线材的时效硬化

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时效硬化的名词解释

时效硬化的名词解释

时效硬化的名词解释时效硬化,是指在特定的时间范围内,某些物质或材料的性质、特征以及所具备的功能会发生一定的变化,通常是由于内部结构或成分的改变而导致的。

这种变化可能是可逆的,也可能是不可逆的。

一、时效硬化的原理和机制时效硬化主要涉及以下两个方面的变化:晶体结构和化学成分。

晶体结构变化是时效硬化中最常见的一种情况,它通常涉及金属或合金中的晶粒尺寸、晶界及相互作用方式的变化。

另外,化学成分的变化也是时效硬化中重要的因素之一,它通常经由元素的扩散进入到晶界、间隙或其他空隙中,从而导致一些物理性质的改变。

具体来说,时效硬化的过程是由两个关键的因素所驱动的:温度和时间。

在一定温度下,随着时间的推移,固定的晶体结构和化学成分会发生变化,从而促进时效硬化的发生。

这是涉及到固体物质的内部结构和能量状态的变化。

二、时效硬化的应用领域时效硬化受到了广泛的关注和研究,因为它在许多领域中都具有重要的应用价值。

下面列举了一些常见的应用领域和相关的例子:1. 金属合金材料时效硬化在金属合金的制备和加工中具有重要的地位。

通过控制合金的成分、热处理工艺和时效条件,可以调整合金的力学性能、耐蚀性能等。

例如,铝合金的时效硬化可以提高其强度和硬度,使其用于航空航天等高强度要求的领域。

2. 高分子材料时效硬化在高分子材料中也有广泛的应用。

例如,热固性树脂在加热条件下发生交联反应,使其硬化成为不可溶性和耐高温的固体。

这种硬化过程可以改变高分子材料的力学性能、耐热性能以及耐化学腐蚀性能。

3. 混凝土材料时效硬化在混凝土制品中也起着重要的作用。

例如,利用适当的水灰比和混凝土配方,经过一定时间的养护,可以使混凝土达到预期的力学性能。

这种时效硬化有助于提高混凝土的强度、耐久性和抗渗性。

4. 医疗器械在医疗器械的制造中,时效硬化可以用来改变材料的性质和形状,从而实现特定的医疗功能。

例如,通过调整医用塑料材料的时效硬化条件,可以改变其刚度和变形性能,使其在手术中具有更好的适应性和可操作性。

实验二十五 铝合金时效硬化曲线的测定

实验二十五   铝合金时效硬化曲线的测定

实验一铝合金时效硬化曲线的测定一、实验目的1. 掌握铝合金淬火及时效操作方法。

2. 了解时效温度、时间对时效强化影响规律。

3. 加深对时效强化及其机理的理解。

二、实验原理淬火时效是铝合金改善力学性能的主要热处理手段。

淬火就是将高温状态迅速冷却到低温,钢的淬火是为了获得马氏体,而铝的淬火是为了获得过饱和固溶体,为随后时效所准备的过饱和固溶体。

铝合金的淬火常称为固溶处理;铝合金的时效是为了促使过饱和固溶体析出弥散强化相。

室温放置过程中使合金产生强化的效应称为自然时效;低温加热过程中使合金产生强化的叫人工时效。

固溶与时效处理的示意图如图1-1所示。

图1-1 固溶时效处理示意图从过饱和固溶体中析出第二相(沉淀相)或形成溶质原子聚集区以及亚稳定过渡相的过程,属于扩散型相变。

下面以Al-Cu二元合金为例,来讨论铝合金的时效过程,一般分为四个阶段:α过G.P区θ"相θ'相θ相G.P区就是指富溶质原子区。

是溶质原子在一定镜面上偏聚或从聚而成的,呈圆片状。

它没有完整的晶体结构,与母相共格。

在一定温度上不再生成G.P区。

室温时效的G.P区很小。

在较高温度时效一定时间后,G.P区直径长大,厚度增加。

温度升高,G.P区数目开始减少。

θ"相是随时效温度升高或时效时间延长,G.P区直径急剧长大,且溶质、溶剂原子逐渐形成规则排列,即正方有序结构。

在θ"相过渡相附近造成的弹性共格应力场或点阵畸变区都大于G.P区产生的应力场,所以θ"相产生的时效强化效果大于G.P区的强化作用。

θ'相是当继续增加时效时间或提高时效温度时由θ"相转变而成。

θ'相属正方结构,θ'相在一定面上与基体铝共格,在另一晶面上共格关系遭到部分破坏。

θ相是平衡相,为正方有序结构。

由于θ相完全脱离了母相,完全失去与基体的共格关系,引起应力场显著减弱。

这也就意味着合金的硬度和强度下降。

拉伸加工强化型极细钢丝的压缩时效现象的分1

拉伸加工强化型极细钢丝的压缩时效现象的分1

拉伸加工强化型极细钢丝的硬化时效现象的分析平成12年6月23日标题:拉伸加工强化型极细钢丝的硬化时效现象的分析概要冷加工时的,冷加工后的硬化时效在软钢绳为中心有多的研究在进行。

