工程机械用ZGMn13Cr2高锰钢热处理工艺研究

对ZGMn13Cr2高锰钢进行1050℃×1 h水韧处理后,再进行(380～620℃)×1 h时效处理试验。通过OM、SEM、冲击试验、硬度测试和摩擦磨损试验等手段与方法,研究了不同温度时效处理对ZGMn13Cr2高锰钢组织及性能的影响。结果表明:在380～620℃时效,随着时效温度的升高,ZGMn13Cr2钢组织中的析出碳化物越来越多。540℃时效,试样组织中碳化物呈颗粒状,分布均匀。620℃时效,试样组织中碳化物大量析出并聚集长大。与仅进行水韧处理的ZGMn13Cr2钢试样相比,时效处理ZGMn13Cr2钢的硬度与耐磨性有所提高,韧性有所下降。经过1050℃×1 h水韧+540℃×1 h时效的ZGMn13Cr2钢的耐磨性最佳,其失重为28.3 mg,硬度和冲击功分别达到374 HB和84 J。     

时效处理对ZGMn13钢组织和性能的影响

为优化ZGMn13钢的时效工艺,对ZGMn13钢进行了1 050℃×4 h水冷的水韧处理及分别在200～500℃保温2、6、10 h空冷的时效处理。随后采用光学显微镜、扫描电子显微镜和冲击磨损试验检测了钢的微观组织、冲击韧性和耐冲击磨料磨损性能。结果表明:随着时效温度的升高和时间的延长,ZGMn13钢中开始析出细小弥散的碳化物,硬度提高; 425℃时效10 h、450℃时效6 h和500℃时效2 h的钢中析出的碳化物级别达到了7级; 425℃时效的钢硬度最低,350℃时效的钢冲击韧性最高; 400℃时效的钢磨损率仅为0.32%,即耐磨性最佳。硬度与韧性的良好结合是钢的耐磨性改善的重要原因。     

Q460 D高强钢的回火工艺

通过显微组织观察、室温冲击试验、硬度测试等手段方法,研究了传统回火与不同温度感应回火工艺对Q460D钢组织及性能的影响。结果表明:在250～450℃范围内,随着感应回火温度的升高,Q460D试验钢组织马氏体分解越来越完全,组织越来越均匀。450℃×20 min感应回火试样中马氏体分解完全,碳化物聚集并球化,比450℃×2 h传统回火试样组织形态更加均匀。随着感应回火温度的升高,试验钢硬度逐渐降低,冲击吸收能量逐渐升高。450℃×20 min感应回火试样硬度值为21.7 HRC,稍低于450℃×2h传统回火试样的23.2 HRC,冲击吸收能量为194 J,高于传统回火试样的185 J。     

时效温度对9Cr-CrMoV钢焊接接头组织和性能的影响

采用窄间隙钨极氩弧焊随后再采用窄间隙埋弧焊技术对9Cr钢和Cr Mo V钢进行了多道次焊接。对焊接接头分别于470和538℃时效处理8 000 h。检测了焊接接头的显微硬度分布、不同区域的显微组织、冲击韧性及冲击试样的断口形貌,以揭示时效温度对其组织和性能的影响。结果发现:随着时效温度从470℃提高至538℃,焊缝区硬度下降了约20 HV0. 2,冲击吸收能量从21. 4 J升高至22.9 J,这是由于焊缝区晶界析出相长大、晶界得到显著强化所致。     

4Cr5Mo2VCo钢的热处理工艺优化

对不同工艺下4Cr5Mo2VCo钢的硬度及冲击性能进行测定,并用SEM对其显微组织和断口形貌进行了分析。结果表明,在1000~1100 ℃淬火温度范围内,4Cr5Mo2VCo钢的硬度先升高后降低,最高达59.2 HRC;未溶碳化物数量随淬火温度上升不断减少,在1100 ℃时基本全部溶入基体。回火过程中4Cr5Mo2VCo钢的二次硬化峰值温度为520 ℃,硬度随回火温度继续升高而逐渐降低。不同温度淬火试样的冲击吸收能量随回火温度的上升呈先增大后逐渐降低趋势。在44~46 HRC的硬度使用范围内,4Cr5Mo2VCo钢具有最佳强韧性配比的热处理工艺为1060 ℃×30 min淬火+(600~610) ℃×2 h回火两次,平均冲击吸收能量可达410 J。     

