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亚临界热处理对高铬铸铁组织及性能的影响 袁志钟, 刘海明, 鞠玉琳, 陈露, 牛宗冉, 王致远, 曹甫洋, 程晓农 金属热处理    2024, 49 (10): 1-7.   doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2024.10.001 摘要 （244）      PDF （4765KB）（173）    可视化    针对高铬铸铁常规淬火-回火过程能耗高的问题,对3种合金成分的高铬铸铁进行亚临界热处理试验,并研究了该工艺对其组织、硬度和表面耐磨性的影响。结果表明,经500~650 ℃保温1~14 h亚临界热处理后,高铬铸铁组织主要是残留奥氏体、M7C3碳化物、(Fe, Cr)23C6碳化物、Mo2C碳化物和珠光体;3种高铬铸铁硬度在550~600 ℃保温6~12 h内均有峰值,峰值硬度最高为57.4 HRC,Mo元素对硬度的影响最大。高铬铸铁在保温过程中析出二次碳化物促使奥氏体发生珠光体相变,珠光体的相变强化和二次碳化物析出强化作用在长时间保温过程中逐渐降低;碳含量相对最高的共晶高铬铸铁经600 ℃保温8 h后耐磨性能最佳。由此可知,提升高铬铸铁耐磨性首先应提高共晶碳化物数量,其次添加Mo等元素提升析出强化效果。 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

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奥氏体化温度对空冷条件下40CrMnSi2Mo钢组织与力学性能的影响 于林然, 刘赓, 杨卓越, 苏杰, 宁静, 丁雅莉 金属热处理    2024, 49 (12): 1-8.   doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2024.12.001 摘要 （179）      PDF （5846KB）（158）    可视化    通过光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和激光扫描共聚焦显微镜(LSCM)等研究了不同奥氏体化温度(875~975 ℃)对新型Cr-Mn-Si系高强度中碳低合金40CrMnSi2Mo钢在空冷条件下的微观组织和力学性能的影响规律。结果表明,奥氏体化温度为875 ℃和900 ℃时,空冷条件下基体以马氏体组织为主,基体中存在少量未溶相(NbC),原奥氏体晶粒细小稳定性高,抗拉强度分别为1997 MPa和2003 MPa,断后伸长率分别为11.0%和12.0%,断裂韧度分别为70.3 MPa·m1/2和73.6 MPa·m1/2。奥氏体化温度为975 ℃时,NbC溶解度增加,钉扎晶界作用减弱,奥氏体晶粒长大稳定性降低,空冷条件下获得粗大贝氏体/马氏体复相组织,抗拉强度为1980 MPa,断后伸长率为10.5%,断裂韧度仅为77.6 MPa·m1/2。奥氏体晶粒细化对40CrMnSi2Mo钢的强韧性改善效果不明显。试验钢在950 ℃奥氏体化处理后获得超细贝氏体/马氏体复相组织,力学性能达到最佳匹配,抗拉强度为最大值2040 MPa,断后伸长率为12%,同时具有较高的断裂韧度值(86.6 MPa·m1/2)。 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

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β型Ti-15Mo合金中α相变体选择 任诚, 闵小华, 费琪 金属热处理    2024, 49 (9): 1-10.   doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2024.09.001 摘要 （128）      PDF （5708KB）（132）    可视化    利用SEM、EBSD等方法研究了固溶时效后Ti-15Mo合金中β基体和晶界处析出α相的变体选择行为。结果表明,固溶态试样由无择优取向的单一β晶粒构成。固溶时效态试样中晶内α相不发生变体选择,但晶内α相变体之间存在自协调现象,并导致各α相变体呈现60°交叉状分布。膜状晶界α相的变体选择受到相邻β晶粒间取向差的影响,取向差较小时会与两侧的β晶粒均保持Burgers取向关系,而取向差较大时会受到界面取向的影响。晶界魏氏组织的变体选择取决于形核位置,形核于膜状晶界α相的魏氏组织选择与晶界α相相同的变体,形核于膜状晶界α相与β基体界面处的魏氏组织同时受到两者的共同影响。 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