在钢线加工范围中粗线径为中心的拉伸加工时的,拉伸加工后的低温加热时的硬化时效进行研究。

最近,高碳钢的拉伸加工时效的渗碳体的分解现象进行说明的工作正在进行。

但,拉伸加工压缩率在高程度的高强度极细钢丝在室温的硬化时效的有关研究基本没有。

在这里,。

从铁索体钢到共析钢转变,用机械性能为中心进行说明极细钢丝的加工硬化时效的现象。

湿式润滑拉伸加工后的极细钢丝也有显著的硬化时效产生,碳素的含有量,拉伸加工压缩率都变高时,抗拉强度增加量也会很大。

抗拉强度增加量是拉伸加工后的1天间最大,2周间趋于饱和,碳素含有量高的在短时间内趋于饱和。

渗碳体基本上见不到的铁索体钢进行极细的拉伸加工后,抗拉强度基本上没有增加。

加工硬化时效所引起的抗拉强度的增加是拉拔加工时分解了的渗碳体从铁索体中溶解出来的过饱和C的转位固着的原因。

1.序言冷加工中的,冷加工后的硬化时效以软钢绳为中心的研究在以前就进行了。

A 1 添加了钢中N 个固定点等的检讨1, 2 。

钢丝界在干式润滑拉拔加工中,粗线径为中心的拉拔时,拉拔后的低温热时的硬化时效进行着研究。

3)~10)。

最近在拉拔加工时渗碳体的分解现象解释说明也在前进11)~ 22)。

但,湿式润滑拉拔加工中,硬化时效在高强度细钢丝的室温时效有关的研究基本上没有进行。

所以,从铁索体钢到过共析钢的细钢丝在室温硬化时效的变化进行基础的分析。

首先,从铁索体钢到过共析钢的细钢丝在室温硬化时效的变化进行评比,明确碳索含有量的影响。

然后,含0.8% C 的钢丝拉拔时的加工度影响进行解释和低温加热处理的硬化时效进行促进试验。

2.试验方法表 1 中的化学成分表示使用0.04 ~ 0.9% C 的5.5mm的热压延线材。

这个材料进行粗拉后,象表 2 所示1.30mm的线最终进行铅淬火处理,然后用湿式润滑拉拔到0.20mm并取样。

机械零件的材料退火与时效硬化技术

机械零件的材料退火与时效硬化技术

机械零件的材料退火与时效硬化技术随着科技的发展和工业的进步,机械零件在我们的日常生活中起着至关重要的作用。

然而,要确保机械零件的质量和性能,在制造过程中对材料进行合适的处理是非常重要的。

在众多的材料处理技术中,退火和时效硬化技术是两种常用而有效的方法,它们可以显著提高材料的强度和硬度。

一、退火技术退火技术是指通过加热和冷却的过程,使金属材料的组织结构发生变化,以达到改变其性能和性质的目的。

退火技术主要有两种类型:全退火和局部退火。

1. 全退火全退火是将整个金属材料加热到一定温度,然后在特定条件下保温一段时间,最后缓慢冷却。

通过全退火,可以使材料中的晶粒细化,消除应力和缺陷,提高材料的韧性和塑性。

全退火适用于各种金属材料,如铜、铝、钢等。

2. 局部退火局部退火是指只对材料的某一部分进行退火处理。

通过局部退火,可以改善材料的硬度和强度,并且能够改善局部的塑性和韧性。

局部退火常使用在需要具有局部硬度或强度的机械零件上,如齿轮、轴承等。

退火是一项非常精细的工艺,需要控制温度、保温时间和冷却速率等因素。

不同的金属材料和零件需要根据其特性和要求来确定退火的工艺参数。

二、时效硬化技术时效硬化技术是指通过合理控制材料的温度和时间,在一定的条件下加热处理,使材料的硬度和强度显著提高。

时效硬化多用于铝合金和钛合金等金属材料的处理。

时效硬化主要包括两个步骤:固溶处理和时效处理。

1. 固溶处理固溶处理是将合金材料加热到特定温度,使溶解在基体中,形成一个固溶体。

这个过程主要是为了使合金材料中的固溶元素和基体材料均匀混合,提高材料的强度和韧性。

2. 时效处理时效处理是在固溶处理完成后,将材料继续加热到一定温度,并保持一段时间。

在时效处理的过程中,固溶体会产生析出相,形成一系列的颗粒,从而提高合金材料的硬度和强度。

时效硬化的关键在于控制合金材料的固溶处理温度、时效处理温度以及时效时间。

不同的合金材料有不同的时效曲线,需要根据具体情况来确定最佳的时效处理参数。

高Nb X80管线钢的应变时效研究

高Nb X80管线钢的应变时效研究

St dy o r i Ag n fX8 pei e lwih g Nb u n St a n i g o 0 Pi l ne St e t Hi h
LU Z e — e ,G O H i,S A G C e g i I h nw i U u H N h n- a j
困难 , 再受力时需要更大的力才能使 位错移动 , 宏观 上表现 出强度 升高 , 变形性能 降低 。随着管线 钢 性 能 等级 的提升 ,管 线钢 的屈服 强度 和抗 拉强度 都有 不 同程 度 的提高 ,且屈 服强 度增 加较 快 ,屈 强 比呈 明显 升高 趋势 。高 的屈强 比表 明钢 的应 变 硬化 能力 降低 ,管线 钢 的应 变 硬化能 力受 到地 质 不稳 定 、 连续 以及地 震带 等恶 劣环境 影 响很 大。 不
l .2 % %和 3 %预 变 形 ,然 后 在 10q 回 火 5 i, 8 C n a r 1 a n 1 i .2 a n和 3 a n 0r . 5 n 0r i a r i 0r ,应 力 一 变 曲 i 应 线 如 图 3 a所示 。 ()
由试验结 果 可 以得 出下列 结论 :原 始 试样应 力一 应变 曲线表 现 为弧 形 。 当预变 形 量 为 1 %时 ,
量为 4 %左 右 ,但 是 有些 钢 管 敷设 在 地 质变 化 比
较大地区 ( 比如 地震 多 发地 带 ) ,这 就 要考 虑 在
位 置 .然 后 沿 着 虚 线 直 至 拉 断 ,使 得 屈 服 点 升
高 ,对 应应 变硬 化值 为 △ 。如果 预 变形 试样 在
(. ot C i er em Sel ieC .Ldo B hi q im n nfcui o,t.Qnxa 66 0 H b iC ia 1N r hn P t lu t p o,t f oa E u e t uatr gC . d, i i 0 2 5 , e e,hn h a o eP p Ma n L g n

铝型材时效硬度工艺

铝型材时效硬度工艺
2.引伸末了,空心壳之底
部方被撕裂。2.引伸比太大,冲头未对准模孔中心。2.增加中间引伸,选用品质较佳之材料;若为方形空心壳则增加转角之冲模间隙。
3.引伸刮痕。3.润滑不佳,工具表面之情况不佳(已磨耗)。3.使用特殊引伸用黄油(材料必须经磷酸盐处理或镀铜),再光制工具表面(镀铬),选用不易产生刮痕之材料。
1.降低电解液温度。
2.电流密度太大。2.降低电流密度。
3.膜厚度太厚。3.缩小氧化时间。
氧化膜被击穿并烧坏工作物
件1.铝合金中含铜量高。1.更换原材料。
2.工作物件散热不好。2.加强电解液搅动和冷却
3.工作物件和挂具接触不良。3.设法使接触良好。
4.氧化时给电太急。4.注意改善作业过程。
5
回答者:996020990
此为热处理合金代表性的热处理,无须施以冷加工便能获得优越的强度。於溶体化处理后为提高尺寸精度或矫正而施以冷加工,如不保证更高的强度时,亦可当作是T6鍊度。
T61:溶体化处理后施以温水淬水再经人工时效处理,温水淬水的目的在防止发生变形。
T7:溶体化处理后施以安定化处理(亦及人工时效处理的温度或时间较T6处理高或长)。
2.深凹处藏有电解无洗乾
净。2.均加强氧化后的洗涤。
3.电解液无洗乾净就进行
封孔处理。3.均加强氧化后的洗涤。
经重铬酸钾填充后氧化膜色淡而发白1.溶液温度低,填充时间
短。1.改正不适宜条件。
2. SO4-2含量太高。2.检查和校正SO4-2成份。
3.氧化膜太薄。3.增加氧化处理时间。
氧化膜厚薄不均1.工作物表面附有污染物
4.成品边缘有锯齿形,壳
表面有皱纹。4.模圆角太大,冲模间隙太大。4.再轮模或更换引伸模具

