冷却工艺对40CrMoNbVTi钢组织和性能的影响

研究了冷却工艺对40CrMoNbVTi钢组织和性能的影响。结果表明,780 ℃淬火油冷、550 ℃回火后试样具有较高的抗拉强度和冲击吸收能量,分别为1250 MPa和78.63 J;20%聚乙二醇商用淬火液冷却后的抗拉强度为1140 MPa,冲击吸收能量为80.7 J;油冷及20%聚乙二醇淬火液冷却后组织为索氏体组织和少量的铁素体。860 ℃淬火雾冷/空冷+550 ℃回火后试样的抗拉强度分别为1010 MPa和945 MPa,冲击吸收能量分别为35.7 J及38.4 J,组织为回火索氏体或粒状贝氏体。780 ℃淬火油冷/商用淬火液冷却是较为合适的淬火冷却工艺。780 ℃淬火油冷/20%聚乙二醇淬火液冷却+550 ℃回火后冲击断裂机制为韧性断裂,860 ℃淬火雾冷/空冷550 ℃回火后冲击断裂机制为脆性断裂,增加淬火冷却速度可以改善冲击断口形貌。     

60Si2CrA的淬透性及低温回火温度对组织性能的影响

利用DIL805A热膨胀仪并结合显微组织-硬度法,测得60Si2Cr A钢的临界冷却速度;并且对该钢淬火+低温回火后的回火马氏体组织、硬度及冲击韧度作了分析研究。结果表明:60Si2Cr A钢的临界冷却速度为3~5℃/s,低于该冷却速度主要发生珠光体转变;该钢870℃淬火后低温回火,回火温度越高,硬度越低,冲击韧度越高;该钢200℃低温回火4 h,可得到最佳的综合性能。     

34Mn6钢P110石油套管调质工艺研究

采用相变仪对34Mn6钢的奥氏体连续冷却转变(CCT)曲线进行测定和分析。结果表明,当冷却速度为0.1~1℃/s时,相变组织为铁素体和珠光体;当冷却速度≥5℃/s时开始发生贝氏体转变;当冷却速度≥10℃/s时开始发生马氏体相变;当冷却速度50℃/s时,奥氏体几乎全部转变为马氏体。采用正交试验法研究了淬火温度和保温时间、回火温度和回火时间对34Mn6钢力学性能的影响。结果表明,淬火温度对性能影响较小;回火温度是影响屈服强度、抗拉强度和冲击吸收能量最主要的因素。根据试验结果确定了工业试验的热处理参数,并进行了试验验证。结果表明,139.7 mm×9.17 mm套管的屈服强度处于标准的中上限范围;冲击吸收能量的最小值高于标准71.5%,断后伸长率的最小值高于标准48.4%。     

回火温度对30CrMnSiA钢力学性能的影响

30CrMnSiA钢样品经890℃油冷淬火处理后,分别在450-590℃进行回火处理。通过光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)以及力学试验机等手段,研究了热处理后30CrMnSiA钢的显微组织以及力学性能。结果表明:随着回火温度的升高,30CrMnSiA钢组织中的回火索氏体占比不断提高,合金强度下降,伸长率增加。经890℃淬火+500℃回火处理后低合金钢的综合性能较佳,硬度、抗拉强度、屈服强度、伸长率和冲击韧度分别为39 HRC、1302 MPa、1147 MPa、11. 3%和28 J/cm~2。30CrMnSiA钢在530～550℃左右会发生回火脆性。回火温度继续升高,冲击韧度得以恢复。回火温度为590℃时,冲击韧度达到41. 25 J/cm~2,而抗拉强度和屈服强度分别为1126 MPa和1027 MPa。     

热处理工艺对1.25Cr0.5MoSi钢组织和力学性能的影响

通过Gleeble-3800热模拟和热处理试验研究了热处理工艺对1.25Cr0.5Mo Si钢组织和性能的影响。结果表明:钢在950℃保温140 min后淬火水冷(冷却速率3~20℃/s),然后710℃保温245 min回火,空冷可获得回火贝氏体组织和优良的综合力学性能。钢板试样经模拟焊后热处理组织为回火贝氏体,钢板在690℃模拟焊后热处理0~32 h后,屈服强度达到400~470 MPa,抗拉强度560~600 MPa。当冲击温度低于-20℃时,冲击功急剧下降。随着模拟焊后热处理时间的延长,碳化物逐渐变粗大并沿晶界分布,导致钢板强度和低温冲击韧性大幅下降。     