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Zn/Mg比对7075铝合金显微组织、力学性能和耐蚀性能的影响 何宗政, 吴名冬, 袁硕, 姚树伟, 肖代红, 黄兰萍, 刘文胜 金属热处理    2024, 49 (5): 1-9.   doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2024.05.001 摘要 （185）      PDF （9223KB）（127）    可视化    通过光学显微镜、扫描电镜、透射电镜、拉伸试验、硬度测试及腐蚀测试等方法,研究了不同Zn/Mg比(质量分数)对7075铝合金组织、力学性能和耐蚀性能的影响。结果表明,随着Zn/Mg比由1.76增加到2.90,铸态铝合金晶粒尺寸增大,铝合金的T6时效硬化速率加快,达到峰值硬度的时间缩短。Zn/Mg比的增加导致T6峰时效态铝合金的再结晶率降低和低角度晶界占比增加。Zn/Mg比为2.10时,T6峰时效处理下铝合金的抗拉强度为634 MPa,屈服强度为588 MPa,伸长率为8.4%;T74时效态的抗拉强度为613 MPa,屈服强度为542 MPa,伸长率为8.9%。两种时效状态下的铝合金(Zn/Mg比为2.10)均在拥有良好强度的同时保持着较高的伸长率。随着Zn/Mg比由1.76增加到2.90,时效态铝合金的耐蚀性能降低。且T74时效处理后铝合金的耐蚀性能优于T6峰时效态下的铝合金。 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

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压铸模具用H11钢大型模块真空等温淬火过程的数值模拟 涂宇杰, 李秉宸, 陈浩, 吴晓春 金属热处理    2024, 49 (7): 1-8.   doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2024.07.001 摘要 （102）      PDF （5794KB）（126）    可视化    基于金属-热-力耦合理论,以压铸模具用H11钢大型模块(500 mm×500 mm×500 mm)为研究对象,建立真空等温淬火过程中模块的多物理场耦合模型,并进行数值模拟研究了模块的温度场、组织场和应力场在不同等温淬火工艺下的变化规律。结果表明,与直接淬火相比,等温淬火工艺可以有效减少模块冷却过程中的心表温差与应力,避免变形和开裂的风险。等温淬火工艺可以在避开珠光体形成和碳化物沿晶析出的前提下提升大型模块心部的贝氏体体积分数,并且随着等温时间的增加,心部贝氏体体积分数也不断增加。利用工业真空炉对模块进行500 ℃等温1 h淬火处理验证,所得模块不同位置的温度变化曲线与模拟结果较为吻合,且真空等温淬火后模块心部生成的贝氏体类型为韧性较好的下贝氏体。 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

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20Mn23AlV无磁结构钢热轧板的组织性能及动态再结晶行为 罗晓阳, 程刚虎, 靳科, 周维莲, 侯园园, 唐兴昌 金属热处理    2024, 49 (7): 91-99.   doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2024.07.014 摘要 （35）      PDF （4985KB）（108）    可视化    通过试验研究了20Mn23AlV无磁结构钢热轧板密度、组织及力学性能,并对其进行了多道次热模拟试验,研究了多道次热模拟前后组织及磁性能变化。因Al元素的加入,无磁钢密度较通用钢密度降低了约0.192 g/cm3。无磁钢热轧板平均抗拉强度为721 MPa,屈服强度为371 MPa,断后伸长率为69.5%,具有良好的强塑性匹配。经过多道次热模拟试验可知,20Mn23AlV无磁结构钢经过60%热压缩变形之后,在950 ℃时会发生动态再结晶行为,奥氏体平均晶粒尺寸从10.24 μm减小到6.08 μm。多道次热模拟前后没有发生相转变,经过磁导率测试,多道次热模拟前后相对磁导率分别为1.001和1.002,满足无磁钢对磁性能要求。 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