铝合金时效硬化曲线的测定 ppt课件

铝合金时效硬化曲线的测定 ppt课件
铝合金时效硬化曲线的测定
铝合金时效硬化曲线的测定
一、实验目的
掌握固溶淬火及时效处理的基本操作。 了解时效温度和时效时间对时效强化效 果的影响规律。 加深对时效强化及其机制的理解。
铝合金时效硬化曲线的测定
二、实验原理概述
定义:从过饱和固溶体中析出第二相(沉
淀相)或形成溶质原子聚集区以及亚稳定 过渡相的过程称为脱溶或沉淀,是一种扩 散型相变。
其中 相为平衡相,可以是端际固溶体,也可以是中间相,反应产物 为 ( ) 双相组织。将这种双相组织加热到固溶度线以上某一温度
(如T1)保温足够时间,将获得均匀的单相固溶体相,这种处理称为固 溶处理。
铝合金时效硬化曲线的测定
图1 固溶 处理 与时 效处 理的 工艺 过程 示意 图
二、实验原理概述
温时效的温度越高,硬度上升就越快,达到最大值的 时间就越短,但所能达到的最大硬度值反而就越低。
铝合金时效硬化曲线的测定
二、实验原理概述
图2 冷时效和铝合温金时时效效硬化过曲线程的硬测定度变化示意图
二、实验原理概述
图3 Al-Cu合金在130℃时效时的硬度和析出相的关系 铝合金时效硬化曲线的测定
二、实验原理概述
铝合金时效硬化曲线的测定
四、实验步骤与方法
每班分成五个小组,每组分别领取一套样品 (12块),作好标记。 将试样用砂纸或预磨机磨掉车痕,以达平整、 光洁,然后用铁丝绑好。 将绑好试样在盐浴槽中加热。加热温度为 500±3℃,保温约10~15分钟,保温结束后 快速淬入水槽中。 每组取一个试样立即测定淬火后的硬度。
时效硬(强)化或沉淀硬(强)化:若将经过固溶处
理后的C0成分合金急冷,抑止 相 分解,则在室温下获得 亚稳的过饱和 相 固溶体。这种过饱和固溶体在室温或 较高温度下等温保持时,亦将发生脱溶,但脱溶相往往不 是状态图中的平衡相,而是亚稳相或溶质原子聚集区。这 种脱溶可显著提高合金的强度和硬度,称为时效硬(强)化 或沉淀硬(强)化。

AMS-QQ-A-200-8 6061挤压棒材、型材、管材、线材(中文)

AMS-QQ-A-200-8 6061挤压棒材、型材、管材、线材(中文)

航空航天 材料规范 AMS-QQ-A-200/8 版本:A发布 1997-07更新 2012-09确认 2015-05代替 AMS-QQ-A-200/86061铝合金挤压棒材、型材、管材、线材说明本规范已确定符合SAE (美国机动车工程师学会)每隔五年修订的政策。

注意本规范的原始版本源自联邦QQ-A-200/8规范,只在编辑和格式上做了轻微的改变以适应SAE 技术规范的出版要求。

依据SAE 标准委员会(TSB )规则规定和关于加速吸收政府规范和标准的规则,原始的联邦规范被采纳为SAE 规范。

TSB 规则提供:a ) 无需在SAE 委员会达成一致意见即可发布未修订的政府规范和标准;b ) 使用现行的政府规范和标准格式;c ) 排除任何合格产品列表部分。

采购6061挤压棒材、型材、管材、线材,应符合本文件和最新版的AMS-QQ-200。

1.范围和分类1.1 范围本规范涵盖了6061铝合金挤压棒材、型材、管材、线材的具体要求。

1.2 分类 1.2.1状态:棒材、型材、管材、线材分为以下几种规定的状态:O 、T1、T4、T42、T4510、T4511、T51、T6、 T62、T6510、T6511。

状态的定义按照AMS-QQ-A-200的规定。

1.2.2 管材:管材应另外分类如下:2.引用文件见AMS-QQ-A-2003.要求3.1化学成分化学成分必须满足表1的规定表1化学成分①(质量百分比)①仅对表1中提到的元素进行常规化学成分分析,但是,如果其他元素的总含量大于规定的范围,不管是已知还是有潜在可能,都需要进一步分析以确认这些元素没有超过规定的范围;②其他含量等于或大于0.010%的每种金属元素的总和,在确定总和前用两位小数表示。

3.2机械性能3.2.1供货材料的机械性能:挤压方向的机械性能应符合表2的要求。

表2 机械性能①D代表试样直径;②没有最小值,最大抗拉强度为22.0ksi,最大屈服强度为16.0ksi;③材料生产商不能供应T42和T62状态的材料;④有关延伸率的特殊要求见AMS-QQ-A-200。

关于短时效与缓时效烘烤硬化钢热镀锌板材的自然时效性的相关分析

关于短时效与缓时效烘烤硬化钢热镀锌板材的自然时效性的相关分析

关于短时效与缓时效烘烤硬化钢热镀锌板材的自然时效性的相关分析摘要烘烤硬化钢镀锌材料具有很强的内应力,但在稳定性上处于亚稳形态之中,具有一定的自然时效性。

由于时间长度不同,会对板材属性造成影响,通过对短时效、缓时效指数分析,能够了解不同条件下对板材硬化值的影响。

本文通过自然时效的验证以及分析,对不同的影响因素进行了探讨,了解板材的规律性,具有很强的研究意义。

关键词短时效;缓时效;热镀锌板材;自然时效性前言烘烤硬化钢是指经过变形、烤漆之后能够发生变化的材料,此类型材料经过处理之后,屈服强度能够有一定程度提高,具有良好的应用价值。

时效特性比较敏感的称为短时效材料,时效特性相对稳定的材料,称为缓时效硬化钢。

了解此材料时效特征,可在自然条件下对其屈服节点、延伸率差异分析,并经过对比,了解最终差异。

1 自然时效性能分析方法在材料自然时效性能明确时,对其进行物理测试、化学测试、机械测试,在明确材料分子、原子构成基础上,利用拉力试验机对其强度进行检测,并对材料的硬化值进行评定,将材料处于不同的环境下,分析材料在不同环境中的自然时效性。

2 烘烤硬化钢镀锌材料自然时效性分析2.1 抗拉强度分析受短时效特征与缓时效特征影响,对其进行时效分析需要明确一定的变量因素。

例如,某部门开展的材料自然时效性试验工作,以动态化的方式进行测试,测试结果发现,在自然时效条件下,短时效材料短期时间内的强度增幅比较大,但其与时间呈现出反比例趋势,自然时间越长,最终的变化幅度则越小。

经过动态分析之后,可以得出以下结论,在自然时效环境下,材料的强度会在短时间内出现比较明显的变化,但随着时间的增长,此变化将不再明显,其原因是由材料中的晶界游离所产生的,能够快速提高材料的质量、强度[1]。

