中碳Cr-Ni-Mo-V高强度钢的高温拉伸行为研究

利用MTS880试验机测试了40CrNi3MoV钢和50CrNi5MoV钢在高温下的拉伸性能。结果表明:试验钢的抗拉强度、屈服强度随试验温度的增加而降低,断面收缩率、伸长率随着试验温度的增加而增加。在350℃时,50CrNi5MoV钢与40CrNi3MoV钢的抗拉强度分别为1395、1180MPa;在500℃拉伸时,50CrNi5MoV钢与40CrNi3MoV钢的抗拉强度分别为1185、978MPa。与室温拉伸时的强度相比,350℃拉伸时50CrNi5MoV钢与40CrNi3MoV钢抗拉强度的下降率分别为14%和15%;500℃拉伸时50CrNi5MoV钢与40CrNi3MoV钢抗拉强度的下降率分别为27%和29%。50CrNi5MoV钢不但室温强度高,而且在500℃的高温下抗拉强度仍比40CrNi3MoV钢高200MPa左右,这说明50CrNi5MoV钢更适合在高温下使用。     

添加Al、Cu对40CrNi3MoV钢组织和力学性能的影响

利用OM、SEM、TEM以及力学性能测试等表征手段研究了添加Al、Cu的40CrNi3MoV钢在900 ℃油冷淬火及450~650 ℃回火后的显微组织和力学性能的变化规律。结果表明,试验钢经淬火+回火后的显微组织主要为回火索氏体,同时析出了纳米级NiAl-Cu析出相,最佳回火温度区间为500~550 ℃。由于基体中析出纳米尺度B2结构的NiAl析出相,对添加Al的试验钢中微裂纹的扩展有较强的阻碍作用, 500~550 ℃回火时抗拉强度最高增幅达200 MPa;进一步添加Cu后,富Cu相和位错的相互作用使得试验钢的屈服强度提高了150 MPa。500 ℃回火时抗拉强度为1706 MPa,屈服强度为1505 MPa,试验钢的拉伸和冲击断口呈现出典型的解理断裂特征,有明显的撕裂棱。     

25CrNi3MoV大型锻件用钢冲击性能的研究

对新型大锻件用钢25CrNi3MoV在不同回火温度和冲击试验温度下的组织与冲击性能进行了研究.结果表明,25CrNi3MoV钢在200～600 ℃范围内回火时,随回火温度的升高,屈服强度缓慢下降、冲击吸收功缓慢增大;600 ℃以上回火时,强度急剧下降、冲击功迅速升高.670 ℃回火后,试验钢具有良好的强韧性配合,屈服强度为750 MPa,室温冲击功为92 J,脆性转变温度50% FATT为-90 ℃.     

在线淬火型微合金高强钢的回火组织与性能

对在线淬火型微合金高强结构钢在400~600 ℃范围内进行回火40 min处理,以研究不同回火温度对试验钢显微组织和力学性能的影响。通过光学显微镜、扫描电镜等进行组织观察分析,同时测量试验钢回火后的强度、硬度及-40 ℃冲击吸收能量等进行力学性能分析。试验结果表明:随着回火温度的升高,试验钢强度及硬度整体呈下降趋势,冲击性能整体上升,并在450~500 ℃出现回火脆性区。同时随着回火温度升高,试验钢组织中马氏体逐渐宽化减少,铁素体含量增多。450 ℃回火时,试验钢的组织为回火托氏体,此时其屈服强度和硬度分别为840 MPa和304 HV3,断后伸长率为14.4%,-40 ℃冲击吸收能量为129 J,达到良好综合力学性能。     

回火温度对1100 MPa级高强钢组织与性能的影响

研究了920 ℃水淬+不同温度回火后1100 MPa级高强钢的显微组织和力学性能。结果表明:回火温度为250 ℃时,所得到的力学性能最佳,抗拉强度、屈服强度、硬度、断后伸长率和冲击吸收能量分别为1423 MPa、1220 MPa、446 HV5、14.2%和56 J。随回火温度的升高,抗拉强度、屈服强度、硬度值整体呈现下降的趋势,冲击吸收能量先减小后增加。回火温度为150 ℃时,组织为回火马氏体和ε碳化物,析出的ε碳化物呈细长杆状。回火温度上升到250 ℃之后,马氏体板条稍有粗化,ε碳化物长大。随回火温度继续升高,板条马氏体逐渐转变为等轴铁素体,ε碳化物也会转变为渗碳体并逐渐球化粗化。     

