采用金相显微镜、背散射电子衍射(EBSD)和透射电子显微镜(TEM)研究了经过不同道次和路径等通道转角挤压的高铬合金钢板的硬度及其在不同应变速率和试验温度下的力学性能,分析高铬合金钢板在等通道转角挤压(ECAP)过程中热稳定性能、维氏硬度、拉伸断口形貌和微观组织,并测试了挤压过程中高铬合金钢板屈服强度、硬度的变化。经ECAP变形1道次后,合金的晶粒得到明显细化,但组织仍不均匀,从表面到心部组织性能也呈梯度变化,表现出异于传统硬化工艺的组织结构特性。轧制过程中通常高铬合金钢板中出现的立方织构不同, DCAP退火后的主要再结晶织构为旋转立方织构{001}〈110〉,合金组织主要为粗大晶粒并伴有大量孪晶,剪切区的组织主要为剪切变形带和少量再结晶组织。
利用不同热处理工艺在高铬耐磨钢板表面形成不同组成与结构的氧化皮,采用扫描电子显微镜、X射线衍射、透射电子显微镜和腐蚀形貌宏观观察研究不同结构的氧化皮高铬耐磨钢板的腐蚀行为。
在高铬耐磨钢板的贝氏体转变开始线附近进行短时间的贝氏体等温淬火,当温度低于570℃时,随氧化温度的增加,氧化皮上分布的白色弥散状组织减少,随温度的升高,高铬耐磨钢板氧化皮厚度增加和微观孔隙增多。不同冷却方式下高铬耐磨钢板的氧化皮均主要由Fe3O4组成,另含有Fe2O3和Fe,氧化皮的微观形貌由带毛刺的小颗粒状演变成针叶状,在原奥氏体晶界形核,可沿着晶界生长,也可平行地向晶内长大。应用QUANTA-400环扫电镜对贝氏体相变的形核进行了观察,随着冷却速度的减小,氧化皮中Fe3O4的含量增加,但未发现有FeO,不同温度下生成的热轧带钢氧化皮的耐蚀性能由好到差依次为:580、560、550和500℃。
使用透射电镜结合能谱仪研究了热处理工艺对高铬合金耐磨钢板的组织与力学性能的影响,结合金相、SEM以及EBSD技术研究了不同变形温度,变形量以及弛豫时间对高铬合金耐磨钢板最终组织细化、结构变化以及析出行为。并观察其表面形貌分析了高铬合金耐磨钢板的析出相情况和腐蚀行为。
高铬合金耐磨钢板的组织为粒状贝氏体、少量针状铁素体以及少量多边形铁素体,采用弛豫-析出-控制相变(RPC)技术可得到细化的中温转变组织。经RPC工艺处理后,贝氏体束可得到明显的细化,从高铬合金耐磨钢板的基体和带锈层钢试样两方面研究了碳钢、Cor-Ten钢和贝氏体耐候钢在含氯离子环境中耐腐蚀性能。高铬合金耐磨钢板的析出相主要是Nb、Ti的碳氮化物,组织类型为细化的板条贝氏体及少量不规则粒状贝氏体或针状铁素体,贝氏体类型及形貌均有所不同,通过这种工艺细化的高铬合金耐磨钢板其强度比控轧后空冷或轧后再加热-淬火(调质处理)有明显提高。终轧后弛豫阶段形成并被应变诱导析出物钉扎的位错胞状组织或亚晶结构是细化相变组织、阻碍贝氏体生长,晶粒没有明显变化,腐蚀速率均是先增至峰值后减小。