2.2 屈服强度分析屈服强度是指金属材料在发生屈服现象时的极限值。

某部门在试验过程中,将短时效材料、缓时效材料放置在相同的自然环境之中,对其进行季节性、周期性的屈服强度分析。

热处理中的时效硬化技术

热处理中的时效硬化技术

热处理中的时效硬化技术热处理是一种改变材料微结构和性能的技术,它可以通过高温处理来改善材料的机械性能和耐腐蚀性能。

而时效硬化技术就是热处理中的一种重要方式,它可以在高温下进行热处理,然后将材料在室温下保存一段时间,从而使材料的硬度、强度和韧性达到最佳状态。

时效硬化技术是一种基于材料固溶体中析出强化相的技术,这种强化相被称为时效相。

在经过高温处理后,材料中的原子将聚集起来形成固溶体,这种固溶体具有很好的韧性,但是硬度和强度是相对较低的。

随着时间的推移,热处理过的材料会发生相变,固溶体中的某些原子聚集形成细小的析出相,这种析出相可以有效地强化材料的硬度和强度,从而提高材料的耐磨性和抗拉剪性能。

时效硬化技术主要应用于高强度、高韧性、高耐蚀性的金属材料,如航空航天、汽车、机械等领域。

这些领域的产品需要具备高强度、高韧性和高耐蚀性,以确保其在高强度、高速度条件下的工作稳定性和耐用性。

时效硬化技术可以使材料具有优异的性能,从而满足这些领域的要求。

在时效硬化技术中,影响最大的因素是时间和温度。

时间和温度的选择将直接影响析出相的形成和分布,进而影响材料的性能。

因此,在选择时间和温度时需要进行充分的研究和测试,以确保最佳的时效硬化效果。

除了时间和温度的选择之外,时效硬化技术还需要考虑材料的组织结构、晶界清晰度、厚度和成分等因素。

这些因素将影响强化相的形成和分布,进而影响材料的性能。

因此,在进行时效硬化处理时,需要对材料的组织结构、晶界清晰度、厚度和成分进行适当的处理,以提高时效硬化效果。

在进行时效硬化处理时,需要考虑不同的材料和应用领域的特点。

在选择温度、时间和处理条件时,需要根据具体情况进行选择,以达到最佳的时效硬化效果。

同时,在进行时效硬化处理后,也需要进行充分的检测和测试,以确保材料的性能达到要求。

总之,时效硬化技术是一种重要的热处理方式,能够有效地提高材料的硬度、强度和韧性等性能。

在应用时需要根据具体情况进行选择,以确保最佳的时效硬化效果。

钢材冷拉和时效处理的概念和目的

钢材冷拉和时效处理的概念和目的

钢材冷拉和时效处理是钢材加工和改性的两种重要方法,这两种工艺对钢材的结构和性能具有显著的影响。

下面我们将分别就钢材冷拉和时效处理的概念、目的以及应用领域进行详细介绍。

一、钢材冷拉的概念和目的1. 概念钢材冷拉是指将已经热轧或锻造好的钢材,通过拉拔的方式进行加工。

在这个过程中,钢材会受到拉力的作用,从而发生形变,并最终得到所需的尺寸和形状。

冷拉是一种机械加工方式,通过拉拔可以改善钢材的表面质量、尺寸精度和内部组织结构。

2. 目的钢材冷拉的主要目的是改善钢材的物理性能和机械性能。

具体来说,冷拉可以提高钢材的强度、硬度和韧性,同时改善表面平整度和尺寸精度,使钢材达到工程要求的准确尺寸和光滑表面。

二、钢材时效处理的概念和目的1. 概念时效处理是指将金属材料在一定温度下保持一段时间,然后在适当条件下进行冷却。

这种热处理方式可以有效地改善金属材料的强度和硬度,并对其进行较大程度的组织改善,是一种常用的金属材料强化方法。

2. 目的时效处理的主要目的是通过固溶强化和析出强化来提高金属材料的强度、硬度和耐磨性。

时效处理能够使金属材料的晶粒细化,析出出更多的沉淀相,从而改善材料的组织结构,提高其性能。

时效处理还可以降低金属材料的加工硬化程度,提高材料的可加工性和耐蚀性。

三、钢材冷拉和时效处理的应用领域1. 冷拉的应用领域冷拉广泛应用于钢管、无缝钢管、线材、轴承钢、拉杆、拉线、焊丝等钢材制品的生产中。

冷拉可通过精炼晶粒,消除缺陷,提高表面光洁度和尺寸精度,使产品质量得到明显改善,在航空航天、汽车、船舶、机械制造、化工、电力等领域得到了广泛应用。

2. 时效处理的应用领域时效处理被广泛应用于航空航天、船舶、汽车、机械部件等领域。

金属材料在时效处理后能够获得更好的机械性能和强度,因此在一些对强度要求较高的场合能够得到充分的应用。

总结:钢材冷拉和时效处理是重要的金属材料加工和热处理工艺,对于改善钢材的组织结构和提高其性能具有重要意义。

热镀锌超低碳钢的烘烤硬化效应与时效

热镀锌超低碳钢的烘烤硬化效应与时效

热镀锌超低碳钢的烘烤硬化效应与时效!"#$%&$’()%*"(#,+,-.(#/#0’1(’23#4,5-%(6(*.(-70’’!"#$$%&’()**+,-"./0’-1$%(231."%.42+,(5677,829:6;;8)1$<)(=,0%(4-&!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!#摘要:超低碳!烘烤硬化钢可以很好地把材料的可成形性和抗凹性结合在一起。

为了提供烘烤硬化效应所需要的固溶碳,一般是在超低碳钢中加入少量的钛或铌。

从热力学计算中可以推导出,在以钛为合金元素的超低碳!烘烤硬化钢中,硫化物的形成主要是受锰而非钛的控制。

这对析出顺序有很大的影响。

文章给出了在不同的钛和铌合金钢中计算固溶碳含量的公式。

并与已市场化的钛和铌为合金元素的超低碳!烘烤硬化钢在屈服强度和烘烤硬化性能上作了比较。

结果说明铌合金钢能更好的实现对固溶碳的最佳调!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!整。

!引言由于>?软钢具有很好的成形性能,所以在汽车工业中应用很广。

然而,其缺点是由于低的屈服强度而造成很低的抗凹性。

而超低碳@烘烤硬化(A B C2D E)钢就很好的把可成形性与抗凹性结合在一起。

由于D E钢板将主要用于汽车外板,所以良好的抗腐蚀性是必要的。

蒂森克虏伯(!’+)公司在他们的热镀锌生产线上生产热镀锌或合金化热镀锌A B C2D E 钢板。

烘烤硬化性是指经过涂漆烘烤提高屈服强度而导致高的抗冲击性的过程。

烘烤硬化值一般是通过测量在F G应变量上(模拟冲压)的流变应力和在经过6:7H热处理F741&后的下屈服强度的差值,如图6所示。

D EF值通常至少在I7J K-以上。

为了提供烘烤硬化效应所需要的固溶碳,一般是在超低碳钢中加入少量的钛或铌来稳定部分碳。

大变形管线钢管应变时效硬化研究

大变形管线钢管应变时效硬化研究

●试验与研究大变形管线钢管应变时效硬化研究牛冬梅,王茂堂,何 莹,李桂芝,苏丽珍,白 芳(中国石油管道学院管道工程系,河北廊坊065000)摘 要:高强度管线钢管(X80级及以上钢级)加热并保温一段时间后,钢管力学性能将发生变化(应变时效),通常屈服强度、屈强比升高,屈服点延伸,应力-应变曲线形状改变等,这些性能变化对于钢管应变能力会产生不利的影响。

