时效处理对高碳钢盘条性能的影响
SWRH82B热轧盘条时效处理对力学性能的影响
收缩 值 ｌ ｄ
３ ｄ
１ ９ ３
２ ３ ４
ｊ ｄ 自 然时 效
７ ｄ ｌ ｛ ） ｄ １ ５ ｄ
人ｌ 二 时效
条 的 时 效 现 象 对 其 力 学 性 能 的 ｕ 向， 在 盘 条 满 足 力 学 性 能 的 情况下， 促 进 盘条 的销 售 周转 ， 减 少 盘 条 的 库 存 量 和 资 金 的 缛 ¨
计算 出乎均值 、 最 大值 、 最小值 ， 结 果如表 １ 、 表２ 。
表 １ 自然 时效￣ Ａ ＴＢ ＇ ， Ｉ 效（ ２ ５ ０ １ ２ ｔ ￣温 ２ ｈ） 抗拉 强度对 比
抗拉戗
平均 能 最 人
１ ｄ
５ ｄ 自 然时效
７ ｄ ｌ Ｏ ｄ １ ５ ｄ
撒
最 小馘
８
基本 柑 例。 ８ ２ Ｂ盘 条断 而收 缩率 随 自然 Ｈ 寸 效的 进行 而缓 慢升
高， 抗 拉 强 度 随 自然 时 效 变 化 不 明 。
Ｉ ． ２ ． ２ 相 同保 温 时 间 ， 不 问加 热 温 度
¨ 余 应 力 和 气 体 等 得 到 释 放 ，盘 条 性 能 得 以 稳 定 。 人 工 时 效 是 将８ ２ Ｂ盘 条 加 热 剑 一 定 温 度 ， 保 湍一 段 时间 厉 ， 使 盘 条 内 的
近 年来 ， 随 着我 国各类 大型 基础 设施 的兴 建 ， 如“ 八 纵八
横 ”高 速 铁 路 网 的 建 立 、 二线城市 地下轨道 交通的建 设和港珠 澳大 桥 的施 工等 等 。 用 于生 产 预应 力钢绞 线 的高碳 钢盘 条市 场 需 求 持 续 增 长 。建 邦 特 钢 公 司 为 应 对 严 峻 的 钢 材 市 场 行 情 ， 对产 ． ＾ 进行 转型 升级 ， 将生 产 高碳钢 盘条 作为 公司 品种升 级 的父键 项 目。 ８ ２ Ｂ 条质量要 求高 ， 盘 条 具 有 较 高 的抗 拉 强 和 断 忮缩 率 。 ８ ２ Ｂ艋 条 在 时 效 现 象 ， ８ ２ Ｂ盘 条 热 轧 下 线 后 断 面收 缩 率低 ， 但 是 件 室 温 下 放 一 殴 时 间 后 断 收 缩 率 会 ｝ 兀 ｉ 著 提 高 。 生 产 来 的 盘 条 需 放 置 一 段 时 间 后 才 能 进 行 发
时效温度对0cr17ni4cu4nb钢组织及力学性能的影响
!"#$年##月第##期!第\Y%\G页材!料!工!程'()*+,-(./,01*2,-34+52+11*2+5!6(71891*!"#$6(:##!;;:\Y%\G时效温度对:?(/J A#2?@2A%钢组织及力学性能的影响4..1@0(.B52+5V18;1*,0)*1(+/2@*(30*)@0)*1,+=/1@C,+2@,-_*(;1*0213(.U011-"F*#\62$F)$69胡春燕#!!!刘新灵#!!!陶春虎#!!"#北京航空材料研究院!北京#"""H I#!航空材料检测与评价北京市重点实验室!北京#"""H I$JE F C)+M D,+#!!!R S E T2+M-2+5#!!!V B>F C)+M C)#!!"#<12W2+5S+3020)01(.B1*(+,)02@,-/,01*2,-3!<12W2+5#"""H I!F C2+,#!<12W2+5O1D R,9(*,0(*D(.B1*(+,)02@,-/,01*2,-3V1302+5,+=47,-),02(+!<12W2+5#"""H I!F C2+,$摘要 以"F*#\62$F)$69马氏体沉淀硬化不锈钢为研究对象!分析了不同时效温度对其显微组织和力学性能的影响!并对试样断口特征进行了观察分析&结果表明'随着时效温度的升高"$G"!I I"h$!材料的抗拉强度*9和屈服强度*;":!呈逐渐下降的趋势!而材料的断面收缩率3和伸长率,I呈逐渐上升的趋势#材料的冲击韧性"Z)受时效温度的影响比较明显!呈逐渐上升的趋势!其中在I I"h时"Z)达到!#Y:$"'-@8%!$&同时由断口观察分析结果显示!时效温度为I I"h时拉伸断口的放射区最小!其塑性最好#冲击断口塑性变形最为明显!纤维区和剪切唇区所占的比例最大& "F*#\62$F)$69不锈钢随着时效温度的升高!淬火马氏体基体开始回复%再结晶!逆转变奥氏体开始生成并长大!导致材料中的残余奥氏体含量增加!而残余奥氏体的存在有利于"F*#\62$F)$69不锈钢保持良好的塑性和韧性&关键词 "F*#\62$F)$69钢#时效温度#马氏体组织#力学性能!"#'#":##G&G(W:233+:#""#M$Y G#:!"#$:##:"#Y中图分类号 V K#&#!!文献标识码 B!!文章编号 #""#M$Y G#"!"#$$##M""\Y M"&$%&'()*''<,31=(+"F*#\62$F)$698,*01+3201;*1@2;20,02(+C,*=1+2+530,2+-1333011-!0C11..1@0(.,5M 2+5018;1*,0)*1(+0C182@*(30*)@0)*1,+=81@C,+2@,-;*(;1*0213A,3,+,-D?1=,+=0C1.*,@0)*1.1,0)*1 (.3,8;-1A,3(931*71=:V C11[;1*281+0,-*13)-032+=2@,010C,0,30C1,52+5018;1*,0)*15(13);"$G"M I I"h$!0C101+32-130*1+50C*9,+=0C1D21-=30*1+50C*;":!3C(A0C101+=1+@D(.5*,=),--D=1@*1,32+5!A C2-10C1.