利用不同奥氏体化温度和冷却速率对碳质量分数为0.54%高速车轮钢进行热处理,得到具有不同晶粒尺寸和珠光体片间距微观组织的试样.在-120~20℃温度下对具有不同微观组织的拉伸试样和三点弯曲（3PB）缺口试样进行测试;采用二维平面应变有限元计算三点弯曲缺口试样缺口前的应力分布;利用扫描电镜对3PB试样断口进行观察并测量解理起裂源的位置;测定不同微观组织车轮钢试样的解理断裂应力.在扩展控制断裂机制下,微观组织对车轮钢的解理断裂应力具有明显影响,晶粒尺寸和珠光体片间距越小解理断裂应力越高.细化晶粒使未扩展微裂纹的特征长度减小,细化珠光体片间距有助于提高珠光体的有效表面能,从而使得解理断裂应力提高

通过热处理制备出具有回火马氏体组织、下贝氏体组织以及粒状贝氏体组织的718钢，利用光学显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、万能拉伸实验机比较其显微组织及力学性能。同时借助高速铣削实验及光学轮廓仪，研究力学性能以及组织结构对切削性能的影响。结果表明，当切削速度低于145 m·min?1时，贝氏体组织类型比回火马氏体组织更易切削，切削贝氏体组织比切削回火马氏体组织的刀具使用寿命高30%～40%。当切削速度高于165 m·min?1时，马氏体组织发生了加工软化现象，刀具使用寿命提高，切削性能上升。粒状贝氏体组织加工表面因为严重的刀具黏附而出现背脊纹路，马氏体组织具有最佳的切削表面粗糙度。综合考虑之下，三种组织的综合切削性能从高到低排序为：下贝氏体组织、马氏体组织、粒状贝氏体组织，采用300 ℃等温淬火工艺可以有效提升718塑料模具钢的综合切削性能

采用扫描电子显微镜(SEM)、电子背散射衍射分析技术(EBSD)和透射电子显微镜(TEM)等实验手段,研究了不同淬火-回火热处理工艺制度对X80管件钢组织性能的影响.结果表明:一次930℃淬火后,随着回火温度的升高,实验钢屈服强度先升高后降低,在630℃达到最大值588MPa;抗拉强度随回火温度升高持续下降,680℃时降至630MPa.二次两相区淬火,经630℃回火后,X80管件钢有最佳的综合力学性能,-50℃冲击韧性显著提高,Ak达到210J.这是由于二次淬火温度在860℃两相区时,组织中奥氏体晶粒大幅细化,经630℃回火后,细晶马氏体组织中出现位错亚结构的回复软化、板条边界钝化和块状M-A组元分解产生的析出强化机制综合作用的结果

设计了一种低合金含量的Q125级高强度石油套管用钢,研究了热处理工艺对实验钢组织和力学性能的影响.与870℃淬火+500℃回火工艺相比,实验钢在850℃淬火+500℃回火工艺下具有更好的强韧性配合.与870℃淬火相比,850℃淬火处理的奥氏体晶粒尺寸较小,使决定钢力学性能的晶区、板条束尺寸细化,因此其性能更优异.淬火温度对实验钢的析出行为影响不大.尺寸较大的TiN以及TiC和TiN复合析出物对奥氏体晶界起到钉扎作用,可以抑制奥氏体晶粒的长大;含有Mo的尺寸较小的TiC可以起到钉扎位错的作用,阻止位错移动,对强度的提高贡献很大

采用二段式盐浴热处理、金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和拉伸实验等方法,研究了添加0.025%微合金元素Nb对高Al(1.5%Al)冷轧相变诱导塑性钢(TRIP)组织与性能的影响规律.结果表明:Nb微合金化使高Al冷轧TRIP钢在连续退火后组织得到细化,残余奥氏体含量及其碳含量比无Nb钢均有所升高.含Nb钢在370℃和400℃等温后抗拉强度均大于650MPa,且总伸长率达到35%,具有优异的综合力学性能.Nb微合金化,将本实验所研究的高Al冷轧TRIP钢的最优贝氏体区等温温度由400℃左右扩大到370~400℃,提高了生产的工艺稳定性