通过对日本JFE公司提供的X80级、<1219 mm×22mm抗大应变钢管实物的试验检测、研究,分析了对性能有影响的加热温度和保温时间以及应变时效对材料性能的影响规律,为西气东输二线管道工程应用此类钢管提供了依据。

关键词:大变形管线钢管;应变时效;屈服点延伸;应力-应变;应变能力中图分类号:TG113.25 文献标志码:A 文章编号:1001-3938(2008)05-0020-050 前 言在地震地区、永冻土地区敷设管道,地震等引起的大地运动会导致管道发生大的变形,因此,要求管道钢管应具有足够大的变形能力来承受压缩应变、拉伸应变、局部弯曲变形。

随着大直径、高压输送管道的发展,高钢级管线钢、钢管得到了广泛的应用,而钢管的抗变形能力随着强度的增高而减小。

为了提高管道钢管的耐腐蚀能力,需要热涂防腐层,高钢级管线钢经加热涂层后会出现明显的应变时效硬化,使得钢管屈服强度和屈强比升高,而屈强比升高会进一步降低钢管抗变形能力,因此,迫切需要开发出变形能力大、应变时效硬化小的大变形管道钢管。

经过近几十年的研究,日本等国家的钢铁企业已开发出了金相组织为铁素体-贝氏体和贝氏体-马氏体两类抗大变形钢的钢管。

本文用日本JFE公司按西气东输二线管道工程要求生产的<1219mm×22mm、X80级大应变钢管进行试验,研究其应变时效性能。

1 模拟应变时效试验应变时效是管线钢组织中位错被涂敷防腐层加热过程中激活了的碳原子所固定,从而导致防腐后钢管屈服强度和屈强比升高。

低碳冷镦钢线材中的动态应变时效

低碳冷镦钢线材中的动态应变时效

低碳冷镦钢线材中的动态应变时效线材冷镦钢紧固件的生产通常包含高应变量和若干成型加工操作,这些均是在较短的时间间隔内完成的。

由于这些成型条件而造成材料加热可能导致头部破裂,剪切裂纹,并因为动态应变时效的发生而增加了工具的磨损。

低碳钢的动态应变时效(DSA)与钢中的间隙固溶碳和氮有关。

使用微合金元素,碳化物、氮化物和碳化物构成物,钛、铝、硼、铌和钒,是控制静态和动态应变时效最有效的方法。

静态应变时效也是成型生产例如拉拔中的一个难题,一些著者认为动态和静态应变时效之间存在线性关系。

本文对在巴西Belgo Mineira钢厂生产的三种低碳钢的动态和静态应变时效性能进行了专门研究。

目的是对硼、铌和铝在控制动态和静态应变时效的有效性进行比较。

1. 试验方法两种低碳钢均由连铸生产,其中之一用硼作微合金化元素而另一种则用铌。

第三种用铝镇静的钢是由普通浇铸方法生产的。

这些钢都在摩根轧机中从150×150mm方坯轧制成5.5mm的线材。

三钢种的轧制后的晶粒度是l0μm。

表1给出了三种钢的化学成份。

圆柱形试样按美国材料试验协会标准经机械加工而成。

试样尺寸为有效长度25mm和直径2.5mm。

动态应变时效的强度值由在25~400℃温度范围,以三种应变速率:10-1 /S,10-2 /S,和10-1/S条件下从拉伸试验结果来确定。

静态应变时效趋势通过预应变和时效试样的屈服度来测定。

试样的15%在25℃拉力下进行应变,变性是在100℃的油池中处理30分钟.而时效试验则在25℃进行。

钢种 C Mn P S Si Al N B Nb LCS+Al 0.037 0.344 0.025 0.017 0.084 0.018 0.0054 ——LCS+B 0.047 0.260 0.018 0.020 0.041 0.001 0.0063 0.0041 —LCS+Nb 0.033 0.226 0.014 0.012 0.040 0.002 0.0043 —0.018表1 化学成分(重量百分数)钢种屈服强度(MPa)最大抗拉强度(MPa)延伸率(%)截面收缩率(%)LCS+Al 392±1443±528±184±2 LCS+B 280+8 367±135±184±1 LCS+Nb 336±9398±827±184±1在拉拔和再结晶后固溶中的碳和氮的量都是通过这三种钢的内耗计算来测定。

