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压力容器用12Cr2Mo1R钢150mm超厚板热处理对组织和性能的影响

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特殊钢 2015年第6期36卷 45-48页

作者：何贝徐光袁清武汉科技大学省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室湖北省高性能钢铁材料协同创新中心武汉430081

试验用12Cr2Mo1R钢(/%:0.08C,0.07Si,0.45Mn,2.16Cr,0.95Mo,0.18Ni,0.14Cu,0.015A1,0.015Sn)经电弧炉-300 mm×2 000 mm电渣重熔扁坯轧制成150 mm厚板(开轧1 145℃,终轧850℃)。通过热模拟试验和温度场的有限元仿真得出12Cr2Mo1R钢的静态连续冷却转变(CCT)曲线和超厚板表面、厚度1/4处和1/2处(心部)的冷却温度曲线。热轧板经916℃226 min正火,698℃240 min回火后,钢板1/4厚度处为贝氏体+少量铁素体,1/2厚度处为贝氏体+铁素体,其力学性能-屈服强度464 MPa,抗拉强度585 MPa,伸长率22%,符合供货要求。

关键词：压力容器用钢12Cr2Mo1R 150 mm超厚板热处理组织力学性能

强磁场对 Fe-C-W 合金钢马氏体组织回复的影响

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材料热处理学报 2024年第8期45卷 164-172页

作者：吴光辉蔡焕昝启飞胡锋衡阳华菱钢管有限公司湖南衡阳421001 武汉科技大学冶金工业过程系统科学湖北省重点实验室湖北武汉430081 武汉科技大学高性能钢铁材料及其应用省部共建协同创新中心湖北武汉430081

强磁场作为重要的金属相变影响因素,可以明显提高奥氏体到马氏体相变的开始温度并影响最终的马氏体微观组织。然而,关于强磁场对马氏体回复影响的研究甚少。研究了强磁场对Fe-C-W合金钢在不同温度回火1 h后马氏体组织回复的影响。结果表... 详细信息

强磁场作为重要的金属相变影响因素,可以明显提高奥氏体到马氏体相变的开始温度并影响最终的马氏体微观组织。然而,关于强磁场对马氏体回复影响的研究甚少。研究了强磁场对Fe-C-W合金钢在不同温度回火1 h后马氏体组织回复的影响。结果表明,强磁场的施加使基体中碳化物的数密度明显增加,其原因为强磁场增大了碳化物的磁化强度,降低了其磁自由能,使其形核驱动力增加。低温200℃回火时强磁场对马氏体回复的抑制作用不明显。当回火温度升高至500℃时,12 T强磁场的施加,明显增强了碳化物对位错运动的阻碍作用,大大抑制了位错的回复,使基体中残留的位错密度提高了约27.5%。高密度的位错明显增加了小角度晶界的含量,使马氏体板条平均宽度降低了约137 nm,表明强磁场的施加明显抑制了马氏体的回复。

关键词：强磁场马氏体回复碳化物位错小角度晶界

00Cr12Ni双相组织不锈钢焊接接头区域特征与性能

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焊接学报 2023年第2期44卷 22-31,I0004页

作者：张心保吴开明柯睿胡丞杨 Amir AShirzadil Serhii Yershov 黄日清武汉科技大学省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室高性能钢铁材料及其应用省部共建协同创新中心武汉430081 材谷金带(佛山)金属复合材料有限公司佛山528000 School of Engineering&Innovation The Open UniversityMilton KeynesMK76AAUK 广西北港新材料有限公司北海536017

采用熔化极活性气体保护焊(metal active gas arc welding,MAG焊)、等离子弧焊(plasma arc welding,PAW)和高频感应焊接方法获得铁素体+马氏体双相组织不锈钢00Cr12Ni的焊接接头,对其组织区域特征和力学性能进行了研究.典型的焊接接头... 详细信息