含硼钢化学热处理时,由于C、N、B之间的相互作用,B在整个渗层范围内发生明显的再分布在渗碳层中主要表现为表层B的富集和次表层B的贫化;在碳氮共渗层中则主要表现为表层和次表层内有大量BN形成以及在很宽的范围内固溶硼量很低B的这种再分布对渗层材料的淬透性带来显著影响。在渗碳层中,除了要考虑C本身的作用和C对B效应的影响外,还要考虑次表层B贫化的影响。在碳氮共渗层中,大量BN的形成对渗透性有显著的不利影响,固溶硼贫化的作用也表现得更为突出

针对国内卡车前轴使用调质钢制造带来的产品力学性能下降或成本过高等缺点,自行设计一种非调质钢制造卡车前轴,使用Mn、Si等廉价合金元素代替调质钢中Cr、Ni、Mo等较贵重合金元素,所设计的空冷贝氏体钢成分定为Mn-Si-V-B系,钢号为18Mn2SiVB.通过冶炼操作研究,实验确定前轴热处理工艺,进行工业实验.经过相组织分析和疲劳强度实验对产品进行检验.结果表明,冶炼和连铸连轧条件基本满足18Mn2SiVB钢的生产设计要求.采用设计用钢18Mn2SiVB代替45号或40CrMo和40CrNiMo制造卡车前轴,从其力学性能测试结果分析,能够满足使用要求;在制造工艺上采用锻后空冷代替原有锻后调质的方法是可行的

利用热膨胀仪对低碳含铌钢(0.028%C-0.25%Si-1.82%Mn-0.085%Nb)进行热处理模拟,即950℃正火后快速冷却到中间温度350~550℃,随后进行不同加热速率、保温温度及保温时间的回火处理.采用光学显微镜、扫描电镜和图像分析方法,分析了不同回火条件下组织中的马氏体-奥氏体(MA)形貌、尺寸及分布.结果表明:回火前的终冷温度在贝氏体相变温度区间及提高回火升温速率,会增加回火组织中MA的体积分数,MA体积分数最高达到7.9%.提高回火温度和延长回火时间,MA的体积分数会出现峰值.回火后,MA平均尺寸在0.77~1.48μm.提高终冷温度、升温速率、回火温度和延长回火时间,会使回火后的MA粗大,并呈多边形化.MA的体积分数和平均尺寸主要受中间冷却过程结束时未转变奥氏体量、回火过程中铁素体向残余奥氏体碳扩散程度以及回火后残余奥氏体稳定性的影响

针对目前高碳高硅低温贝氏体(纳米结构贝氏体)相变速度缓慢的现状,采用贝氏体相变热力学理论分析主要合金元素对低温贝氏体相变驱动力的影响,设计了新型纳米结构贝氏体钢成分0.83C-2.44Si-0.43Mn-0.73Al.利用膨胀仪研究该成分贝氏体钢在不同温度下的相变整体动力学,综合使用扫描电子显微镜、X射线衍射、电子背散射衍射等方法研究热处理工艺对实验钢组织和力学性能的影响.结果表明,350℃等温转变贝氏体的抗拉强度为1401 MPa,延伸率为42.21%,强塑积可达59136 MPa·%,在室温拉伸过程中发生明显的相变诱导塑性效应;230℃等温转变组织中贝氏体铁素体片层厚度小于100 nm,抗拉强度达2169 MPa

对5.0 t H13铸锭进行了解剖,采用扫描电镜和能谱分析对铸锭中夹杂物进行了形貌和组成分析,通过T[O]分析和金相显微镜统计分析对铸锭中夹杂物的分布进行了研究.结果表明铸锭中氧含量较高,平均值达到27.8×10-6,必须进一步精炼;铸锭中夹杂物主要为近球形的CaO-Al2O3-SiO2夹杂,块状TiN-VN夹杂,沿晶界分布的条状VC-CrC-MoC夹杂物和少量的CaS-MnS夹杂;尺寸较大的VC-CrC-MoC夹杂物对H13钢的韧性影响较大,必须在后续热处理及精炼中加以控制;T[O]和夹杂物在铸锭中分布不均匀,在铸锭头部中心附近,夹杂物及总氧呈负偏聚;而在铸锭中部及锭尾中心附近,夹杂物及总氧呈正偏聚;同时,铸锭中下部大尺寸夹杂物数量比较高.为了表征夹杂物的偏聚程度,本文提出了夹杂物偏聚指数的新概念.在5 t H13铸锭头部中心夹杂物偏聚指数达到0.75~0.85,而在中下部夹杂物偏聚指数达到1.2~1.3