时效硬化名词解释

时效硬化名词解释

时效硬化名词解释
时效硬化是指在材料中,在一定的时间和温度条件下,材料的力学性能会发生变化。

这种变化是由于材料中的微观结构发生了改变,导致其力学性能随时间推移而变差。

时效硬化通常指的是金属材料的时效硬化现象,主要表现为材料的硬度和强度的增加,以及塑性的减小。

时效硬化是金属材料的一种显著的时间依赖性现象。

它比较常见的材料有铝合金、镁合金、钛合金等。

时效硬化可以分为两个主要的阶段:时效强化和时效软化。

时效强化是指在材料经历了一定的时效过程后,材料的硬度和强度会增加的现象。

这是因为在时效过程中,材料中的固溶体会逐渐聚集和增长,形成了一种细小的沉淀颗粒。

这些沉淀颗粒的存在会阻碍材料的位错移动,从而提高了材料的抗变形能力。

同时,这些沉淀颗粒也会增加材料的硬度,使得材料的强度也得到提高。

时效强化过程的时间和温度条件是相互关联的,一般来说,较高的温度和较长的时间会导致更明显的时效强化效果。

时效软化是在材料经历了一段时效过程后,材料的硬度和强度会逐渐降低的现象。

这是因为随着时效过程的进行,沉淀颗粒会继续生长和聚集,形成大的沉淀区域。

这些大的沉淀区域会导致材料的晶粒断裂和析出,从而降低了材料的硬度和强度。

时效软化的时间和温度条件也是相互关联的,较高的温度和较长的时间同样会导致更明显的时效软化效果。

时效硬化对于金属材料的应用具有重要的意义。

通过控制时效硬化过程,可以使得金属材料的力学性能得到提高,从而满足不同的工程需求。

同时,时效硬化也可以通过改变时效温度和时间的控制,来精确调节材料的力学性能,实现材料的精准加工和使用。

绳子怎么硬化的原理

绳子怎么硬化的原理

绳子怎么硬化的原理
绳子硬化主要依靠的是绳子中的纤维材料在一定工艺处理下发生的物理或化学变化来实现的。

常见的绳子硬化方法有:1. 物理方法(1)机械压缩:使用压力机械反复挤压绳子,使绳子中的纤维紧密毗邻,减少纤维间的空隙,从而提高绳子的密度与硬度。

(2)热处理:通过烘烤或者高温蒸汽处理,去除绳子中的水分,使纤维间的黏接力增强,同时也能闭合纤维表面的小孔隙,提升绳子的硬度。

(3)涂覆处理:在绳子表面涂上一定硬度的材料,如浆料、树脂、涂料等,形成外部支撑,使绳子硬度提高。

2. 化学方法(1)交联作用:使用可与纤维发生交联反应的小分子化合物处理绳子,如环氧氯丙烷等,使纤维间形成大量交联键,提高内聚力。

(2)树脂渗透:让一些具有一定程度刚性的树脂渗入绳子,填充到纤维间的空隙中,起到增强作用。

(3)氧化作用:使用氧化剂处理绳子,使纤维发生一定程度的氧化,从而提高其硬度。

3. 生物方法利用微生物或酶的作用,促进纤维表面积聚氧化反应,使纤维表面粗糙,提高绳子抗拉强度。

4. 复合方法将以上物理化学和生物处理方法进行组合,对绳子综合处理,以获得更好的硬化效果。

不同材质的绳子,其硬化原理和最佳工艺方案有所不同。

要选用合理的硬化方法,在保证绳子其他性能的前提下,使其获得所需的硬度。

绳子的硬化处理已成为提升其性能的重要手段之一。

冷变形MP35N合金的时效强化机理

冷变形MP35N合金的时效强化机理

冷变形MP35N合金的时效强化机理陈雨来;杨东艳;李静媛;张源【摘要】The strengthening mechanism during aging treatment after 84.18%cold rolling of MP35N alloy was performed in this study.Mechanical properties were tested on universal tensile testing machine and the microstructures were analyzed by OM,SEM,TEM and EDS.The results show that the maximum micro-hardness,704.26 HV,was obtained when MP35N alloy was aged at 500 ℃ for 4 h,at which state the tensile strength was 2641.16 MPa.The two values increased by 30.44% and 37.41% over cold rolling state respectively.Tear holes which formed during cold forming healed after aging and the TEM result revealed that the thin "twin cluster" consisting of 3 to 4 fine twins which thickness about 3 nm appeared after aged at 400 ℃.When the temperature increased to 500 ℃,twin size became larger,staggered and then "twin cluster" disappeared.The EDS results shows there is no obvious concentration of Mo atom occurred inthe twins.Nano flake twins formed during aging treatment play a majorrole in strengthening.%为研究MP35N合金时效强化规律及机制,对MP35N合金进行84.18%的冷轧变形后,进行时效处理研究.在万能拉伸机上进行力学性能测试,用OM、SEM、TEM和EDS进行组织分析和微观成分测试.实验结果表明:在500℃时效4h时,显微硬度达到最大值704.26 HV,抗拉强度为2641.16 MPa,与冷轧态相比,分别提高了30.44%和37.41%;该合金经时效后冷轧撕裂孔洞愈合,在400℃时效后出现了由3~4个厚度为3 nm左右的细小孪晶组成的“孪晶簇”;温度升高到500℃,孪晶尺寸变大、交错,“孪晶簇”消失.未发现Mo原子在孪晶处处偏聚,时效过程中形成的纳米级片状孪晶起到主要的强化作用.【期刊名称】《哈尔滨工业大学学报》【年(卷),期】2017(049)005【总页数】6页(P148-153)【关键词】Co-Ni合金;冷轧;时效;强化机制【作者】陈雨来;杨东艳;李静媛;张源【作者单位】北京科技大学冶金工程研究院,100083北京;北京科技大学冶金工程研究院,100083北京;北京科技大学材料科学与工程学院,100083北京;北京科技大学材料科学与工程学院,100083北京【正文语种】中文【中图分类】TG135.1MP35N(Co-35Ni-20Cr-10Mo)作为一种Co-Ni基超合金,自1968年被Smith 发现以来,以其特超高的强度、极强的耐腐蚀性以及良好的耐疲劳性,广泛应用于航天紧固件、骨科植入物、石化工业的水下钻井等装备中 [1-3]. 研究已经发现,MP35N合金的强化来源于两个方面:一个是冷变形强化,其强度比固溶态提高3~5倍[4];另一个是时效热处理,可使强度进一步提高20%以上[5-6],但是对于其强化机制却至今仍未统一.对于MP35N合金冷加工强化机制的分歧主要在于是否形成了马氏体. Graham等[2]将包括MP35N合金在内的Co-Ni复相合金的线性加工硬化归结于形变诱导发生的马氏体相(HCP),第二阶段的加工硬化来自于交错分布的HCP相与面心立方结构(FCC)基体之间形成的机械孪晶. Raghavan等 [7]则认为,由于应变诱发马氏体转变的温度低于室温(~77 K),因此MP35N室温变形强化与马氏体无关,仅是因为产生了形变孪晶. Singh 等[8]通过X射线衍射(XRD)和透射电镜(TEM)分析了MP35N合金中冷加工形成的片层状结构, XRD结果只显示了面心立方基体相,没有发现第二相的存在,然而透射电镜结果表明同时包含了孪晶和HCP相. Prasad等[9]对直径为100μm的MP35N线材,研究了拉伸前后的由表层到中心层的微观组织,并通过TEM进行详细分析,认为起强化作用的片层结构是厚度1 nm~1 μm的孪晶,并非HCP相.对于MP35N时效二次强化, Graham等[10]认为是由于应力诱导生成的HCP相和基体FCC相之间的界面上出现了Mo原子偏析,并进一步生成六角形结构的金属间化合物Co3Mo,其在时效过程中片状组织阻碍了位错运动,起到强化作用. 基于无HCP相析出、仅有形变孪晶形成的研究者Ishmaku等[11]和Sorensen等[12-13]认为,时效引起了Mo原子向堆垛层错和孪晶的偏聚,和形变孪晶共同起到了强化作用.中国在Co合金尤其是Co-Ni合金方面的研究较少. 例如常用的3J21合金带材或线材其强度最高仅1 865 MPa[14-16]. 虽有个别专利通过双真空熔炼、冷拉丝、冷轧、合金合成、时效处理工艺使强度甚至超过了3 GPa,但是工艺繁琐、成本较高[17]. 本文结合国内外研究情况,自行熔炼MP35N合金[18],通过工艺改进提高强度,同时探究其强化机制.实验用MP35N合金由Co、Cr、Ni、Mo四种纯金属按Co35%、Ni35%、Cr20%、Mo10%的比例混合,经真空感应熔炼浇铸成100 mm×100 mm×60 mm方形锭坯,其实测成分见表1. 锭坯在加热炉中升温至1 250 ℃保温2 h,通过350热轧实验机进行6道次轧制,轧至5.5 mm后进行水冷,终轧温度为950 ℃. 将热轧板在1 000 ℃保温2 h固溶淬火后,在四辊冷轧机上按照表2所示的工艺轧至0.87 mm,冷轧总变形量为84.18%. 对冷轧试样进行400~700 ℃每隔50 ℃等温时效4 h. 