*,@0)*13C*2+Z,513,+=1-(+5,02(+*,01,I1[C29200C101+=1+@D(.5*,=),--D2+@*1,32+5#0C1 28;,@00()5C+133"Z)23,..1@01=(972()3-D9D0C1,52+5018;1*,0)*1!235*,=),--D2+@*1,32+5!,8(+5 A C2@C!,0I I"h!"Z)*1,@C13!#Y:$"'-@8%!$:`C2-1!0C1,+,-D323*13)-03.*(8.*,@0)*1(931*7,02(+ 3C(A0C,0A C1+0C1,52+5018;1*,0)*123,0I I"h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钢是在F*#\型不锈钢基础上!加入F)!69等强化元素研制的一种马氏体沉淀硬化不锈钢!它的强度是通过马氏体相变和在$""!&I"h 温度范围内时效时!析出时效硬化相1M F)!69F!/!Y F&等碳化物而产生沉淀硬化达到的!相近牌号为#\M $_J"美国$)#*&因"F*#\62$F)$69钢含碳量较低!耐腐蚀性和可焊性均优于马氏体型不锈钢!多用作既要求耐弱酸%碱腐蚀又要求高强度的部件!如紧固件%传动装置等零件)!%I*&由于"F*#\62$F)$69钢的材料特点!在不同加材料工程!"#$年##期载方式及加载速率下!其断裂特征不同!如刘海英)&*研究了+"F *#\62$F )$69钢制前吊挂断裂分析,!吊挂的失效模式为疲劳断裂!疲劳扩展区所占的面积极小!大部分区域为准解理或沿晶特征&目前!已有的"F *#\62$F )$69钢的研究工作主要集中在工艺实验!制定合适的热处理制度以满足材料的使用性能要求!而不同时效处理过程中组织演变对力学性能的影响机理的研究较少)\*&本工作对固溶处理后的"F *#\62$F )$69钢进行$种不同时效处理!从时效温度对组织的影响的角度分析其对力学性能的影响!可为对这类材料制作的零部件的失效分析%可靠应用等提供技术支持&/!实验材料与方法实验材料选用直径为&Y "88的"F *#\62$F )$69钢锻造棒材!化学成分"质量分数!下同$为F":"I Y j !F *#I :\!j !/+":Y \j !U 2":I I G j !_":"!\j !62$:!I j !F )Y :Y Y j !69":!Y j !余量P 1&之后经过#"$"h 保温#C 固溶处理!再经过$C 的时效处理"本实验制定$种不同时效温度分别为$G "!I ""!I !"!I I "h $&拉伸实验试样采用>]#"88的标准短比例试样!按J <#I $Y 0#H H &利用S +30*(+I G G \万能材料试验机进行实验并测试抗拉强度%屈服强度%伸长率和断面收缩率&冲击韧性试样为标准夏比E 型缺口试样!按J <#I $$0#H H &利用Q <F !Y "全自动冲击试验机进行冲击试验&采用线切割从不同时效温度条件下的试样上切取金相试样进行组织分析!金相试样经研磨%抛光和$j 硝酸酒精溶液"体积分数$浸蚀后在_/4Y 型金相显微镜下观察显微组织!并采用'U /I &""型扫描电镜上观察断口微观形貌&0!结果与分析04/时效温度对:?(/J A #2?@2A %钢力学性能影响"#$拉伸性能及断口形貌观察为了方便对比!将$种不同时效温度下的拉伸试验数据进行均值处理!然后用>*252+软件绘制成柱状图&图#为"F *#\62$F )$69钢经过不同时效温度后的拉伸性能&由图#",$可以看出!随着时效温度的升高!材料的抗拉强度*9和屈服强度*;":!呈逐渐下降的趋势&由图#"9$可以看出!随着时效温度的升高!材料的断面收缩率3和伸长率,I 呈逐渐上升的趋势!但幅度较小&图#!时效温度对"F *#\62$F )$69钢拉伸性能影响!",$时效温度对*9!*;":!的影响#"9$时效温度对,I !3的影响P 25:#!4..1@0(.,52+5018;1*,0)*1(+0C 101+32-1;*(;1*0213(.3011-"F *#\62$F )$69!",$2+.-)1+@1(+*9!*;":!#"9$2+.-)1+@1(+,I !3!!根据不同的时效温度!从拉断的试样中分别选取有代表意义的断口!切取断口观察试样!图!为"F *#\62$F )$69钢经过不同时效温度后拉伸断口的宏观形貌&从宏观来看!断口由于塑性变形产生颈缩现象!断面粗糙!颜色灰暗无金属光泽&"F *#\62$F )$69钢拉伸断口的断面分为纤维区%放射区和剪切唇区&将断口经超声波清洗后放入扫描电镜中进行微观观察&对比分析$种不同时效温度的拉伸断口!发现时效温度为I I "h 断口的放射区最小!其塑性好!之前的拉伸实验数据也说明了这一点&以时效温度为I I "h 断口进行分析&图Y ",$为拉伸断口中心纤维区的微观形貌!为韧窝特征!这是由于材料中有第二相粒子!在外力作用下微孔形成%长大%聚集!最后相互连接而导致断裂&图Y "9$为拉伸断口放射区形貌!可见具有沿晶脆性断裂的形貌特征&沿晶脆性断裂是指多晶体沿着不同取向的晶粒所形成的沿晶粒界面分离!