T92钢700℃高温时效组织与性能

对T92钢在700℃,时间为200、500、800、1000 h的高温时效处理后材料的显微组织和力学性能(包括拉伸性能、冲击性能和硬度)进行研究,同时与供货态T92钢的性能和组织进行比较。试验结果表明,T92钢在700℃时效过程中,强度和硬度值均有所下降,但下降幅度不大;而冲击吸收能量显著下降,和原始试样相比,时效1000 h后,冲击能量下降约26%。显微组织观察结果表明,时效过程中T92钢仍保持马氏体板条形貌,但随着时效时间的延长,马氏体板条宽化,且有亚晶出现。交货态显微组织中的析出相类型主要为M23C6型碳化物,时效过程中,M23C6型碳化物晶界析出并长大,是冲击吸收能量下降的主要因素,MX相在时效过程中数量增加但粗化不明显,时效500 h后Laves相析出,但数量很少,在时效后期有所粗化,数量没有增加。     

时效时间对PH13-8Mo不锈钢组织和力学性能的影响

将PH13-8Mo不锈钢在925℃固溶70 min,在-70℃冷处理2 h,再在535℃分别时效3、4、5、6 h,利用光学显微镜和力学性能测试设备，研究了时效时间对试验钢显微组织和力学性能的影响。结果表明，试验钢经535℃时效后有金属间化合物析出，该析出相随着时效时间延长逐渐长大；在时效4 h后试验钢具有较高的硬度和强度，并保持了足够的冲击吸收能量，具有较好的综合力学性能；随着时效时间延长，钢的硬度和强度下降，冲击吸收能量升高。     

时效时间对00Ni18Co12Mo5Ti不锈钢组织与力学性能的影响

采用电子显微镜、扫描电镜、万能试验机、洛氏硬度计等研究了00Ni18Co12Mo5Ti马氏体时效硬化不锈钢在480℃经不同时间时效处理后的组织与力学性能。结果表明:固溶态的00Ni18Co12Mo5Ti试验钢组织主要为板条状马氏体,随着时效时间的延长,组织中球状析出相数量先增加后减少,480℃×6 h时效试验钢析出相数量较多。试验钢经850℃×1 h固溶处理后,进行480℃不同时间的时效处理,随着时效时间的增加,试验钢的硬度先迅速提高达到峰值,随后有小幅下降趋势。480℃×6h时效试验钢的硬度、抗拉强度均达到最大值,分别为51.4HRC、1915MPa,伸长率达到10.7%。     

回火温度对GCr15机械轴承钢组织和力学性能的影响

通过显微组织观察、拉伸试验、冲击试验和洛氏硬度试验等方法,研究了GCr15轴承钢终热处理工艺中回火温度对其组织与力学性能的影响。结果表明:在本试验条件下,淬火态GCr15钢试样组织主要由淬火马氏体、残余奥氏体及碳化物组成。在440～760℃温度范围内,随着回火温度的升高,GCr15钢试样组织中不断有碳化物析出并聚集,残余奥氏体逐渐分解。GCr15钢试样经830℃×30min油淬+520℃×2h回火终热处理后,其硬度为48.3HRC,抗拉强度为1536MPa,伸长率为13.5%,断面收缩率为47.8%,GCr15钢的综合性能优良,达到渗碳工艺处理G20Cr2Ni4A钢性能水平。     