采用熔化极活性气体保护焊(metal active gas arc welding,MAG焊)、等离子弧焊(plasma arc welding,PAW)和高频感应焊接方法获得铁素体+马氏体双相组织不锈钢00Cr12Ni的焊接接头,对其组织区域特征和力学性能进行了研究.典型的焊接接头热影响区(heat affected zone,HAZ)可分为晶粒粗大,铁素体为优势相的高温热影响区(high temperature heat affected zone,HTHAZ)和晶粒细小,马氏体为优势相的低温热影响区(low temperature heat affected zone,LTHAZ).通过测量实际焊接热循环曲线的方法确定了HTHAZ及LTHAZ的温度范围,并采用热模拟研究HAZ不同区域的力学性能.结果表明,HTHAZ的热循环峰值范围为1200℃至熔点,晶粒粗大呈现为脆性;LTHAZ热循环峰值范围为800~1200℃,室温组织为非平衡低碳板条马氏体,韧性较好,但低于0℃时呈脆性.MAG焊接头由于奥氏体焊缝为钟罩形,HAZ冲击试验时断面包括奥氏体焊缝,因此冲击性能较好;PAW接头在1000℃奥氏体快冷可获得细晶粒马氏体韧性提高;高频感应焊接接头中无HTHAZ,但焊接过程中的加工硬化导致室温呈脆性,通过去应力退火后韧性恢复.

关键词： 12%Cr双相组织不锈钢焊接接头微观组织力学性能焊后热处理

高温对含氢DLC涂层的微观结构及力学性能的影响

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表面技术 2024年第5期53卷 174-183页

作者：贾伟飞梁灿棉胡锋武汉科技大学高性能钢铁材料及其应用省部共建协同创新中心武汉430081 广东星联精密机械有限公司广东佛山528251

目的针对含氢DLC涂层热稳定性很差的问题,探究高温下含氢DLC涂层的微观组织变化特征,以及高温对其力学性能的影响。方法采用等离子体强化化学气相沉积(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition,PECVD)在S136模具不锈钢表面沉积以Si... 详细信息

目的针对含氢DLC涂层热稳定性很差的问题,探究高温下含氢DLC涂层的微观组织变化特征,以及高温对其力学性能的影响。方法采用等离子体强化化学气相沉积(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition,PECVD)在S136模具不锈钢表面沉积以Si为过渡层的含氢DLC复合涂层,利用光学显微镜、扫描电镜、拉曼光谱、X射线电子衍射仪、三维轮廓仪研究DLC涂层的微观结构,采用划痕测试仪、往复式摩擦磨损试验机、纳米压痕仪研究DLC涂层的力学性能,并通过LAMMPS软件,利用液相淬火法建立含氢DLC模型,模拟分析经高温处理后涂层的组织变化特征和纳米压痕行为。结果在400℃、2 h的退火条件下,拉曼谱峰强度ID/IG由未退火的0.7增至1.5,涂层发生了石墨化转变,同时基线斜率下降,H元素析出;XPS结果表明,在此条件下涂层中sp^(2)杂化组织相对增加,氧元素增多,涂层粗糙度增大;在600℃、2 h退火条件下,DLC发生了严重氧化,LAMMPS模拟结果表明,在400℃高温下涂层的分子键长变短,表明sp3杂化组织在高温下吸收能量,并向sp^(2)杂化转变。纳米压痕模拟结果显示,在400℃下退火后,涂层的硬度下降。结论在400℃下退火处理后,涂层中的H元素释放,涂层内应力减小,保证了涂层的强度;在600℃退火条件下,过渡层的Si和DLC在高温下形成了C—Si键,使得DLC薄膜部分被保留;LAMMPS模拟结果表明,在高温下涂层发生了石墨化转变,涂层的硬度减小。

关键词：含氢DLC涂层退火处理微观组织力学性能 LAMMPS模拟

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轧制压下量对低碳超细晶粒钢Q235B组织及性能的影响

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特殊钢 2018年第6期39卷 58-61页

作者：刘曼徐光袁清王周头熊志强武汉科技大学省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室武汉430081 武汉科技大学高性能钢铁材料及其应用湖北省协同创新中心武汉430081