时效试样在HXD-1000TM数字显微式硬度仪上进行显微硬度测试,试验载荷为500 gf,加载时间为10 s,均匀测试12个点. 去掉最大最小值后取平均值进行统计分析,对硬度最大的时效温度改变保温时间,确定硬度最高的保温时间,然后进行强度测试. 强度测试所用拉伸试样按照GB/T 228.1—2010制取,在CMT5605型万能拉伸机上进行拉伸试验,每组平行试样3根. 用于组织观察的试样经研磨、抛光、侵蚀(HNO3∶HCl=1∶2)后,在AX10金相显微镜下进行金相组织观察,利用ZEISS ULTRA 55 热场发射扫描电镜进行拉伸断口分析,利用D8 Advance X射线衍射仪对试样进行物相分析. 利用TF20透射电子显微镜(TEM)进行孪晶、位错、析出物分析,同时利用其配套的能谱分析设备(EDS)进行成分分析. 透射试样采用机械减薄至30 μm,后用19%H2SO4+76%甲醇+5%H3PO4的双喷液穿孔,电流控制在25~32 mA,温度为-15~5 ℃.图1为利用Thermo-Calc热力学软件计算含21.1%Cr-9.44%Mo-0.013%C-0.17%Si的Co-Ni伪二元平衡相图. 从图1可以看出,对于MP35N实验合金来说,当温度处于室温至270 ℃之间时,有Co7Mo6、Co3Mo和CoCr析出相产生,但高于270 ℃直至熔点1470 ℃之间均处于面心立方结构(FCC)单相区,既没有析出物也不发生相变. 因此按照金属学理论,实验合金强化只能通过加工硬化,难以通过热处理强化. 但是众多研究结果表明,Co-Ni合金在冷轧后的时效过程中,强硬度均进一步提高. 对这一矛盾现象,国内外学者一直未能统一认识.3.1 力学性能变化规律MP35N合金冷轧实验板经不同时效温度处理后硬度先上升后下降,曲线变化见图2(a). 对比冷轧态的显微硬度528.16 HV,在400~500 ℃等温时效4 h时,其显微硬度增加至578.77~704.6 HV,比冷轧态最高可提高30.44%;当时效温度高于500 ℃以后,显微硬度值开始逐步降低,在700 ℃时,急剧下降至479.02 HV,低于冷轧态硬度值.在最佳时效温度500 ℃进行了不同时间的等温时效热处理实验,其硬度指标变化如图2(b)所示. 可以看出,时效时间为4 h时,合金显微硬度值最高,进一步延长时间,硬度随着时效时间的延长反而呈下降趋势. 由于强度和硬度具有正相关的关系[19],可以推测出该合金在500 ℃等温时效4 h时抗拉强度达到最大值. 对比冷轧态的抗拉强度1 922.04 MPa、延伸率2.99%,该时效态抗拉强度达到2641.16 MPa,提高37.41%,但延伸率降至1.26%. 其冷轧和500 ℃时效态的拉伸曲线如图3所示. 这种时效之后强度、硬度上升现象与平衡相图存在矛盾,其机理应与FCC基体内部的变化有关.3.2 断口分析对MP35N实验合金冷轧态和500 ℃,4 h时效态的试样进行了拉伸断口的SEM观察,结果如图4所示. 从图4(a)可以看出,MP35N冷轧板的拉伸断口呈现明显的撕裂孔洞特征,孔洞位置大小不统一,尺寸从1 μm到50 μm不等. 这些断裂孔洞说明冷轧板中已存在由于应力集中造成的孔隙缺陷,这些小的孔隙在拉伸应力作用下不断变大、汇聚,最终在断裂过程中形成大的相连孔洞,造成断裂前的延伸率较低(2.99%),为脆性断裂. 从图4(b)可以看出,在冷轧板经500 ℃,4 h时效后进行的拉断实验中,虽然延伸率降到更低(1.26%),但是试样内部未发现任何孔洞,断口表现为均匀的脆性解理断裂. 同时,抗拉强度提升37.41%,说明时效应力回复、显微孔洞修复有利于强度提高.3.3 XRD物相分析为了明确MP375N实验合金在不同状态下的组织是否为单一的FCC组织,并探明冷轧及时效过程中有无发生析出或相变,对实验合金进行了XRD物相分析,结果如图5所示. 根据布拉格角可以确定,实验合金在固溶态、冷轧态和时效态均为单相FCC结构组织,其晶格常数为a=b=c=3.575 Å. 在所有试样的衍射图谱中均没有发现其他物相的衍射峰. 虽然在图1平衡相图中显示,该合金在室温下有Co7Mo6、Co3Mo和CoCr析出相,在XRD检测范围内并没有发现任何析出相. 同时可以发现,实验合金在冷轧态及时效态的XRD峰宽明显大于1 000 ℃固溶态,如(200)晶面衍射锋在固溶态的半高宽FWHM(full width at half maximum)为0.410,冷轧后上升至0.743,继续在400~500 ℃时效之后一直保持此宽度. 按照谢乐公式D=Kλ/βcos θ可知,衍射峰半峰宽间与晶粒之间有对应关系,也就是说冷轧变形使合金明显细化,并且在随后的时效过程中晶粒没有粗化.另外,由图5还可以看出,固溶态的晶面峰较多,说明再结晶过程中形成的择优取向不明显,织构较弱. 固溶、冷轧及不同条件时效态的衍射峰强度如表3所示,可以发现冷轧后形成明显的择优取向(100)和(200),说明形成较强的冷轧织构,在时效过程中,织构强度相对降低,种类没有发生变化.3.4 TEM微观组织和成分分析Co-Ni合金在冷变形和时效处理过程中生成的薄片状组织,对其强化起着重要作用,是目前研究结果中获得肯定的结论. 但是对其类型的判定,即HCP相、孪晶还是HCP与孪晶混合体,尚未达成一致认识. 为明确MP35N合金的强化机制,对实验合金的冷轧态和时效态进行了TEM形貌及衍射花样分析,结果如图6所示. MP35N实验合金经84.18%冷轧变形后的TEM微观组织如图6(a)所示. 由图6(a)可知:冷轧变形使合金形成大量高密度位错区,并进而形成位错墙,将基体分割成位错胞结构(图中箭头所示);试样中未观察到明显的片层状组织,经衍射光斑分析,试样为单相面心立方组织,组织中不含孪晶,层错数量较少. 经400 ℃、500 ℃时效后,在试样中均发现明显的片层状组织,片层厚度仅约为1~25 nm,间距约100~200 nm,并且随着时效温度的升高,片层厚度不断增加. 400 ℃时效时(图6(b)),出现了由数条较细孪晶排列在一起组成的“孪晶簇”,说明在时效过程中,不同区域的部分位错达到动力学条件分解成层错,并以此为核心形成细小孪晶,形貌上形成由3~4个厚度为3 nm左右的细孪晶组成的“孪晶簇”,且不同“孪晶簇”间的距离为100~200 nm不等. 这一组织的出现无疑为合金强度的提高起到一定作用,当时效温度升高至500 ℃时,“孪晶簇”组织消失,此时出现大量清晰、厚度不等的孪晶,在较厚孪晶组织中可以看到高密度位错,如图6(c)所示. 同时在此时效温度下形成了二次孪晶(见图7),这也很好解释了500 ℃时效4 h时强硬度值达到最高的原因,即当时效条件达到最佳时,大量全位错分解形成层错,进而形成大量孪晶,反过来孪晶的形成对位错运动的阻碍、孪晶界本身的强化、二次孪晶与一次孪晶的相互交错使合金的强硬度达到最高值[20-22]. 从实验合金不同状态对应的衍射斑点可以明显的看出,冷轧态的衍射斑点之间几乎看不到暗线,层错密度较低,在400 ℃、500 ℃时效4 h时衍射斑点明显被拉长,斑点之间有暗线,说明时效过程中确实有大量位错分解成层错.对于有无Mo原子在MP35N合金的孪晶处偏聚,亦是存在争论. 通常认为,固溶原子易在畸变能较高的晶界处偏聚,而不会在能量较低的孪晶界面处偏聚[23]. 但是,Nie等[24]在镁合金退火板材的研究中,发现了溶质原子Al、Zn在孪晶面处呈周期性偏析. 另外,Jin等[25]在奥氏体不锈钢的孪晶中也发现一些合金原子的辐照诱导偏聚现象,即Ni、Cr原子在较薄的孪晶带上偏析,而Mo原子无明显变化. 对MP35N合金,Prasad等[9]在研究含低Ti MP35N合金极细线材(直径约100 μm)时,对经600 ℃时效30 min的试样在层错、孪晶以及基体处的成分进行统计分析,发现Mo原子在层错和孪晶处发生了聚集,并且认为Mo原子的偏聚是强化机制之一;对于不含Ti的MP35N合金在时效过程是否有原子偏聚现象,本实验对500 ℃保温4h时效后的MP35N实验合金,在透射电镜下的同一视野下对其基体及孪晶处的Mo元素进行了EDS分析,结果见图8. 由图8中6个点的Mo 原子含量可以明显看出,孪晶上的Mo原子(点1和点4)含量分别为9.5%和10.2%,而基体上Mo原子(点2,3,5和6)含量平均约为12.1%,高于孪晶处.这说明合金时效处理未促进Mo原子在孪晶处的偏析,且在实验过程中并没有发现任何例如Co7Mo6、Co3Mo和CoCr的析出相.1)实验合金经冷轧变形84.18%后,最佳时效条件为500 ℃时效4 h,此时其抗拉强度由冷轧态的1 922.04 MPa提高到2 641.16 MPa,抗拉强度值提高37.41%,相应时效后的显微硬度达到最大值704.26 HV,提高30.44%.2)冷轧后的断口存在大量大小不一的撕裂孔洞,经500 ℃时效后,孔洞完全消失,有利于合金强度的提高;XRD物相分析表明实验合金冷轧及时效后和固溶态的结构相同,均为FCC结构,无HCP相或金属化合物Co3Mo的形成.3)TEM及EDS分析表明,实验合金在时效过程中形成了纳米级孪晶,在400 ℃时效后出现了由3~4个厚度为3 nm左右的细孪晶组成的“孪晶簇”,温度升高到500 ℃,孪晶尺寸变大、交错,“孪晶簇”消失. 孪晶界对位错运动的阻碍以及孪晶界的强化作用,是时效强化的主要机制,同时在本实验合金成分和试验条件下并未发现Mo原子在孪晶面的偏聚.【相关文献】[1] SINGH R P, DOHERTY R D. 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线材的时效硬化
钢材在常温下经过冷拉、校直、弯曲、机械剪切等冷加工后,会产生不同程度的塑性变形,并使钢材的强度和硬度升高.塑性和韧性降低,这种现象称作冷作硬化或者称应变硬化。