高温回火对4330V钢组织及力学性能的影响

通过显微组织观察、拉伸和冲击试验、硬度测试等研究了高温回火温度对4330V钢组织及性能的影响。结果表明,4330V钢经880℃油淬560~650℃回火后的组织均为回火索氏体+片状或块状铁素体+碳化物;钢在620℃回火后具有优良的强韧性匹配;560℃回火后,室温强度和布氏硬度达到最大,冲击吸收能量则最低,而650℃回火后则反之。随着回火温度升高,4330V钢的抗拉强度、屈服强度、硬度逐渐下降,冲击吸收能量逐渐升高。     

时效温度对AM 355不锈钢组织和力学性能的影响

对AM 355不锈钢进行了1 070℃固溶处理、-73℃冷处理,随后分别在200℃、240℃、300℃、340℃、400℃和480℃时效处理3 h。检测了钢的力学性能和显微组织。结果表明:AM 355不锈钢在低于300℃的温度时效后,其组织为回火马氏体和碳化物;随着时效温度的升高,有析出相出现,在480℃时效后析出相与基体仍保持共格关系。此外,随着时效温度的升高,钢的强度和硬度先降后升,塑性则先升后降。     

水韧处理对ZGMn18Cr2铸件组织与性能影响

采用两种不同水韧处理工艺对未达到使用寿命即发生破裂的ZGMn18Cr2超高锰钢衬套试样进行处理,并对比分析了水韧处理前后试样的组织与力学性能。结果表明,加热至1 120℃,保温15 h后快速水冷的水韧处理的硬度值降低,钢中未溶碳化物和析出碳化物几乎消失,碳化物级别显著提高;钢的抗拉强度、伸长率、断面收缩率、冲击吸收能量等力学性能指标得到大幅度提高,显著改善了钢的综合力学性能,提高了衬套的使用寿命。     

热处理对铸造4Cr9Si2耐热钢显微组织和性能的影响

研究了热处理对铸造4Cr9Si2耐热钢的显微组织和性能的影响。结果表明:铸造4Cr9Si2钢在铸态下组织为板条马氏体,经860℃×2 h退火处理后,在铁素体基体上析出粗大粒状和条状M_(23)C_6型碳化物,硬度降低,但冲击吸收功很低;经1020℃×2 h空冷正火+720℃×2 h回火热处理后,随后的冷却速率对显微组织和冲击吸收功影响很大。采用炉冷方式冷却的4Cr9Si2耐热钢存在高温回火脆性现象,组织中有细小弥散碳化物析出,造成二次硬化,硬度较720℃回火后水冷的试样高,冲击吸收功低。     

Q235钢离子渗铬及渗氮复合处理的耐磨性

利用针状铬丝在Q235钢表面进行1000 ℃×4 h等离子渗铬,对渗铬试样分别进行(480、520、560 ℃)×6 h的离子渗氮处理.对经过渗铬和离子渗氮处理的试样进行磨粒磨损耐磨性试验.结果表明,Q235钢渗铬后表面铬含量为22wt%,渗层厚度为50 μm.渗铬层经渗氮处理形成了含铬氮化物(CrN、Cr2N)及少量含铬碳化物(Cr23C6)组成的表面强化层,表面显微硬度最高达1500 HV0.1.磨粒磨损试验表明,与未处理Q235 试样比较,渗铬并经过480、520、560 ℃离子渗氮处理的试样耐磨性分别提高了1.50、3.05和1.44倍;520 ℃离子渗氮试样较T10钢淬火+低温回火试样及3Cr13离子渗氮试样分别提高了2.20倍和2.73倍.     