AISI4150H钢大齿圈的热处理

大型AISI4150H钢齿圈毛重近5 t,需进行调质处理。但该齿圈淬火后发现开裂,而且调质后齿根硬度偏低。为此对齿圈的热处理工艺进行了改进:在850℃加热7 h,空冷至800℃左右,随后在PAG水溶液中淬火冷却至约600℃,空冷1 min,再在PAG水溶液中冷却至约400℃,空冷2 min,最后在PAG水溶液中冷却至室温。接着在580℃;回火8 h,再升温至590℃回火2h,在PAG水溶液中冷却,随后再次在580℃回火6 h,在PAG水溶液中冷却。结果,经改进工艺调质处理的AISI4150H钢大齿圈达到了技术要求。     

淬火工艺对低合金耐磨钢组织与力学性能的影响

选用不含Nb钢和含Nb(质量分数,0.021%)钢作为试验材料,采用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、布氏硬度测试、冲击和拉伸等试验手段研究试验钢轧制后在不同温度加热淬火+回火及850℃在线淬火+不同温度回火两种热处理工艺下的组织和综合性能。结果表明:再加热淬火+回火工艺下,含Nb钢随淬火温度的提高,强度和韧性都有所提高,在950℃淬火+200℃回火处理下综合性能最佳,其强度为1843 MPa,硬度值为567 HBW,-20℃下的冲击吸收能量为31 J,符合NM500的标准;在线淬火+回火工艺下随着回火温度的提高,试验钢的综合性能降低,但含Nb钢的性能都高于相同条件下的不含Nb钢。含Nb钢在850℃在线淬火+200℃回火处理下综合性能最佳,其强度为1818 MPa,硬度值为562 HBW,-20℃下的冲击吸收能量为30 J,同样达到了NM500的标准。     

热处理工艺对1Cr12Ni3Mo2VN耐热钢力学性能的影响

研究了热处理工艺对1Cr12Ni3M02VN钢力学性能的影响。结果表明，淬火温度超过1030℃时．钢的奥氏体晶粒显著长大，导致抗拉强度和冲击韧度都显著降低；淬火加热时间即奥氏体化时间为0．5～1h时，钢的抗拉强度和冲击韧度均明显下降；淬火加热时间超过1h，二者的变化不大。若淬火和回火冷却速度过低，则沿晶界析出碳化物M23C6，从而导致冲击韧度明显下降。     

TEMPER BRITTLENESS OF P-DOPED STEELS 35CrMnSi AND 35CrNi3——Grain Boundary Segregation of P and Effect of La Addition

用Auger电子能谱(AES)研究了含磷450ppm的35CrMnSi和35CrNi3钢回火脆性与杂质元素磷及合金元素Ni,Cr,Mn晶界偏聚的关系。含磷钢的回火脆性主要是由磷在原奥氏体晶界偏聚所致。经1200℃油淬、625℃回火1h水冷的所谓“韧态”,磷已在晶界大量偏聚,钢已明显脆化;经阶梯冷却脆化处理后,晶界磷浓度成倍增加。在阶梯冷却脆化期间,Ni-Cr钢中磷的晶界偏聚速率比Cr-Mn-Si钢大。试验钢的FATT与晶界含磷量成正比;Ni-Cr钢中晶界Ni与磷呈线性关系。试验钢中加入La能够减少相同状态下的晶界磷浓度,从而改善钢的回火脆性。     

热处理工艺对Cr-Mo-(V)型轴承钢组织和性能的影响

研究了V和Mo元素的添加以及热处理制度对轴承钢组织与性能的影响。采用SEM、XRD、EBSD和TEM等手段表征和测试了试验钢的微观组织、断口形貌、力学性能、显微硬度和冲击吸收能量,并计算了残留奥氏体的含量。结果表明,经贝氏体等温淬火处理后,相比于淬火+回火处理,不同试验钢的抗拉强度均高于淬火+回火处理,而显微硬度则相反,冲击吸收能量改善最为明显。经贝氏体等温淬火处理后,试验钢的断口具有孔洞聚合型断裂的特征,而经淬火+回火处理后的断口属于解理断裂;加入V和Mo元素后,残留奥氏体的含量均降低,并存在两种形态,一是分布于晶界处的块状残留奥氏体,平均尺寸在500 nm左右;二是分布在贝氏体板条间的薄膜状残留奥氏体,平均尺寸在100 nm左右。     