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变形热处理对Ti45Zr20Nb15V(10-x)Al10Mox难熔高熵合金组织与性能的影响 李正龙, 庞景宇, 汤广全, 程陆凡, 张财伟, 侯星宇, 李文, 张海峰 金属热处理    2024, 49 (7): 47-53.   doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2024.07.008 摘要 （62）      PDF （5038KB）（106）    可视化    向Ti45Zr20Nb15V10Al10难熔高熵合金基体中添加微量Mo元素,制备Ti45Zr20Nb15V(10-x)Al10Mox(x=0,0.5,1.0)难熔高熵合金,并对其进行变形热处理以改善其应变硬化能力和提高塑性。利用X射线衍射仪、场发射扫描电镜和万能力学试验机等探究了铸态及冷轧变形(变形量80%)后经600 ℃×5 h退火+800 ℃×1 h退火试样的微观结构及力学性能。结果表明,铸态合金为单相BCC结构,添加Mo元素后屈服强度提高,断裂延伸率保持在10%左右。经冷轧退火后,合金为BCC+Al3Zr4双相结构,大量近似球形的纳米级Al3Zr4相在晶界及晶界附近析出,使合金从应变软化转变为应变硬化,合金屈服强度保持在1100 MPa,断裂延伸率明显提升。Mo含量为0.5%时,冷轧退火后的合金断裂延伸率从铸态时的9.9%提升至16.9%,具有优异的强塑性匹配,且密度仅为5.638 g/cm3。 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

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复合添加微量Mn、Zn、Ti对Al-Cu-Li-Mg-Ag-Zr合金组织和性能的影响 徐庆, 尹登峰, 王华, 谢凯文, 宋转转 金属热处理    2024, 49 (11): 1-9.   doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2024.11.001 摘要 （134）      PDF （5872KB）（101）    可视化    通过拉伸试验机、金相显微镜、扫描电镜、透射电镜等设备研究了微量Mn、Zn、Ti元素的复合添加对Al-Cu-Li-Mg-Ag-Zr合金组织和力学性能的影响。结果表明,复合添加微量Mn、Zn、Ti元素能显著细化铸态合金晶粒组织,同时使固溶态合金中的难溶第二相Al(CuMnFe)也得到细化;复合添加微量Mn、Zn、Ti元素能有效促进T6、T8峰时效态Al-Cu-Li-Mg-Ag-Zr合金中主要强化相T1细小弥散地析出,提高合金力学性能;相比T6峰时效态,Al-Cu-Li-Mg-Ag-Zr合金在T8峰时效态析出的T1相数量明显增多、尺寸明显减小,分布更均匀弥散,强度和塑性显著提高。 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

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利用JMatPro软件模拟计算16CrSiNi钢热处理参数及热物理性能 马蓼奕, 杜青胤, 李世键, 杨立新, 刘刚, 王新宇 金属热处理    2024, 49 (7): 42-46.   doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2024.07.007 摘要 （136）      PDF （2973KB）（96）    可视化    利用JMatPro软件对16CrSiNi钢进行了热力学平衡相组成、Jominy淬透性、相转变、热物理性能以及淬火和回火后的力学性能模拟计算,得到了16CrSiNi钢的热力学平衡相组成、淬透性曲线、TTA曲线、TTT曲线、CCT曲线、淬火组织、淬火和回火后的力学性能以及不同温度下的密度、热导率、杨氏模量、比热容、泊松比和比焓等热物理性能。 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