双级时效对Al-Zn-Mg-Cu合金组织与性能的影响

采用透射电镜(TEM)、显微硬度计、电导仪等研究了单级与双级时效处理对Al-Zn-Mg-Cu合金组织和性能的影响。结果表明:与单级时效相比,双级时效处理的Al-Zn-Mg-Cu合金硬度有所降低,导电率明显提高。双级时效的终时效温度为140～180℃,终时效时间在8～14 h,随着时效温度的升高和时效时间的增加,合金试样的硬度均逐渐降低,导电率均逐渐升高。Al-Zn-Mg-Cu合金经475℃×4 h的固溶处理后,再进行120℃×8 h+160℃×12 h双级时效后,试样导电率达到37.6%IACS,比120℃×24 h单级时效处理试样的导电率提高了25.8%。     

时效处理温度对0Cr12Mn5Ni4Mo3Al钢力学性能的影响

对0Cr12Mn5Ni4Mo3Al钢进行固溶热处理,选定430 ℃、480 ℃、520 ℃、560 ℃、590 ℃共5个温度进行时效处理试验,探讨了时效处理温度对0Cr12Mn5Ni4Mo3Al钢的硬度和拉伸性能的影响规律,确定了制备某设备上的高压无扩口导管钢材的最佳固溶处理温度范围为1 000～1 050 ℃,最佳时效温度范围为480～520 ℃.     

奥氏体耐热钢中的纳米析出相研究

采用扫描电镜、透射电镜和X-射线衍射仪研究了固溶处理后不同温度时效处理对25Cr-20Ni-Nb N奥氏体耐热钢显微组织和性能的影响。结果表明,试验钢经过1150℃固溶处理后的显微组织为奥氏体基体内分布粗大颗粒状Nb Cr N相(Z-相);在650~900℃时效处理1 h后,在奥氏体晶界上析出M_(23)C_6型碳化物;在850℃时效1 h后,除在奥氏体晶界上析出M_(23)C_6型碳化物外,还在奥氏体晶粒内部析出均匀分布的纳米尺寸Z-相,纳米尺寸Z-相的颗粒密度达到每平方微米7.8个;试验钢的硬度随时效温度的升高先降低后升高再降低,在850℃时达到最大值,硬度的变化与纳米尺寸的Z-相析出强化有关。     

时效处理对高锰钢组织及耐磨性能的影响

研究了时效处理对高锰钢硬度、冲击韧度、冲击磨料磨损性能的影响,并利用金相显微镜观察金相组织,XRD分析物相组成,SEM观察磨损形貌。结果表明:300℃时效处理2 h后,高锰钢晶内析出大量细小弥散分布的碳化物;硬度随时效温度的升高而增加,冲击韧度先上升后下降,300℃时达到峰值188 J/cm~2;300℃时效后高锰钢的耐磨性最佳,比未时效时提高10%~15%,且磨损表面无严重变形。     

汽车用6082铝合金时效工艺研究

以加压成形工艺制备了6082铝合金。合金经530℃×25 min的固溶处理后,进行了不同温度和时间的时效处理试验。利用显微组织观察、硬度测试、拉伸性能测试等测试分析手段,研究了不同时效处理对6082铝合金组织和力学性能的影响。结果表明:随着时效温度的升高,6082铝合金试样晶内和晶界析出的强化相逐渐增多。200℃时效试样组织中晶粒明显增大,且析出相粒子有所长大。经180℃×8 h时效处理的试样,组织中大量强化相粒子弥散分布在晶内和境界处,晶粒也未明显长大。铸态6082铝合金试样经530℃×25 min+180℃×8 h的固溶时效处理,试样强化效果最佳,合金的抗拉强度、屈服强度和硬度分别达到317.5 MPa、307.4 MPa和143.4 HV,其中抗拉强度比铸态试样提高了68.4%。     

中高温时效处理对Cr21铁素体不锈钢组织和性能的影响

采用光学显微镜、扫描电子显微镜和透射电镜并通过硬度和冲击实验,研究了Cr21铁素体不锈钢经固溶+时效处理后的显微组织和性能。结果表明:Cr21铁素体不锈钢经600、650℃和750℃时效处理50 h内均未形成sigma相以及铬的碳化物,主要析出了大量的TiC、NbC和(Ti,Nb)C复合粒子以及少量的Fe2Nb(Laves相)。在600、650℃时效处理50 h内,钢的硬度基本是先升高后降低,韧性先降低后升高。而750℃时效时则硬度几乎一直升高,韧性一直降低。