即沿晶界发生的断裂现象&图Y "@$为拉伸断口剪切唇区形貌!可以明显地看到断裂的瞬间裂纹的扩展趋势!高倍下为细小的韧窝形貌特征&$\第##期时效温度对"F *#\62$F )$69钢组织及力学性能的影响图!!不同时效温度后拉伸试样断口宏观形貌!",$$G "h #"9$I ""h #"@$I !"h #"=$I I "hP 25:!!/,@*(,;;1,*,+@1(.01+32-13,8;-1.*,@0)*1A 20C=2..1*1+0,52+5018;1*1=!",$$G "h #"9$I ""h #"@$I !"h #"=$I I "h 图Y !时效温度为I I "h 拉伸试样断口微观形貌!",$纤维区形貌#"9$放射区形貌#"@$剪切唇形貌P 25:Y !/2@*(,;;1,*,+@1(.01+32-13,8;-1.*,@0)*1A 20C,52+5018;1*1=,0I I "h ",$.29*()3?(+1#"9$*,=2,02+5?(+1#"@$3C 1,*-2;?(+1!!"!$冲击性能及断口形貌观察将$种不同时效温度下的冲击试验数据进行均值处理!然后用>*252+软件绘制成柱状图&由图$可以看出!随着时效温度的升高!"F *#\62$F )$69钢材料的冲击韧性"Z )值也随着升高!其中时效温度为I I "h 的"Z )值最高!达到!#Y :$'-@8%!&冲击韧性"Z )表示断裂前单位面积吸收的能量!即冲击功除以缺口处的截面面积!可以用来评定材料抵抗大能量冲击载荷能力的指标)#*&根据不同的时效温度!从冲断的试样中分别选取I\材料工程!"#$年##期图$!时效温度对"F *#\62$F )$69钢冲击性能影响P 25:$!4..1@0(.,52+5018;1*,0)*1(+0C 128;,@0;*(;1*0213(.3011-"F *#\62$F )$69有代表意义的断口!切取断口观察试样!图I 为"F *#\62$F )$69钢经过不同时效温度后冲击断口的宏观形貌&可见!在冲击载荷的作用下!试样周围区域有明显的塑性变形痕迹!断面中间的放射区呈现脆性断口形貌&将断口经超声波清洗后放入扫描电镜中进行微观观察&可见!随着时效温度的升高!纤维区和剪切唇区的面积越来越大!说明材料的冲击韧性逐渐提高&其中时效温度为I I "h 冲击试样断口塑性变形极为明显!纤维区和剪切唇区所占的比例最大)G *!同时实验测得该温度下的冲击值"Z )也是最高的&图I !不同时效温度后的冲击试样断口宏观形貌!",$$G "h #"9$I ""h #"@$I !"h #"=$I I "hP 25:I !/,@*(,;;1,*,+@1(.28;,@03,8;-1.*,@0)*1A 20C=2..1*1+0,52+5018;1*1=",$$G "h #"9$I ""h #"@$I !"h #"=$I I "h!!以时效温度分别为$G "!I I "h 冲击试样断口为例进行对比分析!发现放射区的形貌有明显的不同&时效温度为$G "h 冲击试样断口中间放射区的形貌为准解理d 韧窝脆性断裂!以穿晶断裂为主!局部区域为沿晶断裂)H !#"*#而时效温度为I I "h 冲击试样断口中间放射区的形貌具有延性断裂的特征!可见清晰的撕裂韧窝形貌!见图&&不同的热处理制度将导致不同的显微组织!从而引起断裂机制的不同&准解理断裂是介于解理断裂和韧窝断裂之间的一种过渡断裂形式&首先在不同部位"如第二相粒子处$!同时产生许多解理裂纹核!然后按解理方式扩展成解理小刻面!最后以塑性方式撕裂!与相邻的解理小刻面相连形成撕裂棱&局部发生沿晶断裂是由于晶界处聚集有较多的脆性第二相粒子%析出物等!晶界的键合力被严重削弱!被弱化的晶界在冲击断裂过程中成为裂纹扩展撕裂的通道&040!时效温度对:?(/J A #2?@2A %钢显微组织影响图\为"F *#\62$F )$69不锈钢经#"$"h 保温#C 固溶!再经过$C 不同时效温度处理后的显微组织&可以看出!"F *#\62$F )$69钢的基体组织为板条状马氏体!同时还有少量残余奥氏体%极少量的,铁素体!以及在晶界和晶内析出的各种碳化物和金属间化合物)##*&随着时效温度的升高!析出相的颗粒逐渐长大!碳化物的沉淀析出更为充分!淬火马氏体基体开始回复%再结晶!逆转变奥氏体开始生成并长大!导致材料中的残余奥氏体含量增加!强度指标下降!塑性指标得到提高)#!*&&\第##期时效温度对"F *#\62$F )$69钢组织及力学性能的影响图&!不同时效温度后的冲击试样断口放射区微观形貌!",$$G "h #"9$I ""hP 25:&!/2@*(,;;1,*,+@1(.28;,@03,8;-1.*,@0)*1A 20C,52+5018;1*1=!",$$G "h #"9$I ""h 图\!不同时效温度下的显微组织!",$$G "h #"9$I ""h #"@$I !"h #"=$I I "h P 25:\!/2@*(3@(;2@30*)@0)*1(."F *#\62$F )$693011-A 20C=2..1*1+0,52+5018;1*1=",$$G "h #"9$I ""h #"@$I !"h #"=$I I "h!!逆转变奥氏体不同于一般的奥氏体!它是在远低于'@#点"约\!I h $的温度下由马氏体逆转变而来的!含有较高的62及杂质元素含量!