系泊链用10CrNi5MoV钢的力学及耐腐蚀性能

通过静态全浸腐蚀试验研究了人工海水条件下10CrNi5MoV钢的耐腐蚀性能并与传统R3级钢进行了对比,通过慢应变速率拉伸试验对比研究了系泊链用10CrNi5MoV钢在不同回火温度热处理后的应力腐蚀断裂敏感性。结果表明:10CrNi5MoV钢在640~660℃回火热处理具有低的应力腐蚀断裂敏感性,且常规力学性能较好;随回火温度进一步升高,组织中出现大量的MA(马氏体-奥氏体)岛,断口的韧窝由等轴韧窝变为剪切韧窝,应力腐蚀断裂敏感性较高。10CrNi5MoV钢常规力学性能以及在人工海水中的耐蚀性都优于R3级钢。     

回火温度对40CrNi3MoV钢组织和力学性能的影响

研究了回火温度对不同Mo含量的40CrNi3MoV试验钢组织和力学性能的影响。结果表明,试验钢在525 ℃回火时开始析出M₂(C, N)相,在550~575 ℃回火时M₂(C, N)相含量达到峰值。随回火温度的升高,试验钢硬度和强度降低,但塑性和韧性则升高。由于M₂(C, N)相的二次硬化作用,将Mo含量从0.43%提高到1.06%后,40CrNi3MoV钢经575 ℃回火后的抗拉强度可以达到1500 MPa级,同时具有良好的塑性和韧性。     

发动机用SCM435钢的组织与疲劳性能

采用SEM、TEM以及拉伸测试等研究SCM435钢在870℃淬火、350～650℃回火后的组织和力学性能。结果表明,回火温度为350℃时,其组织是板条马氏体及少量碳化物;随着回火温度的升高,马氏体的板条形态逐渐消失,碳化物沿板条方向析出长大,其中525℃回火后的组织尚有明显的马氏体板条形态并弥散分布着短棒状渗碳体。在试验回火温度范围内调控SCM435钢的力学性能,可以满足8.8～12.9级紧固件的力学性能要求。试验验证了870℃淬火+525℃回火钢的疲劳性能,中值疲劳极限σ_a50为425 MPa,具有较好的疲劳性能。     

回火温度对低合金高强锰钢组织与性能的影响

研究了不同回火温度对低合金高强锰钢力学性能和微观组织的影响。结果表明,随着回火温度升高,抗拉强度逐渐降低,屈服强度先升后降,硬度先基本持平随后逐渐下降,冲击功的变化趋势为先升后降再升高。回火温度200~250℃时,抗拉强度高于1 500 MPa,-40℃冲击功大于80 J,力学性能较好;钢的组织主要为回火板条马氏体。     

回火温度对淬火22MnB5热成形钢组织及性能的影响

对22Mn B5热成形钢进行淬火和回火处理,利用扫描电镜、透射电镜、电子背散射衍射技术、室温拉伸检测等方法研究回火温度对22Mn B5热成形钢显微组织和力学性能的影响。结果表明:随着回火温度(100~500℃)的升高,22Mn B5热成形钢的抗拉强度逐渐降低,温度超过200℃后显著降低,屈服强度先略为降低(100℃)再略为升高(200℃)最后显著降低(超过200℃),总伸长率逐渐提高,板条马氏体发生回复和再结晶,板条间的小角度晶界减少,板条边界逐渐模糊,马氏体板条粗化明显;经200℃保温10 min回火后,大部分板条马氏体略有粗化,屈服强度较100℃保温10 min先降低后略为提高至1292 MPa,伸长率为6.2%,出现硬化效应,热成形钢的综合力学性能得到明显改善。     