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固溶处理对022Cr22Ni5Mo3N双相不锈钢组织及低温冲击性能的影响 崔力云, 刘庆涛, 罗锐, 钱喜根, 丁恒楠, 孙希, 赵小桃, 刘恒, 程晓农 金属热处理    2024, 49 (10): 18-24.   doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2024.10.003 摘要 （155）      PDF （5070KB）（95）    可视化    对锻态022Cr22Ni5Mo3N双相不锈钢进行固溶处理,研究了固溶温度(1000~1100 ℃)和时间(1 h和2 h)对其组织及-46 ℃低温冲击性能的影响。结果表明,随着固溶温度的升高,022Cr22Ni5Mo3N双相不锈钢中奥氏体含量呈下降趋势,奥氏体的相界趋于平滑,铁素体内的针状、岛状奥氏体数量逐渐减少。低温冲击性能随固溶温度的升高呈先上升后下降趋势;经1050 ℃固溶处理的022Cr22Ni5Mo3N双相不锈钢具有较高的低温冲击吸收能量,约为260 J。固溶处理可以改变奥氏体的相形态,调整相含量,固溶温度小于1050 ℃时的锯齿状相界和固溶温度大于1050 ℃时较低的奥氏体相含量均促使双相钢在低温时偏向脆性断裂,是降低低温韧性的主要原因。 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

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DD494合金叶片返回料的热处理 杨姗洁, 郝志博, 袁晓飞 金属热处理    2024, 49 (6): 1-7.   doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2024.06.001 摘要 （98）      PDF （5742KB）（92）    可视化    研究了3种热处理工艺对DD494合金叶片返回料组织、持久性能及断裂模式的影响。通过金相观察法确定合金的初熔温度,采用扫描电镜(SEM)分析了不同固溶处理温度对合金γ/γ′共晶溶解程度及γ′相形貌的影响,以及不同一级时效处理温度对γ′相尺寸及分布的影响。结果表明,合金的初熔温度在1310~1315 ℃之间。经1300 ℃×4 h固溶处理并空冷后,合金中γ/γ′共晶数量较1290 ℃×4 h固溶处理后有所降低,且γ′相更为细小。较单步固溶处理而言,分段固溶处理工艺能降低合金中的共晶含量。一级时效处理温度由1080 ℃升高到1140 ℃,析出的γ′相有所长大,同时在γ基体中观察到大量细小二次γ′相。合金的最佳热处理工艺为分段固溶+高温一级时效+二级时效,即1280 ℃×1 h+1290 ℃×2 h+1300 ℃×6 h,AC+1140 ℃×3 h,AC+870 ℃×20 h,AC,该工艺下的合金平均持久寿命达到175.05 h,较经单步固溶+低温一级时效+二级时效处理的试样平均持久寿命提高一倍以上。 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

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基于热流固耦合模型的螺旋锥齿轮淬火数值模拟 刘赣华, 邓诗义, 霍小东 金属热处理    2024, 49 (7): 16-21.   doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2024.07.003 摘要 （68）      PDF （2435KB）（86）    可视化    基于热流固耦合模拟,对45钢螺旋锥齿轮淬火冷却过程进行数值模拟,研究淬火介质流速对淬火结果的影响。结果表明,热流固耦合模拟和传统模拟的冷却曲线与试验测量的最大相对误差分别为9.2%和7.4%,且更加准确地预测淬火介质流动情况下的温度分布,验证了该方法的准确性和便利性。当入口流速为2 m/s时,硬度达到最大值52.0 HRC,且残余应力主要为有利的压应力。 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

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标准热处理态11%Cr铁素体/马氏体钢辐照前后的显微组织 沃建行, 沈寅忠 金属热处理    2025, 50 (1): 6-11.   doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2025.01.001 摘要 （109）      PDF （2775KB）（82）    可视化    采用透射电镜和能谱分析技术对标准热处理态11%Cr铁素体/马氏体钢辐照前后的微观结构进行了详细研究。结果表明:辐照前后11%Cr铁素体/马氏体钢中主要组织为回火马氏体,内含微量δ-铁素体。辐照前马氏体板条的边界和内部含有少量的析出相颗粒,其尺寸较小;在δ-铁素体与基体界面含有一些不规则的块状黑色大颗粒;δ-铁素体内部没有析出相颗粒。辐照后在马氏体板条的边界和内部出现了大量的棒状和块状析出相颗粒,其数量相比辐照前明显增多,其尺寸相比辐照前增大;在δ-铁素体与基体界面交汇处不规则的块状黑色大颗粒数量相比辐照前增多;在δ-铁素体内部生成了大量块状和针状的析出相,该类析出相可能为富Cr的氮化物,富Cr的碳氮化物和Fe-W类析出相。辐照后马氏体板条内部的析出相颗粒为富Cr的M23C6相,与辐照前富Cr的M23C6相对比,M23C6相的中Cr和Ta元素含量稍微下降,Fe和Nd元素含量少量上升,但总体来说,富Cr的M23C6析出相的平均金属元素成分含量变化相对较小。 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