低温下具有较好的机械稳定性和热稳定性!其弥散%均匀的分布!具有割裂基体%韧化组织%提高材料断裂韧度的作用)#Y %#I *&1!结论"#$随着时效温度的升高"$G "!I I "h $!"F *#\62$F )$69钢的抗拉强度*9和屈服强度*;":!呈逐渐下降的趋势!材料的断面收缩率3和伸长率,I 呈逐渐上升的趋势#材料的冲击韧性"Z )受时效温度的影响较明显!呈逐渐上升的趋势&"!$由断口形貌观察发现!时效温度为I I "h 时拉伸断口的放射区最小!其塑性最好#I I "h 时冲击断口塑性变形最为明显!纤维区和剪切唇区所占的比例最大&"Y$随着时效温度的升高!析出相的颗粒逐渐长大!碳化物的沉淀析出更为充分!淬火马氏体基体开始回复%再结晶!逆转变奥氏体开始生成并长大!导致材料中的残余奥氏体含量增加!强度指标下降!塑性指标得到提高&参考文献)#*!杨晓:#\M $_J 不锈钢性能和组织研究)L *:哈尔滨'哈尔滨工程大学!!""\:b B 6K T:X 131,*@C (+81@C ,+2@,-;*(;1*0D ,+=82@*(30*)@0)*1(.\\材料工程!"#$年##期#\M$_J30,2+-1333011-)L*:J,*92+'J,*92+4+52+11*2+5E+271*M 320D!!""\:)!*!梁志凯!冯慎田!李冬玲:H F*#Y/(Y F(Y69!a马氏体不锈钢微观组织研究)'*:航空材料学报!!""&!!&"Y$'&"%&I:R S B6KQO!P46KUV!R SLR:U0)=D(+0C182@*(30*)@0)*1(.H F*#Y/(Y F(Y69!a8,*01+320130,2+-1333011-)'*:'()*+,-(.B1*(+,)02@,-/101*2,-3!!""&!!&"Y$'&"%&I:)Y*!李志!支敏学!刘天琦!等:新型超高强度M高韧性马氏体沉淀硬化不锈钢的组织和力学性能初探)'*:航空材料学报!!"""!!""Y$'# %$:R S Q!Q J S/T!R S E V g!10,-:/2@*(30*)@0)*1,+=81@C,+2@,-;*(;1*0213(.,+1A Z2+=(.;*1@2;20,02(+M C,*=1+,9-18,*01+3202@ 30,2+-1333011-A20C)-0*,M C25C30*1+50C,+=C25C0()5C+133)'*: '()*+,-(.B1*(+,)02@,-/101*2,-3!!"""!!""Y$'#%$:)$*!胡春燕!姜涛!刘新灵:某钢制螺钉断裂失效分析)'*:金属热处理!!"#$!Y H"!$'#$!%#$$:JE F b!'S B6K V!R S E T R:P,2-)*1,+,-D323(.3011-3@*1A3 )'*:J1,0V*1,081+0(./10,-!!"#$!Y H"!$'#$!%#$$:)I*!董唯莉!付金鹏!张浩:不锈钢螺栓断裂原因分析)'*:失效分析与预防!!"#$!H"#$'$Y%$\:L>6K`R!P E'_!Q JB6K J:P*,@0)*1,+,-D323(.30,2+-133 3011-9(-0)'*:P,2-)*1B+,-D323,+=_*171+02(+!!"#$!H"#$'$Y% $\:)&*!刘海英:"F*#\62$F)$69钢制前吊挂断裂失效分析)'*:理化检验M物理分册!!""Y!Y H"&$'Y#I%Y#\:R S E J b:P*,@0)*1.,2-)*1,+,-D323(."F*#\62$F)$69.*(+03)3M ;1+32(+)'*:_C D32@,-V1302+5,+=F C182@,-B+,-D323_,*0B' _C D32@,-V1302+5!!""Y!Y H"&$'Y#I%Y#\:)\*!胡春燕!刘新灵!陶春虎!等:"F*#\62$F)$69钢制螺钉断裂原因分析)'*:材料工程!!"#!!"#!$'!#%!Y:JE F b!R S E T R!V B>F J!10,-:P,2-)*1,+,-D323(+ "F*#\62$F)$693@*1A)'*:'()*+,-(./,01*2,-34+52+11*2+5!!"#!!"#!$'!#%!Y:)G*!赵义!王福:热处理工艺对#\M$_J钢低温冲击性能的影响)'*:金属热处理!!"##!Y&"$$'!#%!&:Q JB>b!`B6KP:4..1@0(.C1,00*1,081+03(+-(A018;1*,M0)*128;,@0;*(;1*0D(.#\M$_J3011-)'*:J1,0V*1,081+0(./10,-!!"##!Y&"$$'!#%!&:)H*!陈俊丹!莫文林!王培!等:回火温度对$!F*/(钢冲击韧性的影响)'*:金属学报!!"#!!$G"#"$'##G&%##H Y:F J46'L!/>`R!`B6K_!10,-:4..1@03(.018;1*2+5018;1*,0)*1(+0C128;,@00()5C+133(.3011-$!F*/()'*:B@0, /10,--)*52@,U2+2@,!!"#!!$G"#"$'##G&%##H Y:)#"*!由洋!王学敏!尚成嘉:奥氏体温度对J U R B#""高强度低合金钢组织及冲击韧性的影响)'*:金属学报!!"#!!$G"##$'#!H"%#!H G:!b>E b!`B6K T/!U JB6K F':S+.-)1+@1(.,)301+202?2+5 018;1*,0)*1(+0C182@*(30*)@0)*1,+=28;,@00()5C+133(., C25C30*1+50C-(A,--(D J U R 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《时效处理对47Zr-45Ti-5Al-3V合金组织与性能的影响》
