淬火和低温处理对X30CrMoN151组织性能影响

 为了探索X30 CrMoN 15 1高氮马氏体钢的最佳淬火+低温处理工艺，利用OM、XRD、SEM、EDS和EBSD等方法研究了不同淬火温度和低温处理对高氮钢显微组织和性能的影响规律。结果表明，当奥氏体化温度低于1 050 ℃，原奥氏体晶粒长大缓慢，当奥氏体化温度高于1 050 ℃后晶粒长大加剧。随着奥氏体化温度的升高，碳化物溶解加剧，油淬后的残余奥氏体呈线性升高；低温处理后残余奥氏体大幅度减少，奥氏体化温度越高冷处理后残余奥氏体下降越多。钢的硬度随淬火温度先升高后降低，在1 000 ℃硬度最高；低温处理后，硬度随淬火温度先升高后降低，在1 030 ℃硬度最高。钢的冲击韧性随淬火温度先升高后降低，在1 030 ℃时冲击韧性最佳；低温处理后，钢的冲击韧性大幅度下降。     

热处理工艺参数对矿用磨球力学性能的影响研究

为实现矿用磨球强韧性的进一步提升，本文研究了不同热处理条件下磨球的力学性能、显微组织形貌及物相特征。结果表明，不同热处理条件下磨球的显微组织均由马氏体、碳化物和残余奥氏体组成。基体的组织特征、碳化物的形态和分布、残余奥氏体的占比共同影响磨球性能：随着奥氏体化温度的提高，磨球硬度先升高后降低，冲击韧性连续下降；随着奥氏体保温时间的延长，磨球的硬度和冲击韧性均先升高后降低；随着回火温度的提高，磨球硬度连续下降，冲击韧性波动性上升；随着回火保温时间的延长，磨球硬度变化不大，冲击韧性呈下降趋势。对于实验磨球，较佳的热处理参数为：950℃保温3 h,快速入油淬火后300℃保温3 h进行回火，所得磨球洛氏硬度62.58 HRC,冲击功4.92 J,相比产品磨球可分别提高5.2%和51.9%。     

调质热处理对55NiCrMoV7模具钢组织与力学性能的影响

采用扫描电镜(SEM)、硬度测试、V型冲击实验和单向拉伸实验结合有限元建模仿真,研究了55NiCrMoV7模具钢在不同淬火温度(790～910℃)、回火温度(100～650 ℃)下的微观组织演化和力学性能的变化规律。结果表明,随着淬火温度升高,球状碳化物逐渐溶解到马氏体基体中,马氏体组织不断长大、粗化,残余奥氏体逐渐增多;淬火后HRC硬度值基本稳定在42～46,屈服强度和抗拉强度先增大后减小,870 ℃淬火后均达到最大值1 380 MPa和1485 MPa,冲击韧性在850 ℃淬火后最大,为26 J。在不同温度回火过程中,马氏体组织含量基本稳定,随着回火温度继续升高,残余奥氏体逐渐溶解,碳化物从马氏体边界处析出,细小而弥散。870 ℃ 4 h淬火+560 ℃ 6 h回火可以使55NiCrMoV7钢具有良好的综合力学性能。     

奥氏体化温度对51CrV4钢淬火组织和性能的影响

 为了找出51CrV4钢最佳的奥氏体化温度和最佳的综合力学性能，研究了奥氏体化温度对51CrV4钢淬火组织和性能的影响。试验结果表明，随着奥氏体化温度的升高，奥氏体晶粒逐渐长大，淬火后组织硬度呈先增大后减少的趋势，经460 ℃回火后的强度先增大后减小；当奥氏体化温度为880 ℃时，奥氏体晶粒细小均匀，得到的马氏体组织致密，强度和硬度均达到最大值；当奥氏体化温度达到910 ℃时，奥氏体晶粒粗大，而且试验钢出现明显的脱碳现象，强度、硬度和塑性明显下降。研究表明，在实现完全奥氏体化前提下，为保证晶粒均匀且不出现脱碳现象，51CrV4钢获得良好性能的最佳淬火温度为880 ℃。     