低碳钢Q235B奥氏体化后淬火得到马氏体组织,然后在室温下进行多道次轧制,总压下量分别为50%与70%,随后在500～650℃退火2 min制备低碳超细晶粒钢,研究轧制压下量对超细晶粒钢组织及性能的影响。采用光学显微镜和扫描电子显微镜观察显微... 详细信息

低碳钢Q235B奥氏体化后淬火得到马氏体组织,然后在室温下进行多道次轧制,总压下量分别为50%与70%,随后在500～650℃退火2 min制备低碳超细晶粒钢,研究轧制压下量对超细晶粒钢组织及性能的影响。采用光学显微镜和扫描电子显微镜观察显微组织演变,用能谱仪分析析出物颗粒化学成分,在Instron-5969拉伸试验机上进行拉伸实验。结果表明,冷轧+退火马氏体起始组织可以制备超细晶钢,强度相比原始钢强度提高近一倍。此外,随着压下量的增加,再结晶温度降低,渗碳体颗粒易长大,不利于超细晶钢机械性能的提高。相同退火工艺下,压下量增加,铁素体晶粒及渗碳体尺寸长大,其综合机械性能降低。

关键词： Q235B钢冷轧退火超细晶组织性能

等温温度和时间对超级贝氏体钢Fe-0.40C-2.2Mn-1.5Si相变和组织性能的影响

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武汉科技大学学报 2017年第5期40卷 344-349页

作者：刘曼徐光周明星田俊羽袁清武汉科技大学省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室湖北武汉430081 武汉科技大学高性能钢铁材料及其应用湖北省协同创新中心湖北武汉430081

以超级贝氏体钢Fe-0.40C-2.2Mn-1.5Si为对象,通过热模拟试验、扫描电镜、X射线衍射分析和拉伸试验等方法,研究等温转变温度和保温时间对试验钢的贝氏体相变、微观组织和力学性能的影响。结果表明,随着等温转变温度的降低,钢的显微组织... 详细信息

以超级贝氏体钢Fe-0.40C-2.2Mn-1.5Si为对象,通过热模拟试验、扫描电镜、X射线衍射分析和拉伸试验等方法,研究等温转变温度和保温时间对试验钢的贝氏体相变、微观组织和力学性能的影响。结果表明,随着等温转变温度的降低,钢的显微组织中贝氏体形貌从颗粒状贝氏体转变为板条状贝氏体,其强度逐渐提高,但伸长率和强塑积先增大后减小;随着保温时间的增加,钢的抗拉强度逐渐降低,而伸长率和强塑积逐渐增大,因此可通过适当延长相变时间来改善钢的综合力学性能;在350℃下保温90min时,试验钢显微组织中残余奥氏体体积分数最大,且具有最大强塑积。

关键词：贝氏体钢等温温度保温时间相变残余奥氏体显微组织力学性能

耐火钢Q420FRE的SH-CCT曲线及相变动力学研究

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武汉科技大学学报 2017年第2期40卷 88-94页

作者：覃展鹏王红鸿任晓辉吴开明武汉科技大学省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室湖北武汉430081 武汉科技大学高性能钢铁材料及其应用湖北省协同创新中心湖北武汉430081

利用热模拟试验测定耐火钢Q420FRE在不同焊接热循环下的热膨胀曲线,结合显微组织观察及硬度测试结果,绘制其焊接热影响区的连续冷却转变(SH-CCT)曲线,分析t_(8/5)(从800℃到500℃的冷却时间)对试验钢组织、硬度及相转变速率的影响。结... 详细信息

利用热模拟试验测定耐火钢Q420FRE在不同焊接热循环下的热膨胀曲线,结合显微组织观察及硬度测试结果,绘制其焊接热影响区的连续冷却转变(SH-CCT)曲线,分析t_(8/5)(从800℃到500℃的冷却时间)对试验钢组织、硬度及相转变速率的影响。结果表明,在较大的t8/5范围内,Q420FRE钢热影响区组织均以贝氏体为主,硬度(HV0.2)变化范围为185~208,与母材基本相当;试验钢具有较高的贝氏体转变温度,随着t8/5的减小(除50、80s外),即冷却速率的增加,贝氏体相变开始温度和结束温度逐渐降低,相变速率增大,相变温度区间变化不明显;当t_(8/5)为50、80s时,相变速率有所降低,相变温度区间稍有增大。