《时效处理对47Zr-45Ti-5Al-3V合金组织与性能的影响》篇一一、引言随着现代工业的快速发展，合金材料因其独特的物理和化学性质在众多领域中得到了广泛的应用。
其中，47Zr-45Ti-5Al-3V 合金因其良好的机械性能、高强度以及优良的耐腐蚀性而备受关注。
然而，合金的性能不仅取决于其化学成分，还与其微观组织结构密切相关。
时效处理作为一种重要的热处理工艺，能够显著影响合金的组织与性能。
本文旨在探讨时效处理对47Zr-45Ti-5Al-3V合金组织与性能的影响。
二、材料与方法1. 材料准备本实验所使用的材料为47Zr-45Ti-5Al-3V合金，其化学成分经过精确配比和熔炼。
将合金铸锭进行均匀化处理，以消除内部应力，然后进行机械加工，制备成标准试样。
2. 时效处理时效处理是在一定温度下对合金进行保温处理的过程。
本实验采用不同的时效温度和时间，对试样进行时效处理。
3. 性能与组织表征采用金相显微镜、扫描电镜等手段对合金的组织进行观察，同时测定其硬度、抗拉强度、延伸率等性能指标。
三、时效处理对47Zr-45Ti-5Al-3V合金组织的影响1. 时效处理对晶粒大小的影响实验结果表明，时效处理可以显著影响47Zr-45Ti-5Al-3V合金的晶粒大小。
随着时效温度的升高和时间的延长，晶粒逐渐长大。
适中的时效处理可以使晶粒大小更加均匀，从而提高合金的性能。
2. 时效处理对相结构的影响时效处理可以引起合金中相结构的变化。
在适当的时效条件下，合金中会析出强化相，这些强化相能够有效地提高合金的硬度和强度。
同时，时效处理还可以使合金中的第二相颗粒分布更加均匀，进一步提高合金的性能。
四、时效处理对47Zr-45Ti-5Al-3V合金性能的影响1. 硬度与抗拉强度实验结果表明，适度的时效处理可以显著提高47Zr-45Ti-5Al-3V合金的硬度和抗拉强度。
随着时效温度的升高和时间的延长，硬度和抗拉强度先增加后降低，存在一个最佳时效工艺。
钢材时效期对标准件的影响
钢材时效期对标准件的影响一、什么叫做时效期钢材冶炼轧制后会有很严重的内应力，主要是表面含碳量不均匀、碳偏析、珠光体以大颗粒存在且分布不均匀、晶粒粗大、铁素体以大网状存在。
这些情况钢材不能使用，要在自然环境存放一定时间消除内应力，珠光体析出碳使其组织均匀晶粒细化的过程叫时效期。
二、钢材时效的目地1、消除钢材冶炼轧制过程中的偏析和内应力。
2、消除钢材冶炼轧制过程中枝晶偏析应力、珠光体铁素体分布不均匀，使碳原子能更好的分解析出，达到组织平衡状态。
3、消除内应力强化基体组织，提高了钢材的强度、硬度等机械性能。
4、消除内应力稳定组织，保证产品尺寸公差。
三、时效期未到对产品的影响时效期未到会在冷镦塑变形加工中造成制件开裂，原因为组织不均匀晶粒粗大，粗大的珠光体硬度高、脆。
时效期未到钢材退火后，由于晶粒粗大退火后组织不均匀，粗大的珠光体在冷镦时会产生开裂，无法加工。
要想组织晶粒细化只有通过正火处理，但钢材正火后硬度很高（片状珠光体）冷镦仍然不无法加工。
时效期未到对热处理淬火的影响，由于组织为粗大组织加之珠光体晶粒大必然导致铁素体也很粗大，众所周知加热时奥氏体在珠光体晶界上产生粗大的珠光体很快转变成奥氏体，但粗大的铁素体很难转变成奥氏体，原因铁素体含碳量极少，在727摄氏度溶碳量最大，为0.0218%。
所以淬火后铁素体呈网状保留下来，淬火后为马氏体+网状铁素体，回火后铁素体不会转变，留下来造成硬度在同一个试样上差别很大。
例如：GB5787六角法兰面螺栓M6*40，机械性能要求为8.8级，按GB3098.1-2000，部分技术参数：硬度HRC22-32，最小保证载荷为16100N，金相显微镜下观察在同一个视场有两种组织，硬度计测两种硬度值热处理机械性能差别很大，硬度HRC27-29，局部HRC18-20，最小保证载荷大于12000N时就会被拉断。
个别产品一段硬度合格，一段硬度不合格，螺丝纹处合格，螺杆部不合格，严重硬度不均。
600℃长期时效对ZG1Cr10MoWVNbN耐热钢组织的影响
600℃长期时效对ZG1Cr10MoWVNbN耐热钢组织的影响赵成志;赵义瀚;金天文;张贺新【摘要】Because ZG1Cr10MoWVNbN heat-resistant steel works under high temperature for a long term, its long-term high temperature aging performance is very important. After a test on a sample of long-term aging heat treat-ment process under 600℃ for 17 000 hours, the carbide microstructure′s change in performance