回火温度对DQ工艺1000 MPa级高强钢组织及性能的影响

采用OM、SEM、TEM研究了1000 MPa级高强钢在直接淬火条件下550～670℃范围内回火后的组织和性能。结果表明,在550℃至610℃之间回火时,马氏体板条开始回复,碳化物析出,试验钢组织以回火马氏体为主;在640℃至670℃之间回火时,马氏体板条开始发生再结晶,碳化物逐渐长大,试验钢组织以回火索氏体为主。采用DQ-T工艺生产1000 MPa级高强钢的最佳回火温度区间为610～640℃,此时规定塑性延伸强度为1012～1053 MPa,抗拉强度为1045～1092 MPa,塑性冲击吸收能量为38～39 J,伸长率为17%～19%,断面收缩率为40%～42%,有较好的综合力学性能。     

超高强钢直接淬火后回火组织与力学性能的研究

对试验钢进行了两阶段控轧后直接淬火到室温,研究了250~600℃不同回火温度对组织和性能的影响。结果表明:在低于350℃回火时,试验钢的组织为细小的板条马氏体,碳化物的尺寸细小,且具有良好的强韧性;350℃回火的综合力学性能最好,抗拉强度为1630 MPa,屈服强度为1395 MPa,-20℃冲击吸收功为22 J;高于350℃回火,马氏体板条宽度明显增加,碳化物长大粗化,强度下降;450℃回火,出现粗大的碳化物导致回火脆性,韧性最差。     

回火温度与钛含量对低合金耐磨钢组织及性能的影响

对两种不同Ti含量的低合金耐磨钢进行淬火后在160~540℃温度区间回火处理。结合冲击性能、力学性能及磨损实验的测试结果,利用SEM,TEM等对不同热处理状态实验钢的微观组织及析出相的分析,研究了回火工艺及组织演变对性能影响。结果表明,两组实验钢在190℃回火,均得到回火马氏体,回火马氏体形态仍然为板条状,板条间有(Nb,Ti,V)碳化物析出;而500℃回火时,马氏体板条消失,得到回火索氏体组织。两组实验钢淬火后在190℃与500℃回火时-20℃冲击功出现峰值,分别为40 J与60 J,其中Ti含量为0.09%的2号实验钢淬火及在190℃回火后,综合力学性能最佳,其屈服强度为1218 MPa,抗拉强度1507 MPa、硬度429.5 HV,伸长率17.5%,抗磨损性能也优于Ti含量较高(0.18%)的1号实验钢。     

回火温度对亚温淬火40CrNi2Mo钢组织和性能的影响

研究了回火温度对原始组织分别为退火态、回火马氏体以及调质态的40CrNi2Mo钢经亚温淬火后的组织和力学性能的影响。结果表明,三种原始组织40CrNi2Mo钢亚温淬火后的强度、硬度、塑性和韧性随回火温度的变化规律一致,且在400℃均出现回火脆性,其中调质态40CrNi2Mo钢经亚温淬火后在400～600℃回火的综合力学性能最好。     

回火温度对Q1100超高强钢组织和性能的影响

采用力学性能测试、显微组织观察、扫描电镜观察,研究回火温度对Q1100超高强钢组织和性能的影响规律。结果表明:试验钢900 ℃保温后水淬再200~300 ℃回火后,为回火板条马氏体组织;在 400 ℃和500 ℃回火后,为回火屈氏体组织;在600 ℃回火后,为回火索氏体组织。试验钢具有较高的回火稳定性,在400~600 ℃回火时,α铁素体仍保持板条马氏体的形状和位向。在200 ℃回火后,小角度晶界含量较多,阻碍微裂纹扩展,韧性较好,随着回火温度的升高,小角度晶界占比逐渐减少,在400 ℃回火后,小角度晶界占比较少,碳化物的析出恶化试验钢的韧性,发生了回火脆性,韧性最差,500 ℃和600 ℃回火后,试验钢的小角度晶界占比较400 ℃相差不明显,但试验钢回复程度较大且600 ℃回火发生部分再结晶,回火软化作用较大,韧性较高。当回火温度为200 ℃时,试验钢具有最佳的综合性能,屈服强度为1164.38 MPa,抗拉强度为1429.70 MPa,断后伸长率为14.66%,硬度为430.27 HV3,标准试样-40 ℃冲击吸收能量为92.30 J。     