关键词：耐火钢 Q420FRE SH-CCT 热影响区冷却速率贝氏体转变相变速率

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残留奥氏体对微纳贝氏体钢塑韧性的影响

钢铁研究学报 2019年第3期31卷 305-311页

作者：万响亮胡锋成林黄刚张国宏吴开明武汉科技大学钢铁冶金及资源利用省部共建教育部重点试验室湖北武汉430081 武汉科技大学高性能钢铁材料及其应用湖北省协同创新中心湖北武汉430081

采用高碳和中碳低温贝氏体转变工艺(0.95C钢为200℃等温10 d,0.30C钢为320℃等温1 d)研究了残留奥氏体对微纳结构钢塑韧性的影响,对不同试样的显微组织、各相体积分数、伸长率和冲击韧性进行观察、检测和分析。试验结果表明,中碳钢贝氏... 详细信息

采用高碳和中碳低温贝氏体转变工艺(0.95C钢为200℃等温10 d,0.30C钢为320℃等温1 d)研究了残留奥氏体对微纳结构钢塑韧性的影响,对不同试样的显微组织、各相体积分数、伸长率和冲击韧性进行观察、检测和分析。试验结果表明,中碳钢贝氏体转变的塑韧性明显高于高碳钢贝氏体转变,主要原因是中碳钢贝氏体转变中存在一定的亚微米级薄膜状残留奥氏体,在拉伸或冲击过程中引起的残留奥氏体的塑性变形,使断裂的能量增加,可以显著提高样品的塑韧性。

关键词：低温贝氏体热处理工艺残留奥氏体伸长率冲击韧性

合金碳化物M_(23)C_(6)的磁性及磁致磁性

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钢铁研究学报 2021年第4期33卷 322-329页

作者：游志强侯廷平林恒福吴开明武汉科技大学理学院湖北武汉430081 武汉科技大学省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室湖北武汉430081 武汉科技大学高性能钢铁材料及其应用省部共建协同创新中心湖北武汉430081

利用第一性原理研究了碳化物M_(23)C_(6)(M=Fe, Cr)的晶胞结构、磁矩和态密度,并结合魏氏分子场理论分析了磁场作用下一些碳化物的磁致磁性。结果显示:Fe_(20)Cr_(3)C_(6)碳化物中的Fe3和Fe4原子连接组成稳定的晶格框架,Cr1、Cr2和C原... 详细信息

利用第一性原理研究了碳化物M_(23)C_(6)(M=Fe, Cr)的晶胞结构、磁矩和态密度,并结合魏氏分子场理论分析了磁场作用下一些碳化物的磁致磁性。结果显示:Fe_(20)Cr_(3)C_(6)碳化物中的Fe3和Fe4原子连接组成稳定的晶格框架,Cr1、Cr2和C原子位于框架中心;Fe_(20)Cr_(3)C_(6)的磁性主要来源于Fe和Cr原子的3 d轨道贡献,并且贡献的方向相反,Fe_(23)C_(6)和Fe_(20)Cr_(3)C_(6)中存在sp和pd轨道杂化;Fe_(20)Cr_(3)C_(6)中具有负磁矩的Cr原子,削弱了紧邻Fe原子以及碳化物整体的磁矩;磁场作用下,碳化物的铁磁态相区扩大,磁矩增大。最终发现,碳化物M_(23)C_(6)在中温相变时依旧保持着较强的磁性,且磁场诱导磁性增加,可以预测,强磁场能够改变碳化物M_(23)C_(6)的析出稳定性。上述工作揭示了强磁场和温度耦合作用下复杂碳化物的结构、磁性及其稳定性影响的内在关联机制。

关键词：第一性原理合金碳化物磁性态密度磁致磁性