before and after the aging test were compared, along with the influence of precipitates on mechanical properties. The results show that after the 600℃ l ong-term aging process, the martensite lath becomes wider, the interface between laths becomes blurred;before and after the aging, the ZG1Cr10MoWVNbN steel′s mechanical properties decrease to a varying ex-tent, among which the plastic index and the impact power is reduced more obviously;after the aging, the sizes of NbC carbide granules precipitated are still small, manifesting the main phase after reinforcement under high tem-perature, it is beneficial to keeping steel′s better performance under high temperature, reducing the performance decaying of alloy under high temperature, the precipitated M23 C6 carbide becomes coarsened obviously, which leads to worsening of martensite and reducing in strength.%由于ZG1Cr10MoWVNbN耐热钢在长期高温环境下工作,其长期高温时效性能将变得非常重要. 采用600℃下保温17 000 h的长期时效热处理工艺,并对时效前后碳化物显微组织性能变化及析出物对力学性能的影响进行了研究.结果表明,600℃长期时效后,马氏体板条变宽、板条间的界面变得模糊;时效前后,ZG1Cr10MoWVNbN钢的力学性能有不同程度的下降,其中塑性指标和冲击功下降较大;时效后,在马氏体板条内析出的NbC碳化物颗粒尺寸仍保持细小,是主要的高温强化相,使钢保持良好的高温性能,可减少合金高温性能的衰退,析出相M23 C6 碳化物,明显长大,导致马氏体组织出现劣化,强度降低.【期刊名称】《哈尔滨工程大学学报》【年(卷),期】2015(036)010【总页数】5页(P1413-1416,1420)【关键词】ZG1Cr10MoWVNbN;耐热钢;力学性能;时效;显微结构【作者】赵成志;赵义瀚;金天文;张贺新【作者单位】哈尔滨工程大学材料科学与化学工程学院,黑龙江哈尔滨150001;哈尔滨汽轮机厂有限责任公司设计研究院, 黑龙江哈尔滨150046;哈尔滨工程大学材料科学与化学工程学院,黑龙江哈尔滨150001;哈尔滨工程大学材料科学与化学工程学院,黑龙江哈尔滨150001【正文语种】中文【中图分类】TG142.73虽然超超临界发电技术在国外已经出现几十年了［1］，但在我国尚处于起步阶段［2］，在材料方面，还有许多工作有待研究［3］。
82B时效对盘条力学性能影响探讨
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制
品
第３ ７卷
用时， 以平衡状态存在 于物体 内部的应力 。盘条热 轧后 的残余应 力 主要 是 热 应 力 和 相 变组 织 应 力 ， 其
大 小与 盘条 的成 分和 直径 有关 。 （ ） 的逃逸 。８ Ｂ盘条 时效 过 程 中断 面 收缩 ３氢 ２
率 不断 变化 ， 因是 盘 条 中氢 质量 分 数 的变 化 导致 原
用， 能提高位错密度和组织应力 ， 时效后有一部分脱 溶 。氮 含 量 越 高 ， 错 间 应 力 越 大 ， 的 塑 性 指 位 钢 标——断面收缩率越低 ， 时效期越长 。 （） ２ 残余应力 。盘条的残余应力是在无外力作
基金项 目： 国家科技 支撑 计划课题 ， 编号 ２ ０ Ｂ Ｅ ６ Ｏ 。 ０ ７ Ａ １ Ｂ １
８ Ｂ盘条在预应 力钢绞 线 、 ２ 预应 力钢 丝 等制造 领 域 有着重要 的地位 ， 综合性 能要求 高 ， 产难 度大 ， 其 生 特别是代表 塑性 的断面收缩率 指标不 易控制 Ｊ 。 盘条 生产 过程 中 ， 在高线 生 产 线尾 部 ，２ ８ Ｂ盘 条
的规律 ， ８ Ｂ的生产管理具有重要的意义。 对 ２
１ ２ 研 究 方 案 ．
为 了研 究 人 工 时效 与 自然 时效 的对应 情 况 ， 对 ４个 批 次 钢 材 进 行 实 验 ， 材 牌 号 为 ８ Ｂ， 格 为 钢 ２ 规
钢 材 时效 处 理 可 分 为 自然 时 效 和 人 工 时 效 ２
种 Ｊ 。自然时效是将 ８ Ｂ盘条置于室温下 ， ２ 使其缓