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中国热处理2035发展纲要 金属热处理    2025, 50 (1): 1-5.   摘要 （76）      PDF （1038KB）（81）    可视化    相关文章 | 多维度评价

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FeMnCoCrNi高熵合金高温力学性能及变形机制研究现状 盛剑, 李大赵, 闫志杰, 白韶斌, 陈永安, 解若飞 金属热处理    2024, 49 (10): 211-219.   doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2024.10.035 摘要 （187）      PDF （4238KB）（80）    可视化    高熵合金(High-entropy alloys,HEAs)是近年来新兴的一类先进金属材料,基于独特的多主元合金设计理念,有望突破传统单主元合金材料性能极限。其中,FeMnCoCrNi高熵合金是当前研究最为广泛的体系之一,具有优异的力学性能,应用前景广阔。本文首先介绍了高熵合金所具有的独特“四大核心效应”,包括高熵效应、晶格畸变效应、迟滞扩散效应、鸡尾酒效应;其次,重点综述了FeMnCoCrNi高熵合金在高温拉伸性能、高温蠕变性能及相应的变形机制方面的研究现状。 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

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碳含量与热处理对高铌钛铝合金微观组织及力学性能的影响 高玉魁, 方文奕 金属热处理    2024, 49 (8): 9-14.   doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2024.08.002 摘要 （96）      PDF （2905KB）（74）    可视化    以Ti-44Al-8Nb-xC(x=0, 0.3, 0.6) 合金为研究对象,研究了3种不同碳含量和两种不同温度的时效处理对合金的微观组织、显微硬度及高温拉伸性能的影响。结果表明:碳含量升高到0.6%时,合金中析出了Ti2AlC;时效温度从800 ℃升高到900 ℃时,含碳合金中析出了Ti3AlC。碳含量的增加和时效温度的升高都有利于提升合金的显微硬度和850 ℃抗拉强度,显微硬度最高为(477.6±9.1) HV0.3,850 ℃抗拉强度最高为(605.07±5.01) MPa,较最低抗拉强度提高了32.7%。断后伸长率与合金中碳化物数量及尺寸有关,拉伸断口都表现为脆性断裂;碳含量为0.3%,经900 ℃时效后合金拥有最好的塑性,断后伸长率最高,为5.41%±0.42%,较最低伸长率提升了67.5%。 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

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新型铁镍基高温合金的700 ℃蠕变性能及组织演变 焦春晖, 潘艳君, 李生志, 白笃, 李备, 邓阁, 贾晓帅 金属热处理    2025, 50 (2): 1-7.   doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2025.02.001 摘要 （90）      PDF （3505KB）（73）    可视化    以超超临界火力发电机组用新型铁镍基高温合金为研究对象,在700 ℃开展不同应力(250、200 MPa)下的恒载蠕变试验,对其服役极限及服役寿命进行预判,并对蠕变过程组织演变进行分析。结果表明,在700 ℃/250 MPa与700 ℃/200 MPa两种蠕变条件下,试验合金的蠕变寿命分别为2378 h和12 716 h,结合Larson-Miller方程外推出该合金在700 ℃分别蠕变100 000 h和260 000 h时,可承受的载荷约为152 MPa和134 MPa,完全满足服役要求(应力35 MPa、蠕变寿命100 000 h)。组织表征发现,700 ℃/250 MPa试样组织中分布有高密度位错,而700 ℃/200 MPa试样中的位错分布较少;晶粒内部尺寸较大的MC碳化物主要为块状或棒状,在更高的应力状态下,MC碳化物的长大速度更快;晶界处尺寸较小的M23C6碳化物主要以链状形式析出,随蠕变时间的增加,M23C6碳化物的宽度增加;晶粒内部的γ′相始终呈球状,蠕变过程中发生粗化,部分晶界处的γ′相异常长大,形成不利于合金高温蠕变性能的PFZs/DCZs。 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

