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采用动电位极化、电化学阻抗、扫描电镜(SEM)、扫描Kelvin探针(SKP)和Raman光谱研究了300M和AerMet 100超高强度钢盐雾实验后试样的电化学行为. 结果表明, 300M钢在盐雾实验中生成的腐蚀产物为γ-FeOOH和Fe(OH)₃; AerMet 100的腐蚀产物为 β-FeOOH, Fe₃O₄和γ-Fe₂O₃. Fe₃O₄和γ-Fe₂O₃较 γ-FeOOH致密, 更加有效阻碍了O₂和Cl^-的扩散, 对基体起到很好的保护作用. 随盐雾时间的延长, 2种钢的腐蚀电位均降低, 腐蚀电流密度均增大, 阳极溶解作用增强; 300M钢的腐蚀产物电阻随腐蚀产物的集聚而增大, 随脱落而减小; 带腐蚀产物的 AerMet 100的电化学过程受扩散作用控制, Warburg阻抗随盐雾进行而增大. 盐雾实验后2种超高强度钢的Kelvin电位值较未盐雾时高0.5-0.6 V, 且整个测试面的Kelvin电位值随盐雾时间的延长而逐渐不均匀. 300M的腐蚀产物保护作用较差, AerMet 100的耐蚀性和腐蚀产物的保护性能优于300M.

关键词: 超高强度钢 , scan Kelvin probe , Raman spectroscopy , corrosion product , micro electrochemistry

22CrNi3Mo超高强钢的直接热处理工艺试验

余伟 , 徐士新 , 王班 , 谢保盛 , 雷力齐 , 张昳

材料热处理学报

凿岩机械用钢需具有高强度、高耐磨性及抗疲劳特性,通常通过热加工和热处理工艺改善其性能,但是工艺流程长、能耗较高.通过热轧试验研究了840～ 900℃之间不同终轧温度以及轧后空冷、空冷-炉冷两种冷却方式对22CrNi3Mo钢组织和性能的影响,探索了一种新型的直接热处理工艺.结果表明,轧后空冷至室温时,组织为板条贝氏体+马氏体,降低终轧温度可使组织细化,强度提高;轧后空冷-炉冷时,组织为板条贝氏体、粒状贝氏体及沿奥氏体晶界分布的残留奥氏体,且块状残留奥氏体体积分数随终轧温度的降低呈现先增加后减小的趋势,而尖角状M/A岛的出现使得应力集中,引起韧性的下降,降低空冷终止温度可显著减小块状残留奥氏体体积分数,使得材料强度、韧性明显提高,力学性能接近传统工艺.

关键词: 超高强钢 , 热轧 , 控制冷却 , 直接热处理 , 组织和性能

超高强度钢BR1500HS热冲压的热力耦合分析及实际应用

周杰 , 李世云 , 石彧 , 冉云兰 , 黄治勇 , 李慧

材料科学与工艺

为了建立超高强度钢BR1500HS热冲压有限元模型,采用Gleeble1500热模拟机对超高强度钢的高温流变行为及其高温下的力学性能进行测定,获得了该材料在500,600,700,800,900℃的真实应力-应变曲线,并测得BR1500HS在不同应变速率(0.1、0.01 s-1)下的高温流动性能数据.数值分析结果表明,板料减薄率最大预测值为22.53％,在允许范围内.在800 ～ 500℃内,板料平均冷却速率约为100℃/s,大干临界冷却速率,奥氏体将进行非扩散转变.通过对板料热冲压成形前后的微观组织的观察,证实了马氏体转变的事实.

关键词: 热冲压 , 超高强度钢 , 热力性能 , 流动特性 , 有限元分析

轧后冷却工艺对Si-Mn-Cr-Ni-Mo低合金超高强钢组织和性能的影响

万德成 , 董长征 , 蔡庆伍 , 张恒磊

材料热处理学报

设计了一种以无碳化物贝氏体为主要组织的1500 MPa级Si-Mn-Cr-Ni-Mo系超高强度钢,对比研究了实验钢轧后经空冷、先水冷至550℃后空冷和先水冷至450℃后空冷3种冷却工艺的显微组织和力学性能.结果表明:实验钢轧后直接空冷获得无碳化物贝氏体+少量M/A组织,先水冷后空冷得到无碳化物贝氏体+少量马氏体组织.组织中对性能尤其是韧性性能有显著影响的残留奥氏体薄膜的形貌和分布随冷却工艺的变化而变化,空冷冷却残留奥氏体薄膜分布在贝氏体铁素体板条间,先水冷再空冷冷却残留奥氏体薄膜不仅存在于贝氏体铁素体板条间,在板条内部也可以观察到少量细小的膜状残留奥氏体,分割贝氏体铁索体板条,起到了细化晶粒的作用,有益于实验钢力学性能的提升.先水冷至550℃后空冷,实验钢的抗拉强度可达1600 MPa,-20℃冲击吸收功为28 J,具有最优的综合力学性能.

关键词: 超高强钢 , 冷却工艺 , 无碳化物贝氏体 , 残留奥氏体

直接Q&P处理超高强钢的组织与力学性能

万德成 , 陈雨来 , 蔡庆伍

材料热处理学报

为了改善超高强钢的塑韧性,采用轧后直接淬火到马氏体区等温配分的工艺,研究配分时间对中碳低合金超高强钢组织和力学性能的影响规律.结果表明:在260℃等温配分处理,钢的组织包括初生马氏体、新生马氏体和残留奥氏体,在等温过程中还有碳化物析出和等温马氏体形成.在等温配分过程中,碳由马氏体向奥氏体扩散处于主导地位,残留奥氏体含量不断增加,新生马氏体量减少,塑性和韧性提高.等温配分后期,由于碳化物不断析出消耗碳原子,导致扩散到奥氏体中的碳原子减少,残留奥氏体体积分数增加缓慢.析出相粒子在等温过程中没有明显长大,起到了抵抗马氏体软化的作用.等温60 min具有良好的强度和塑韧性能,抗拉强度1546 MPa、伸长率为15.3％,-20℃冲击功为27.5 J.

关键词: 超高强钢 , 配分工艺 , 组织 , 力学性能 , 残留奥氏体

轧后冷却工艺对Si-Mn-Cr-Ni-Mo系超高强钢组织性能的影响

万德成 , 蔡庆伍 , 李红斌

材料热处理学报

采用热轧后间断淬火+回火(IDQ+T)和在线配分(DQP)两种不同的工艺对Si-Mn-Cr-Ni-Mo系中碳低合金钢进行处理,利用SEM、XRD、EBSD研究冷却工艺对微观组织和力学性能的影响.结果表明:两种工艺下均得到板条马氏体和残留奥氏体的组织.经过轧后间断淬火+回火(IDQ+ T),随淬火终冷温度升高,马氏体板条粗化,碳化物尺寸增加,残留奥氏体含量增加,强度降低,伸长率升高,韧性先升高后降低.组织中的粗大马氏体板条和尺寸较大的碳化物会降低韧性.在线配分(DQP)工艺得到的残留奥氏体含量最高,分布也更均匀,因此其伸长率和冲击功均明显增加,但残留奥氏体量增加同时会降低钢的强度,对屈服强度的影响最明显,导致屈强比降低.DQP处理实验钢的综合力学更优,抗拉强度超过1500 MPa、屈服强度超过1000 MPa,伸长率大于16％,-20℃冲击功达到26.8 J.

关键词: Si-Mn-Cr-Ni-Mo系超高强钢 , 冷却工艺 , 残留奥氏体 , 力学性能