ｒ ｇｎ ’ ｉ ｏ ｃ ａ ｉａ ｒ ｐ ｒｉｓ ｉ ｇ ｏ ｌ ａ ａ ｉ ｇ Ｓ ｗ ｒ ｒｄ ｍｅ ｈ ｎ ｃ ｌｐ ｏ ｅ ｅ ｓ ｏ ｄ，８ Ｂ ｗｉ ｏ ｃ ａ ｉａ ｒｐ ｒ ｅ ｎ ｅ ａ ｅ ｔｎ ａ ｄ ｒ ｑ ｉｅ ｅ ｔ ２ ｒ ｒ ｄ ｍｅ ｈ ｎｃ ｌｐ ｏ ｅ ｉｓ ｉ ｄ ｘ ｃ ｎ ｍｅ ｔｓ ｄ ｒ ｅ ｕ ｒ — ｅ ｔ ａ
《时效处理对47Zr-45Ti-5Al-3V合金组织与性能的影响》
《时效处理对47Zr-45Ti-5Al-3V合金组织与性能的影响》篇一一、引言在金属材料的研究与应用中，合金的微观组织与性能一直是研究的热点。
对于47Zr-45Ti-5Al-3V合金而言，其具有优异的力学性能和良好的加工性能，广泛应用于航空、航天、汽车等重要领域。
然而，合金的性能往往受到热处理工艺的影响，其中时效处理是一种重要的热处理方式。
本文旨在探讨时效处理对47Zr-45Ti-5Al-3V合金组织与性能的影响，以期为该合金的优化应用提供理论依据。
二、材料与方法1. 材料准备选用47Zr-45Ti-5Al-3V合金作为研究对象，对其进行铸态处理，制备成标准试样。
2. 时效处理将铸态试样进行不同温度、不同时间的时效处理，以研究时效处理对合金组织与性能的影响。
3. 测试方法采用金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪、硬度计、拉伸试验机等设备，对时效处理后的合金进行微观组织观察与性能测试。
三、时效处理对合金组织的影响1. 晶粒结构时效处理后，47Zr-45Ti-5Al-3V合金的晶粒尺寸发生了明显的变化。
随着时效温度与时间的增加，晶粒逐渐长大，晶界清晰可见。
在适当的时效条件下，合金的晶粒结构更加均匀，有利于提高合金的力学性能。
2. 第二相粒子时效处理过程中，合金中出现了大量的第二相粒子。
这些粒子的类型、数量与分布对合金的性能具有重要影响。
在适当的时效条件下，第二相粒子的析出与分布更加均匀，有利于提高合金的硬度和耐磨性。
四、时效处理对合金性能的影响1. 硬度随着时效处理的进行，47Zr-45Ti-5Al-3V合金的硬度逐渐提高。
在适当的时效条件下，合金的硬度达到最高值，表现出优异的耐磨性能。
2. 拉伸性能时效处理对合金的拉伸性能具有显著影响。
在适当的时效条件下，合金的抗拉强度与延伸率均得到提高，表现出良好的力学性能。
这主要归因于时效处理过程中晶粒的细化、第二相粒子的析出与分布等因素的综合作用。
五、结论本文研究了时效处理对47Zr-45Ti-5Al-3V合金组织与性能的影响。
《时效处理对47Zr-45Ti-5Al-3V合金组织与性能的影响》
《时效处理对47Zr-45Ti-5Al-3V合金组织与性能的影响》篇一一、引言近年来，随着材料科学的快速发展，合金材料因其优异的力学性能和物理性能在众多领域得到了广泛应用。
其中，47Zr-45Ti-5Al-3V合金作为一种新型的高性能合金，具有优异的抗腐蚀性、高温强度和良好的可加工性。
然而，其性能的充分发挥与处理工艺密切相关。
时效处理作为一种重要的热处理方式，能够显著改善合金的微观结构和力学性能。
本文将就时效处理对47Zr-45Ti-5Al-3V合金组织与性能的影响进行详细探讨。
二、47Zr-45Ti-5Al-3V合金概述47Zr-45Ti-5Al-3V合金是一种以锆、钛、铝和钒为主要成分的合金。
其元素组成使得该合金具有较高的强度、良好的耐腐蚀性和出色的加工性能。
此外，该合金还具有优良的生物相容性，在医疗、航空、汽车等领域具有广泛的应用前景。
三、时效处理工艺时效处理是一种热处理方式，通过调整合金的加热和冷却过程，使合金内部组织发生改变，从而提高其力学性能。
对于47Zr-45Ti-5Al-3V合金，时效处理通常包括预时效、中间时效和最终时效等阶段。
每个阶段的具体温度和时间根据合金的具体成分和所需性能进行调整。
四、时效处理对组织的影响1. 晶粒尺寸：时效处理能够显著改变合金的晶粒尺寸。
随着时效时间的延长和温度的升高，晶粒尺寸逐渐增大，有利于提高合金的塑性和韧性。
2. 析出相：时效处理过程中，合金内部会析出一些强化相，如细小的颗粒状或板条状析出物。
这些析出相能够有效地提高合金的强度和硬度。
3. 显微结构：时效处理还能改变合金的显微结构，如α相和β相的比例、形状和分布等。
合理的显微结构有利于提高合金的塑性和抗疲劳性能。
五、时效处理对性能的影响1. 强度与硬度：通过合理的时效处理，可以显著提高47Zr-45Ti-5Al-3V合金的强度和硬度。
这主要归因于析出相的形成和显微结构的优化。
2. 塑性与韧性：适当的时效处理能够使合金保持良好的塑性和韧性。
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图 , 是 / 组 !./ ’’ ()*+0,- 钢盘条的力学性 能与时效时间的关系曲线。其中， . 号和 , 号取自同 / 号的冷却速度更快， 其强度比 . 一炉号， 与之相比， 号、 , 号约高 ,! 123， 断面收缩率则要低 &$ 左右。 从图 ,3 和 ,6 中可以看到， / 组盘条的抗拉强度 和面缩的 变 化 趋 势 基 本 相 同。对 于 ()*+0,- 钢 盘
