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新型高温合金21Cr-32Fe-41Ni高温长期时效组织演变研究

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稀有金属材料与工程 2024年第4期53卷 1051-1057页

作者：李天宇王立民钢铁研究总院特殊钢研究院北京100081

铁镍基合金长期服役于较高温度下,因此高温下的组织稳定性是合金的重要指标之一。利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、电子探针(EPMA)、化学相分析等手段对750℃不同时效时间下新型铁镍基高温合金21Cr-32Fe-41Ni组织与性能... 详细信息

铁镍基合金长期服役于较高温度下,因此高温下的组织稳定性是合金的重要指标之一。利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、电子探针(EPMA)、化学相分析等手段对750℃不同时效时间下新型铁镍基高温合金21Cr-32Fe-41Ni组织与性能演变规律进行研究。结果表明,长期时效后合金中析出相主要有γ′相、σ相、α-Cr相以及MC相。在时效500 h内,基体中弥散分布的球形γ′相的质量分数和尺寸快速增加。时效时间从500 h增加至2000 h,γ′相的质量分数和尺寸增加速率逐渐降低。在长期时效过程中,σ相沿晶呈块状或条状分布,并与α-Cr相同时在晶内以针状或条状析出。随时效时间增加,σ相和α-Cr相数量增加,逐渐粗化。沿晶不连续分布的σ相逐渐相连,存在向网状分布发展的趋势。随时效时间增加至2000 h,合金强度先升高后降低,在时效500 h后达到峰值,硬度保持增加趋势。

关键词：铁镍基合金长期时效 γ′相 σ相 α-Cr相

时效处理对冷锻Co-Cr-W-Ni-Mo合金组织演变及强韧性影响

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稀有金属材料与工程 2024年第8期53卷 2223-2231页

作者：王中琳龚志华李权包汉生内蒙古科技大学材料与冶金学院钢铁研究总院特殊钢研究院

对冷锻Co-Cr-W-Ni-Mo合金进行了400～900℃时效处理，结合扫描电镜、透射电镜、XRD及化学相分析等手段研究了Co-Cr-W-Ni-Mo合金在时效过程中碳化物、亚结构、hcp相及层错演变，并分析了其变化对强韧性的影响。结果表明：合金经600℃时效... 详细信息

对冷锻Co-Cr-W-Ni-Mo合金进行了400～900℃时效处理，结合扫描电镜、透射电镜、XRD及化学相分析等手段研究了Co-Cr-W-Ni-Mo合金在时效过程中碳化物、亚结构、hcp相及层错演变，并分析了其变化对强韧性的影响。结果表明：合金经600℃时效2 h具有高的强度及硬度、同时保持较好的塑性及韧性，时效后析出M23C6及M6C两种碳化物，M23C6的析出温度范围为600～800℃，M6C开始明显析出的温度为700℃，碳化物的析出导致强度硬度升高，但900℃大量M6C呈网状沿晶界和变形带析出会同时降低强度及塑性。600℃时效时fcc相通过形成层错降低能量保持稳定性从而使层错密度增加而提高强度及塑性。hcp相在800℃时效后逆转变为fcc相使应变诱导马氏体转变强化效果消失，同时在此温度下发生再结晶导致冷变形组织消失使强度进一步下降，该合金的再结晶形核机制为凸出机制、亚晶界迁移及亚晶合并3种形核机制共同作用。

关键词：钴基高温合金时效处理力学性能亚结构层错

一种新型2 GPa级低合金超高强度钢及热处理工艺

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金属热处理 2024年第3期49卷 164-168页

作者：于林然杨卓越苏杰丁雅莉刘赓钢铁研究总院有限公司特殊钢研究院北京100081

在35CrMnSiA钢基础上适当增加Si含量,并添加少量Mo开发出新的2 GPa级40CrMnSi2Mo低合金超高强度钢,并系统地研究淬火温度(875~950℃)、回火温度200~300℃对40CrMnSi2Mo钢力学性能的影响。结果表明,较高的马氏体开始转变温度会降低马氏... 详细信息

在35CrMnSiA钢基础上适当增加Si含量,并添加少量Mo开发出新的2 GPa级40CrMnSi2Mo低合金超高强度钢,并系统地研究淬火温度(875~950℃)、回火温度200~300℃对40CrMnSi2Mo钢力学性能的影响。结果表明,较高的马氏体开始转变温度会降低马氏体内形成孪晶亚结构的倾向,是40CrMnSi2Mo钢韧性较高的主要原因。添加少量Mo能有效抑制回火脆性,300℃回火冲击吸收能量仅降低7.7%。但是,275℃和300℃回火降低残留奥氏体量使断裂韧性下降。新型40CrMnSi2Mo低合金钢于950℃淬火后,在200℃和225℃回火得到的试样强度高于2 GPa,断裂韧性在85 MPa·m^(1/2)以上,其强韧性配合明显优于AISI 4340钢和300M钢,而且低成本的优势使其具有较大的应用前景。