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自然时效对TiB2/7050铝基复合材料PLC效应的影响 尚洪帅, 韩文峰, 揭招财, 袁斌先 金属热处理    2024, 49 (5): 81-87.   doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2024.05.013 摘要 （41）      PDF （3125KB）（72）    可视化    研究了自然时效时间对TiB2/7050铝基复合材料塑性失稳效应(PLC效应)的影响。首先,对固溶水冷后进行不同时间自然时效的TiB2/7050铝基复合材料开展室温恒应变速率拉伸试验,然后分析平均应力跌幅、跌落时间、重加载时间以及临界应变,研究自然时效时间对PLC效应的影响,最后,利用扫描电镜观察拉伸断口微观形貌。结果表明,自然时效时间在1 h内,TiB2/7050复合材料的强度变化不大,超过1 h后,屈服强度和抗拉强度均有明显增加。PLC带类型随自然时效时间的延长由具有跳变性质的B类(0~1 h)逐渐向连续传播的A类(1.5 h)演变,再向具有阶梯传播特性的D类(2~4 h)演变。当自然时效时间超过1 h后,TiB2/7050铝基复合材料拉伸断口韧窝明显变浅,尺寸变小,这表明复合材料塑性随自然时效时间的延长而降低。因此,TiB2/7050铝基复合材料的固溶处理与人工时效的间隔不应超过1 h。 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

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退火温度对转向架用低密度钢组织性能的影响 吴斯, 李非凡, 王学敏, 尚学良, 徐翔宇 金属热处理    2024, 49 (6): 8-16.   doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2024.06.002 摘要 （88）      PDF （8960KB）（69）    可视化    通过Thermo-Calc热力学计算、扫描电镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)、拉伸试验和机器学习,从相转变、几何必需位错密度、晶界类型以及晶界密度的角度,设计并研究了退火温度对转向架用中Mn低密度中厚板组织性能的影响。结果表明,室温下低密度钢的热轧组织为δ铁素体、奥氏体和马氏体;退火时,基体会发生逆转变以及原奥氏体的长大,且在退火过程中产生的奥氏体的稳定性会随着退火温度的升高而降低;随退火温度的增加,试验钢的几何必需位错密度不断减小;退火过程中晶粒的长大和马氏体板条合并会导致组织中的原奥氏体界面(PAG boundaries)和马氏体板条界面(Lath boundaries)密度下降;退火后,试验钢的断后伸长率相比热轧态有显著提升,其屈服强度随退火温度的增加而降低;热轧态及退火后的试验钢在拉伸测试中均表现为均匀变形,并发生了解理断裂;在820和880 ℃退火后,试验钢的屈服强度分别达到了491和413 MPa。 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

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TP347H不锈钢与BT700-l合金的应力腐蚀行为 李冬升, 刘仁才, 涂宇航, 兰轲钰 金属热处理    2024, 49 (8): 1-8.   doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2024.08.001 摘要 （70）      PDF （4805KB）（69）    可视化    利用慢应变速率拉伸(SSRT)应力腐蚀试验,对高盐腐蚀环境下TP347H不锈钢与BT700-l合金的应力腐蚀开裂(SCC)行为进行了研究。结果表明:在不同pH值高盐溶液中TP347H不锈钢与BT700-l合金均未发生SCC行为;仅在酸性腐蚀环境中由于Cl-致敏和H+催化促进下致使TP347H不锈钢与BT700-l合金表现出一定的SCC倾向,断口呈现韧-脆混合开裂特征;在酸性腐蚀环境中,BT700-l合金的抗应力腐蚀性能明显高于TP347H不锈钢。 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价