比较 图 . 和 图 , 可 以 看 出，对 于 !%" &’’ ()*+#,- 钢盘条， 时效进行到第 0 天左右， 力学性能 基本稳定， 而对于 !./ ’’ ()*+0,- 钢盘条， 需要时 力学性能才能基本稳定。 效 ., 天以上， !" !$ 氢含量 图 / 为 !%" & ’’ ()*+#,- 和 !./ ’’ ()*+0,钢盘条氢含量随时间的变化曲线。从图 / 中可以看
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万方数据
Байду номын сангаас
《 金属热处理》 "%%- 年第 Z" 卷第 Z 期
!" ##$ 左右， 其余元素含量均比较接近， 生产工艺过程 基本相同， 通过对组织转变过程的控制， 得到均为伪共 析珠 光 体 组 织。 !%" & ’’ ()*+#,- 与 !./ ’’ ()*+0,- 钢强度基本相似， 均在 ..&! 123 左右， 两 者具有较强的可比性； 同时， 由于 0,- 钢生产小规格 （ %" & ’’） 品种的数量较少， 采集样品较困难， 因此采 用 !%" &’’ #,- 钢盘条作为对比钢种。
显上升； 当时效进行到 , 天左右， 抗拉强度和断面收缩 率均明显下降； 随着时效时间的延长， 抗拉强度逐渐恢 复到未时效前的水平， 而断面收缩率则逐渐提高， 当时 效时间达到 ., 天后， 盘条的力学性能趋于稳定。. 号 和 , 号盘条的断面收缩率提高了近 ./!$ ， 而 / 号盘 条的断面收缩率提高了约 #!$ 。
［ /］ 。但未时 放射线和剪切唇， 为典型的拉伸塑性断口
效和时效 * 天的拉伸断口中， 纤维区的颜色较浅， 有一 明显白圈 （ 如图 #0 和 #1 所示） ； 时效 - 天后 （ 如图 #2、 #3 、 #4 和 #5 所示） ， 白圈已经消失， 并且随着时间的延 长， 剪切唇明显变长， 表明材料的塑性变好； 当时效时 间超过 ,! 天后， 拉伸断口形貌无明显变化。
)*+,-". 和 )*+,/". 钢盘条性能的影响规律， 并探 讨了影响高碳钢盘条时效时间的主要因素。
!# 试验材料与方法
选取 )*+,-". 和 )*+,/". 两种不同含碳量的 高碳钢盘条进行时效试验， 其规格和化学成分见表 ! 。
表 #* EFGB/&L 和 EFGBM&L 高碳钢盘条的规格和 N） 化学成分 （ 质量分数， !:D>2 #* !=2 H7:;2429 :8H 3=2;73:> 35;@5A74758 51 42A42H A422> EFGB/&L :8H EFGBM&L（ K4N）
时效处理对高碳钢盘条性能的影响
" 胡显军!， ， 陈少慧" ， 方 # 峰! ， 蒋建清!
（ !$ 东南大学 材料科学与工程学院， 江苏 南京# "!%%&’ ； "$ 江苏沙钢集团有限公司 技术中心， 江苏 张家港# "!(’"( ） 测量了材 摘要： 研究了时效处理时间对 )*+,-". 和 )*+,/". 高碳钢盘条抗拉强度和断面收缩率的影响规律， 料中氢含量的变化， 用扫描电镜分析了高碳钢盘条拉伸断口形貌的变化。结果表明， 经过时效处理后， )*+,-". 和 )*+,/". 高碳钢盘条的抗拉强度变化不大， 但断面收缩率提高 (%0 以上； 随着时效时间的延长， 盘条中氢含 量逐渐降低； 未经充分时效处理的拉伸断口上存在白圈， 时效处理后白圈消失。 关键词： )*+,-". 和 )*+,/". 高碳钢盘条； 时效处理； 力学性能； 断口形貌 !"##$% &’ ； !"#’(% )&* * 文献标识码： + * * 文章编号： ,&’-.(,’# （ &,,/ ） ,$.,,$(.,’ 中图分类号：
钢号 )*+,-". )*+,/". 规格 ] TT !’$ ( !!Z 9 )3 H5 ^ ) 9J 98 %$ -" %$ !& %$ ’" %$ %!Y %$ /" %$ "Y %$ -" %$ %!( %$ %!Z %$ %- %$ !! %$ %!! %$ !& %$ !%
# # 对 )*+,-". 和 )*+,/". （ 以 下 简 称 -". 和 /".） 高碳钢盘条每放置一定的时间后， 测试其抗拉强 度和断面收缩率。采用扫描电子显微镜对拉伸断口形 貌进行观察， 并用美国 RAL= 公司生产的 W9,’%% 型 ; ] _ ] , 综合测定仪， 按照 ?)WH6:!YY- —"%%( 《 用惰性气 体熔解热传导法测定钛合金中氢的标准试验方法》 测 量了盘条中的氢含量。研究高碳钢盘条在不同时效时 间下， 力学性能和拉伸断口的变化规律。 由 于 /". 和 -". 钢 的 碳 含 量 均 在 共 析 成 分
,4 试验结果与分析
!" #$ 拉伸试验结果 图 . 所示为 !%" & ’’ ()*+#,- 钢盘条的力学性 能与时效时间的关系。从图 . 中可以看到， 在一定的 时间内， 该盘条的力学性能随时间的变化而改变。经 过 , 天的时效后， 抗拉强度降到最低， 然后逐渐上升， 当时效进行到第 5 天后， 强度变化不大， 基本恢复到未 时效前的水平 （ 见图 .3 ） ； 随着时效时间的延长， 断面 断面收缩 收缩率逐渐提高， 在时效时间未到 / 天以前， 率变化不大， 然后逐渐上升， 时效 0 天后， 断面收缩率 趋于定值， 提高幅度达 &!$ 以上。
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