关键词： 2 GPa级超高强度钢 40CrMnSi2Mo钢热处理抗拉强度断裂韧性

固溶温度对S32750双相不锈钢低周疲劳性能的影响

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钢铁研究学报 2024年第2期36卷 217-225页

作者：保顺丰涵宋志刚何建国顾洋钢铁研究总院有限公司特殊钢研究院北京100081

通过OM观察、电子背散射衍射技术、显微硬度测试、拉伸及疲劳试验研究了5种固溶温度试验钢的组织形态及低周疲劳性能。结果表明,当固溶温度由1050℃升至1180℃时,试验钢屈服强度与抗拉强度分别提升41、31.5 MPa,低周疲劳寿命延长85%。... 详细信息

通过OM观察、电子背散射衍射技术、显微硬度测试、拉伸及疲劳试验研究了5种固溶温度试验钢的组织形态及低周疲劳性能。结果表明,当固溶温度由1050℃升至1180℃时,试验钢屈服强度与抗拉强度分别提升41、31.5 MPa,低周疲劳寿命延长85%。随着固溶温度的升高,试验钢中α相含量由46.5%升至58.9%,也导致两相内主元素发生再分配,α相内Ni、N含量的增加,使其显微硬度由300提升至324,这是试验钢疲劳寿命提高的原因之一;其二,随着固溶温度的升高,α相内的局部取向差减小,使α相在循环过程中能承受更多载荷,进而提高试验钢低周疲劳寿命。

关键词： S32750双相不锈钢相比例强度固溶温度低周疲劳性能

时效时间对固溶态及冷变形态钴基合金显微组织和力学性能影响

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中国有色金属学报 2024年第1期34卷 184-195页

作者：王中琳龚志华李权包汉生内蒙古科技大学材料与冶金学院包头014010 钢铁研究总院特殊钢研究院北京100081

对固溶态及冷变形态的两种钴基合金L605、L605Mo进行600℃不同时间的时效处理,采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)及力学性能测试等方法研究时效时间对合金显微组织与力学性能的影响,并分析了冷变形及Mo元素对时效行为... 详细信息

对固溶态及冷变形态的两种钴基合金L605、L605Mo进行600℃不同时间的时效处理,采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)及力学性能测试等方法研究时效时间对合金显微组织与力学性能的影响,并分析了冷变形及Mo元素对时效行为的影响。结果表明:经过冷变形的合金经600℃时效后,强度、硬度提高,塑性韧性下降;而固溶态合金经时效后,力学性能变化不明显,其中,抗拉强度最高的合金为时效12 h的s25-13合金。时效初期碳化物析出及层错形成使合金强度提高,但随着时效时间的延长,冷变形形成的具有强化作用的变形带在时效过程中退化会使合金强度减小。M_(6)C含量随时效时间延长而不断增加,冷变形促进M_(23)C_(6)及M_(6)C析出使合金的时效强化效果更加显著。Mo能降低层错能,促进时效过程中M_(23)C_(6)、M_(6)C和层错的形成以及层错的交割,从而提高合金的强度。因此,添加Mo的合金经时效处理后强度、硬度均高于未添加Mo的合金。

关键词：钴基合金时效处理层错 Mo 冷变形

钼元素对2Cr13型高氮耐蚀塑料模具钢组织与性能的影响

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机械工程材料 2024年第3期48卷 23-28页

作者：樊译周健迟宏宵谷金波马党参谢官利钢铁研究总院有限公司特殊钢研究院北京100081

在2Cr13型高氮耐蚀塑料模具钢中添加质量分数0.5%的钼元素,研究了钼元素对淬火和回火后该钢显微组织、力学性能及耐腐蚀性能的影响。结果表明:钼的添加缩小了试验钢的奥氏体相区,淬火后的残余奥氏体体积分数为8.49%,低于不含钼试验钢(9.... 详细信息

在2Cr13型高氮耐蚀塑料模具钢中添加质量分数0.5%的钼元素,研究了钼元素对淬火和回火后该钢显微组织、力学性能及耐腐蚀性能的影响。结果表明:钼的添加缩小了试验钢的奥氏体相区,淬火后的残余奥氏体体积分数为8.49%,低于不含钼试验钢(9.05%);钼的添加使得回火态试验钢的强度、硬度以及冲击吸收能量均得到提高,其中屈服强度提高了12%。盐雾腐蚀试验后回火态试验钢主要发生点蚀,含钼试验钢表面的点蚀坑数量较少,尺寸较小,其腐蚀速率为0.0721 g·m^(-2)·h^(-1),远小于不含钼试验钢(0.1612 g·m^(-2)·h^(-1));含钼试验钢的极化曲线中存在明显的钝化区,而不含钼试验钢不存在钝化区。含钼试验钢的耐腐蚀性能优于不含钼试验钢。