经过冷作硬化的钢材,在常温下放置一段时间后钢材的屈服点会进一步升高,抗拉强度也随之升高,而塑性和韧性进一步下降,这种现象称为应变时效。

应变时效与钢中碳、氮的析出过程有关,使已经冷作硬化的钢材又产生时效硬化。

冷加工过程虽然能提高钢材的强度,但是使塑性和韧性降低,增加了钢材的脆性,这对于承受动载荷和低温下工作的结构是十分不利的。

因此,即使是一般的钢结构,也不利用冷作来强化钢材,而对于承受动载荷和低温下工作的结构还考虑冷作硬化对结构带来的不利影响。


钢材的硬化有三种情况:时效硬化、冷作硬化(或应变硬化)和应变时效硬化。

在高温时溶于铁中的少量氮和碳,随着时间的增长逐渐由固溶体中析出,生成氮化物和碳化物,散存在铁素体晶粒的滑动界面上,对晶粒的塑性滑移起到遏制作用,从而使钢材的强度提高,塑性和韧性下降,这种现象称为时效硬化(也称老化)。

产生时效硬化的过程一般较长,但在振动荷载、反复荷载及温度变化等情况下,会加速发展。

在冷加工(或一次加载)使钢材产生较大的塑性变形的情况下,卸荷后再重新加载,钢材的屈服点提高,塑性和韧性降低的现象称为冷作硬化。

在钢材产生一定数量的塑性变形后,铁素体晶体中的固溶氮和碳将更容易析出,从而使已经冷作硬化的钢材又发生时效硬化现象,称为应变时效硬化。

这种硬化在高温作用下会快速发展,人工时效就是据此提出来的,方法是:先使钢材产生10%左右的塑性变形,卸载后再加热至250℃,保温一小时后在空气中冷却。

用人工时效后的钢材进行冲击韧性试验,可以判断钢材的应变时效硬化倾向,确保结构具有足够的抗脆性破坏能力。

建议采取措施:
1、坯料中C、N成分产生偏聚和析出。

因浇注时未进行脱氧还原操作,钢中气体较多。


先应降低普钢中氮含量,减少自然时效硬化的发生。

2、轧制变形量大,形成了大量的位错,使C、N原子与其结合形成了柯氏气团,构建了应
变硬化的平台。

3、提高退火温度,降低水冷强度,延长保温时间,降低风冷线风量和辊道速度,避免线材
产生时效硬化现象。

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