回火对激光增材制造12CrNi2合金钢显微组织和力学性能的影响

以12CrNi2合金钢粉末为原料,采用激光熔化沉积技术制备了12CrNi2合金钢。采用光学显微镜、扫描电镜、显微硬度计和拉伸试验等研究了合金钢经不同热处理后的组织和性能。结果表明:制备的12CrNi2合金钢的组织主要由铁素体和少量奥氏体岛组成,经860℃淬火处理后转变为板条马氏体组织,合金的抗拉强度和屈服强度明显增加但伸长率显著降低。经200℃～500℃回火2 h后,随回火温度的升高,马氏体板条特征逐渐消失,不同类型碳化物不同程度析出,这导致合金钢抗拉强度和屈服强度连续降低而伸长率有所提高。     

回火温度对高强装甲钢组织与力学性能的影响

利用光学显微镜和透射电镜(TEM)研究了PRO500高强装甲钢经淬火、回火后显微组织与力学性能的演变规律。结果表明:870 ℃淬火组织为板条马氏体,随回火温度升高,马氏体逐渐完成分解,并伴随细小的碳化物颗粒析出、聚集长大,硬度总体呈逐渐下降趋势,600 ℃回火的硬度最低达到274 HV10;试验钢400 ℃回火可获得优良的综合力学性能,此时硬度为389 HV10,抗拉强度为1710 MPa,规定塑性延伸强度为1460 MPa,断后伸长率为11.0%。     

回火温度对00Cr16Ni5MoV不锈钢强韧性的影响

利用光学金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)等手段,系统研究了不同回火温度下00Cr16Ni5MoV马氏体不锈钢的组织和力学性能的变化。结果表明:00Cr16Ni5MoV不锈钢回火组织为回火马氏体+δ铁素体+逆转变奥氏体。随着回火温度的升高,板条马氏体组织逐步分解,逆转变奥氏体含量先增加后降低,在600℃时其含量达到最大值;00Cr16Ni5MoV不锈钢强度、硬度和屈强比则随着回火温度的升高先降低然后升高,在600℃回火后,强度、硬度和屈强比最低,而低温韧性变化趋势与强度相反。     

压裂泵阀箱用30CrNi2MoV钢回火工艺研究

采用OM观察、拉伸试验、冲击试验等方法,研究了不同温度回火对30CrNi2MoV钢显微组织及性能的影响规律。结果表明:540℃回火处理后,30CrNi2MoV钢试样组织为铁素体和片状渗碳体,630℃回火时组织为铁素体与颗粒状碳化物的混合组织。在540～630℃范围内,随着回火温度的升高,铁素体基体重新结晶,片状渗碳体逐渐发生粗化、扩散,最后呈颗粒状,均匀分布在基体中,30CrNi2MoV钢试样的抗拉强度和屈服强度逐渐降低,伸长率逐渐升高,冲击吸收能量先降低后升高。630℃回火后,30CrNi2MoV钢屈服强度满足压裂泵阀箱材料≥680 MPa的技术要求,且韧性最高,达到183 J/cm~2,可以更好地抵抗冲击应力,提高产品使用寿命。     

热处理工艺对300M超高强度钢组织和性能的影响

采用SEM、TEM等方法研究了不同回火温度对300M超高强度钢的显微组织和力学性能的影响。结果表明,300M钢经870℃淬火后,在290～320℃范围内回火,显微组织为板条马氏体、下贝氏体和残留奥氏体组成。随着回火温度的升高,板条马氏体宽度由260 nm增加到437 nm,位错密度减小,下贝氏体含量增多;合金的抗拉强度有所下降,韧性呈上升趋势,而屈服强度、伸长率和断面收缩率变化较小。当回火温度为300℃时,强度、塑性和韧性达到一个最佳匹配,合金具有最优的综合力学性能。