405不锈钢高温组织转变研究

通过热膨胀法以及Thermo-Calc热力学计算软件对SA240-405不锈钢铁素体向奥氏体转变的温度进行了测量和计算。进一步结合淬火与回火热处理,分析了405不锈钢在高温下组织随温度与时间的变化关系。研究结果表明,405不锈钢铁素体向奥氏体开始转变的温度为795~832℃,转变终了温度为910~925℃。温度高于1 050℃,随温度升高,奥氏体逐渐向铁素体转变,淬火后的马氏体含量降低。在950及980℃淬火,得到的组织为马氏体与铁素体的双相组织,淬火时间为30~60 min得到的硬度较高;进一步延长淬火时间,硬度逐渐降低。在730℃回火后得到的组织为铁素体与回火马氏体,无明显残余奥氏体,回火后组织的硬度随时间延长逐渐降低。     

热加工对含氮马氏体不锈钢组织转变和性能的影响

采用Thermal-calc计算了含氮马氏体不锈钢20Cr13的合金相图,据此进行了关键热加工工艺参数设计。采用金相、扫描电镜、X射线衍射、高温热模拟试验、拉伸试验和硬度测试等方法,研究了高温下均热温度对高温组织转变的影响以及高温铁素体对高温塑性的影响,同时研究了退火和淬火工艺对组织和性能的影响。结果表明:铸锭中的少量δ铁素体在单相奥氏体区高温长时间均热后并未消除;δ铁素体的存在降低了马氏体不锈钢的高温塑性;在临界温度长时间退火后,组织为铁素体基体上弥散分布球状碳化物的索氏体及沿晶界呈断续分布的点状碳化物,随退火温度的提高,索氏体晶粒尺寸增大,碳化物选择性地在晶界粗化长大,并呈断续状点状分布;950~1100℃奥氏体化淬火后的组织为板条马氏体+碳化物+少量残余奥氏体。淬火温度较低时,碳化物和残余奥氏体含量较高,淬火后马氏体硬度较低,提高淬火温度,碳化物充分溶解,奥氏体中的碳含量增加,淬火后板条马氏体硬度升高。     

淬火温度对30Cr15Mo1N高氮轴承钢组织和性能的影响

 利用金相显微镜、扫描电镜、Thermo-Calc热力学软件、洛氏硬度仪和冲击试验机等研究了淬火温度对高氮轴承钢30Cr15Mo1N组织和力学性能的影响规律。结果表明,随着淬火温度升高,钢中析出相（M23C6和M2N）逐渐溶解,基体中元素分布趋于均匀。在淬火温度低于1 050 ℃时,原始奥氏体晶粒未明显长大,高于1 050 ℃后晶粒急剧长大。随着淬火温度的升高,硬度先升高后降低,在1 000 ℃淬火后硬度最高。经低温处理后,30Cr15Mo1N的硬度明显提高,且并未发生显著降低。在900 ℃淬火后高氮轴承钢30Cr15Mo1N的冲击韧性最佳,而1 000及1 100 ℃淬火后韧性大幅度降低。     

回火时间对Fe-0.39C-3.69Mn中锰钢的组织和力学性能的影响

摘要：初始组织为片层珠光体的Fe-0.39C-3.69Mn（wt.%）钢板被快速加热到730℃保温90s后淬火至室温,获得包含13.2%残余奥氏体的板条马氏体组织。借助SEM、TEM、XRD和单向拉伸力学测试等试验手段,研究了在200℃回火时不同保温时间对微观组织和力学性能的影响,特别是对残余奥氏体体积分数和稳定性的影响。结果表明,随回火时间的增加,过渡碳化物逐渐增多并粗化,残余奥氏体含量先减少后不变;硬度、强度和均匀伸长率均逐渐降低,但断后伸长率由于马氏体回复而有所增加。片状残余奥氏体由于富Mn而具有较高稳定性,在200℃长时间回火后基本不发生分解。回火15min后获得最佳的综合力学性能,其屈服强度为1544MPa,抗拉强度为2031MPa,断后伸长率为10.1%。     

