地细化了晶粒尺寸的方法,进而改善了冲击性能。得到以下主要结论:1.采用固溶温度为880℃和920℃,冷却方式为水冷、油冷、炉冷,时效方式为40h、(20+20)h、60h的热处理工艺对10ni3mncual大型模块工业试制时,选用快冷工艺(如水冷、油冷)获得的冲击性能优于慢冷工艺,快冷工艺得到的组织主要为马氏体,板条贝氏体和少量粒状贝氏体,并且在贝氏体上分布着少量碳化物和残余奥氏体,冲击韧性大于15J;炉冷工艺组织主要为粒状贝氏体,在贝氏体上分布着马奥岛组织,冲击韧性小于10J。研究发现,模块心部晶粒尺寸明显大于边部,是恶化冲击韧性的关键因素。在心部晶粒尺寸过大时,不同“固溶-时效”工艺对力学性能的影响不明显,不能得到试制方案预期的最佳热处理工艺。2.采用正火热处理能够有效细化试验钢的晶粒,通过“正火+时效”“正火+固溶+时效”“正火+回火+固溶+时效”工艺的对比发现,以上工艺均可以细化晶粒,提升冲击性能,其中950℃正火1h后,530℃回火2h,能够将冲击韧性提高到25J,硬度达到41.3HRC,是较为理想的“晶粒细化+预硬化处理”工艺。3.从优化锻造工艺细化晶粒的角度,本研究通过锻造工艺的热模拟研究结果得到:当应变量为0.65时,热变形温度为1150℃,应变速率为0.1s的锻造工艺获得的晶粒尺寸较小,晶粒组织均匀性较好。

关键词：塑料模具钢 10ni3mncual钢固溶时效处理晶粒细化

塑料模具钢10ni3mncual的相变特性及热处理工艺

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上海金属 2008年第4期30卷 26-29页

作者：张伟吴晓春闵永安王庆亮上海大学材料科学与工程学院上海200072 宝山钢铁股份有限公司特殊钢分公司

采用膨胀法,辅以硬度测试和金相分析测定了时效硬化型塑料模具钢10ni3mncual的相变点,以及900℃奥氏体化后过冷奥氏体的连续冷却转变曲线。根据相变特性结合切削试验确定该钢的热处理工艺以正火＋时效更为合适,所获贝氏体组织的工件直... 详细信息

采用膨胀法,辅以硬度测试和金相分析测定了时效硬化型塑料模具钢10ni3mncual的相变点,以及900℃奥氏体化后过冷奥氏体的连续冷却转变曲线。根据相变特性结合切削试验确定该钢的热处理工艺以正火＋时效更为合适,所获贝氏体组织的工件直径范围为200～1000mm。

关键词： 10ni3mncual钢连续冷却转变曲线热处理工艺粒状贝氏体

三维原子探针对10ni3mncual钢中niAl和Cu析出位置关系的研究

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上海金属 2012年第4期34卷 20-23页

作者：王晓姣周昌兵张伟荣刘文庆上海大学微结构重点实验室上海200444

将析出硬化钢10ni3mncual在900℃固溶处理2 h,500℃时效处理4 h或100 h后,用三维原子探针(3DAP)研究钢中niAl和Cu的析出位置关系。结果表明,固溶样品中ni、Al和Cu三种元素分布均匀。500℃时效4 h的样品中发现金属间化合物niAl和富Cu相... 详细信息

将析出硬化钢10ni3mncual在900℃固溶处理2 h,500℃时效处理4 h或100 h后,用三维原子探针(3DAP)研究钢中niAl和Cu的析出位置关系。结果表明,固溶样品中ni、Al和Cu三种元素分布均匀。500℃时效4 h的样品中发现金属间化合物niAl和富Cu相在相同位置析出,随着时效时间增加到100 h,niAl相和富Cu相有逐渐分离的趋势,这是因为niAl相为体心立方的B2结构,而富Cu相此时已趋于向面心立方的ε-Cu转变。

关键词：三维原子探针 10ni3mncual钢时效硬化析出相位置关系

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析出硬化型贝氏体钢连续加热转变研究

材料热处理学报 2009年第5期30卷 111-114页

作者：张伟吴晓春闵永安上海大学材料科学与工程学院上海200072

用热膨胀相变仪测定了贝氏体析出硬化钢10ni3mncual的连续加热转变曲线,并探讨了加热过程中的相变机制。结果表明,当加热速率小于1℃/s时,在300-600℃之间发生析出反应,为扩散型相变;在600-900℃之间,奥氏体化过程分两个阶段进行。第一... 详细信息

用热膨胀相变仪测定了贝氏体析出硬化钢10ni3mncual的连续加热转变曲线,并探讨了加热过程中的相变机制。结果表明,当加热速率小于1℃/s时,在300-600℃之间发生析出反应,为扩散型相变;在600-900℃之间,奥氏体化过程分两个阶段进行。第一阶段转变为扩散型相变,扩散激活能为505kJ/mol,第二阶段转变为切变型相变,较低的加热速率是造成奥氏体化过程分为两个阶段的原因。加热速率大于1℃/s时,无析出反应,奥氏体化过程只有一个阶段为切变机制。

关键词： 10ni3mncual钢连续加热转变相变机制