26CrMoVNbRE钢高效热处理调质工艺边界探索

研究了不同淬火温度、淬火保温时间、回火温度及回火保温时间对26CrMoVNbRE钢组织与性能的影响,结果表明,试验钢870~900 ℃淬火后高温回火,显微组织为回火索氏体,原始奥氏体晶粒细小均匀。870 ℃保温40 min淬火,与900 ℃保温30 min淬火屈服强度相近,前者有良好的综合力学性能,后者更有利于现场高效热处理。900 ℃保温30 min淬火,再经720 ℃回火60 min调质处理,BT110TS钢级油套管各项力学性能满足技术要求。采用SEM结合EDAS对不同回火温度条件下的析出物进行观察,结果表明,试验钢第二相析出物为M₂C型碳化钼以及M₃C型碳化铬形成的复合相,随着回火温度的降低,分布在晶界上的析出物增多,不利于低温冲击性能与耐应力腐蚀。     

含磷Cr-Mn-Si和Ni-Cr钢回火脆性的研究——磷在晶界偏聚及添加La的作用

用Auger电子能谱(AES)研究了含磷450ppm的35CrMnSi和35CrNi3钢回火脆性与杂质元素磷及合金元素Ni,Cr,Mn晶界偏聚的关系。含磷钢的回火脆性主要是由磷在原奥氏体晶界偏聚所致。经1200℃油淬、625℃回火1h水冷的所谓“韧态”,磷已在晶界大量偏聚,钢已明显脆化;经阶梯冷却脆化处理后,晶界磷浓度成倍增加。在阶梯冷却脆化期间,Ni-Cr钢中磷的晶界偏聚速率比Cr-Mn-Si钢大。试验钢的FATT与晶界含磷量成正比;Ni-Cr钢中晶界Ni与磷呈线性关系。试验钢中加入La能够减少相同状态下的晶界磷浓度,从而改善钢的回火脆性。     

等温淬火对9SiCr钢显微组织与力学性能的影响

研究了淬火工艺对9SiCr钢力学性能的影响,并分析了9SiCr钢的显微组织。结果表明:9SiCr钢经常规热处理后冲击韧度不足。经860℃×30 min淬火+200℃×9 min盐浴等温淬火后,9SiCr钢的硬度与常规淬火的硬度相当;再经180℃×2 h回火处理后,冲击韧度比常规淬火的提高了49.5%,钢的综合力学性能得到改善。     

回火温度对1100 MPa高强海工钢组织及析出的影响

采用OM、EBSD和TEM等分析方法对超高强含Cu海工钢经850℃淬火+不同温度回火处理后组织和力学性能进行了研究。结果表明，试验钢在425℃回火时出现硬度峰值435 HV5,这是基体中细小弥散分布的Cu(5 nm)粒子和少量的碳化物粒子的协同强化作用。在525℃过回火状态下，试验钢基体中Cu粒子发生粗化(6.5 nm),试验钢的强度下降，并且此时试验钢中脆化相M₃C渗碳体完全溶解转化为了更稳定的M₂C析出相、大角度晶界密度的增加和薄膜状逆转变奥氏体的含量增加等因素，使得-40℃时的冲击吸收能量KV₂从475℃回火的6 J提升至525℃回火的180 J,低温韧性得到了显著改善。随着回火温度的再次升高，马氏体基体软化更为明显，且Cu粒子和M₂C碳化物进一步粗化，试验钢的强度明显降低。试验钢在525℃回火能获得良好的强韧性匹配，抗拉强度和屈服强度分别为1188 MPa和1119 MPa,-40℃时的冲击吸收能量KV₂为180 J。     

低碳Mn系水淬贝氏体钢的组织和力学性能

研究了第二代Mn系空冷贝氏体钢合金体系,即低碳Mn系水淬贝氏体钢,为高强结构钢调质钢开辟了一条新途径,给出了试验钢在水淬工艺下的组织和力学性能.结果表明:随着冷却速度的加快,试验钢中将依次出现粒状贝氏体/仿晶界铁素体,粒状贝氏体,粒状贝氏体/马氏体组织,马氏体组织;与传统淬火钢27SiMn相比,试验钢具有突出优良的淬透性,韧性,切削性能,可以水冷,不需要油冷;直径300 mm的圆柱淬火后可得到粒状贝氏体组织,试验钢经中低温回火后,屈服强度大幅上升,抗拉强度变化不大;在300℃回火后具有最高的屈服强度,1/2半径处,σh～900 MPa,σ0.2～630 MPa,AKU(-20℃)～60 J,屈强比约为0.7;试验钢经高温回火后,将析出粒状碳化物,冲击韧度大幅上升,AKU5～65 J.     