关键词：钼元素高氮耐蚀塑料模具钢显微组织力学性能耐腐蚀性能

淬回火工艺对N-Mo合金化Cr13型耐蚀塑料模具钢组织与力学性能的影响

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机械工程材料 2024年第4期48卷 8-14页

作者：樊译马党参迟宏宵周健谢官利钢铁研究总院有限公司特殊钢研究院北京100081

对N-Mo合金化Cr13型耐蚀塑料模具钢进行925~1150℃保温0.5 h的油淬处理,再分别进行150~300℃保温2 h或者350~600℃保温1 h的回火处理,研究了淬回火工艺对该钢组织与力学性能的影响。结果表明:试验钢淬火后的组织主要为淬火马氏体,随着... 详细信息

对N-Mo合金化Cr13型耐蚀塑料模具钢进行925~1150℃保温0.5 h的油淬处理,再分别进行150~300℃保温2 h或者350~600℃保温1 h的回火处理,研究了淬回火工艺对该钢组织与力学性能的影响。结果表明:试验钢淬火后的组织主要为淬火马氏体,随着淬火温度的升高,晶粒长大,第二相逐渐固溶进基体,试验钢的硬度先增大后降低,当淬火温度为1050℃时,硬度达到峰值,为57.7 HRC,此时第二相基本固溶进基体,残余奥氏体体积分数仅为8.49%。随着回火温度的升高,试验钢组织由回火马氏体向索氏体转变,第二相逐渐析出并长大;硬度呈先降低后升高再迅速降低的趋势,冲击吸收能量随回火温度的变化规律与回火硬度的变化规律相反,抗拉强度的变化规律与硬度的变化规律一致,屈服强度呈先增大后降低的趋势,并在回火温度为480℃时达到最大值,为1445 MPa;在200℃以上温度回火后试验钢的塑性均保持在一个较好的水平。试验钢获得优异综合性能的热处理工艺为1050℃×0.5 h淬火+200~300℃×2 h回火,此时组织为回火马氏体,硬度为48~53 HRC,抗拉强度为1752~2050 MPa,屈服强度为1171~1223 MPa,冲击吸收能量为41~51 J,断面收缩率为42%~51%,断后伸长率为17.1%~17.7%。

关键词：耐蚀塑料模具钢淬回火力学性能 N-Mo合金化

退火工艺对30Cr15Mo1N钢组织和力学性能的影响

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金属热处理 2024年第4期49卷 110-115页

作者：李菁菁王存宇杜敏徐海峰俞峰曹文全钢铁研究总院有限公司特殊钢研究院北京100081 钢铁研究总院有限公司中心实验室北京100081

对比研究了软化退火和球化退火工艺对热轧30Cr15Mo1N钢线材析出相特征,淬火、深冷、回火处理后微观组织和力学性能的影响。结果表明,退火后析出相为Cr_(2)(C,N)、M_(23)C_(6),球化退火试样析出相尺寸更细小,球化效果更好,分布更均匀,软... 详细信息

对比研究了软化退火和球化退火工艺对热轧30Cr15Mo1N钢线材析出相特征,淬火、深冷、回火处理后微观组织和力学性能的影响。结果表明,退火后析出相为Cr_(2)(C,N)、M_(23)C_(6),球化退火试样析出相尺寸更细小,球化效果更好,分布更均匀,软化退火试样具有更高的强度,其抗拉强度为819 MPa,比球化退火试样高63 MPa,球化退火试样在拉伸过程中出现不连续屈服现象。软化退火试样中更多的析出相有效抑制了再加热过程中晶粒长大,使其在热处理后具有更细小的晶粒尺寸,硬度达到61.4 HRC,高于球化退火试样。

关键词： 30Cr15Mo1N钢软化退火球化退火显微组织

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G54钢的动高压性能实验研究

高压物理学报 2024年

作者：王波裴红波李绪海高齐何雨陈咏龙桂毓林中国工程物理研究院流体物理研究所钢铁研究总院有限公司特殊钢研究院

G54钢是我国自主研制的一种新型超高强度钢，具有较高的潜在应用价值。为了研究该材料的动高压性能，为应用推广提供数据支撑，采用火炮作为加载手段，开展了G54钢的飞片对称碰撞实验。实验飞片速度为600～1 400 m/s，通过测量G54钢样... 详细信息

G54钢是我国自主研制的一种新型超高强度钢，具有较高的潜在应用价值。为了研究该材料的动高压性能，为应用推广提供数据支撑，采用火炮作为加载手段，开展了G54钢的飞片对称碰撞实验。实验飞片速度为600～1 400 m/s，通过测量G54钢样品的背表面粒子速度-时间历史，获得了典型的冲击相变及层裂信号。通过对粒子速度进行分析，结合材料密度及声速测试结果，获得了冲击压力为13～23 GPa下G54钢的Hugoniot弹性极限、层裂强度、冲击波速度-粒子速度（D-u）关系以及冲击相变点等动高压性能参数。对实验样品进行回收及金相分析发现，随着飞片速度的增加，材料层裂面的损伤机制逐渐从微孔洞聚合主导的韧性断裂向绝热剪切主导的韧性断裂转变。

关键词： G54钢对称碰撞实验 Hugoniot弹性极限冲击波速度-粒子速度关系层裂强度