两相区淬火+回火对建筑用钢组织与性能的影响

对建筑用低合金钢进行了直接淬火+回火、一次淬火+回火和二次淬火+回火热处理,研究了奥氏体化温度对试验钢拉伸性能、-20℃冲击性能和显微组织的影响规律,优化了试验钢的淬火+回火工艺,并分析两相区淬火+回火工艺的作用机理。结果表明,三种不同热处理工艺下,试验钢的抗拉强度、规定塑性延伸强度、屈强比和-20℃冲击吸收能量都随着奥氏体化温度的升高而呈现不断降低的趋势,采用一次淬火+回火或二次淬火+回火热处理可以显著降低试验钢的屈强比并提高冲击吸收能量,适宜的奥氏体化温度为900~1000℃;直接淬火+回火试样的显微组织为回火马氏体,一次淬火+回火和二次淬火+回火试样的显微组织都为回火马氏体+铁素体,同时在马氏体板条界面或者相界面处析出了尺寸不等的细小M_(23)C_6相。     

07MnCrMoVR水电钢的生产工艺及组织性能

采用激光共聚焦扫描显微镜对07MnCrMoR水电钢奥氏体晶粒长大的动态过程进行了原位观察,并对其静态CCT曲线进行了测定,利用淬火机和热处理炉对38 mm厚的试验钢进行了淬火和回火试验。结果表明:试验钢在1200℃以下加热时奥氏体晶粒长大趋势不明显;当冷却速率为0.05~0.25℃/s时,试验钢的组织转变为多边形铁素体+珠光体,冷却速率为0.5~20℃/s时转变为贝氏体组织,冷却速率为20~50℃/s时转变为马氏体组织;930℃淬火后,试验钢的组织转变为板条贝氏体+马氏体,600℃回火后转变为铁素体+回火贝氏体,大量的碳化物在铁素体基体上析出,其屈服强度为602 MPa,抗拉强度为713 MPa,-20℃低温冲击吸收能量为259 J,力学性能高于国家标准的要求,为最佳的调质生产工艺。     

SKD61钢的热处理工艺和性能研究

热作模具钢SKD61通常用作铝、镁合金压铸模。采用不同工艺对这种钢进行淬火、回火，然后测定不同组织状态的硬度和冲击韧度，用扫描电镜分析冲击断口的形貌。结果表明，淬火温度对钢的硬度影响较大，当淬火温度高于1100℃时，钢的组织粗大，晶界粗化，冲击韧度明显降低。经1040℃淬火和590℃回火的SKD61钢具有较好的冲击韧度和较高的硬度。     

26CrMoNbTiB钻杆用钢亚温淬火强韧化工艺

以G105石油钻杆用钢26Cr Mo Nb Ti B为研究对象,采用组织分析与性能测试等方法对比研究了调质处理和亚温淬火对试验钢组织与性能的影响。结果表明:试验钢完全淬火后再进行亚温淬火,可获得铁素体/马氏体复相组织,在保持材料强度基本不下降的同时显著提高钢的冲击性能,具有明显的强韧化效果;亚温淬火工艺参数对复相组织组成相的比例及组织的形态与分布特征有非常重要的影响,过低的亚温淬火温度及亚温淬火后的低温回火均不利于钢的韧性改善;力学性能测试结果表明,试验钢最佳亚温淬火工艺为900℃×30 min完全淬火+780℃×30 min亚温淬火+590℃×65 min回火,此时钢的强韧性配合最好。分析认为,这归功于晶粒细化、适量未溶铁素体以及少量残留奥氏体等的综合作用。     

中碳Cr-Si-Mn系耐磨铸钢的组织与性能

研究淬火和回火温度及冷却速度对中碳Cr-Si-Mn系低合金耐磨铸钢组织和力学性能的影响.结果表明,随淬火温度的升高,钢中板务马氏体的特征越明显,温度超过1 100℃后奥氏体晶粒尺寸稍有长大.淬火温度提高对钢的硬度值无明显影响,保持在50～52 HRC左右,但冲击韧度明显提高,在1 050℃时达到75 J·cm-2.回火温度低于或高于250℃时,冲击韧度均降低.冷却速度约为9℃/min时可获得的贝氏体/马氏体复相组织,此时残余奥氏体量约为5%,硬度值下降为45 HRC,而冲击韧度值为125 J·cm-2.