热处理工艺对Cr12MoV钢组织及硬度的影响

采用金相显微镜、XRD射线衍射仪及维氏硬度计等,研究了普通热处理和深冷处理工艺对Cr12MoV钢显微组织及硬度的影响。结果表明:Cr12MoV钢经普通热处理和深冷处理淬火后的组织均为隐针马氏体+残余奥氏体+碳化物,200℃低温回火后组织转变为回火马氏体+碳化物+残余奥氏体。深冷处理可大幅减少钢中残余奥氏体,提升钢的硬度;热处理采用1 020℃加热保温60 min淬火+(-196℃)深冷2 h+200℃回火保温120 min,硬度(HV30)值最高,可达780。     

合金元素对高氮不锈轴承钢组织与性能的影响

采用金相、扫描、X射线衍射和电化学等方法研究了合金元素对高氮不锈轴承钢组织性能的影响。结果表明:钢中加氮细化组织与碳化物,析出相尺寸随着氮含量的增加而降低。高氮不锈轴承钢1 030、1 050℃淬火后残余奥氏体体积分数达到20%～35%,而且碳氮含量越高,残余奥氏体越多。经冷处理及回火后残余奥氏体体积分数降至7%～10.3%,由于残余奥氏体的相变强化与碳氮化物析出强化,低温回火硬度约为59HRC,500℃高温回火硬度可达到58HRC～59HRC。高氮不锈轴承钢中析出相细化、基体贫铬区减少及氮-钼协同作用,使其耐蚀性能明显优于440C钢,而且钢中氮含量越高,耐蚀性能越好。因此,较高合金含量(C+N)的高氮不锈轴承钢兼具高硬度和优异的耐蚀性能。     

回火温度对铁基合金组织与力学性能的影响

将真空烧结的铁基合金奥氏体化、油淬后,在600~700℃温度下进行回火处理,保温1 h,空冷。测试回火后合金的硬度和冲击韧性,并用金相显微镜、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)观察和分析合金的组织、结构与断口形貌,研究回火温度对铁基合金组织与力学性能的影响。结果表明:随回火温度升高,第二相碳化物粒子M23C6的含量(质量分数)基本保持不变,约为3.5%;碳化物M6C的数量大幅减少,平均尺寸明显减小,碳化物M6C的第二相强化效果降低,硬度下降,同时基体组织软化,冲击吸收功增大。回火温度为675℃时,铁基合金保持较高的硬度40 HRC,冲击韧性较回火前提高11%。回火处理后的铁基合金断口形貌为典型的沿晶断裂     

回火温度对高氮轴承钢碳化物演变及硬度的影响

对高氮马氏体不锈轴承钢进行直接淬火并重复2次深冷及不同温度的回火处理,采用光学显微镜、SEM电镜,TEM电镜和洛氏硬度计等,研究了不同回火温度下碳化物的演变规律与硬度变化的相关性,在不同回火温度下根据硬度出现先下降后上升再下降变化的趋势,对各回火温度下碳化物的尺寸区间分布频数、单位面积数量、平均尺寸及碳化物所占单位面积比进行了表征及分析,结果表明:随回火温度由150升高到500℃,碳化物的尺寸随回火温度的升高从0.39长大至0.62μm,碳化物为近球形M23C6型。150~300℃回火时硬度下降与基体脱溶有关;300~450℃回火时碳化物单位面积数量及所占面积分数都增加;回火至500℃时,细小碳化物聚集长大单位面积数量减少,碳化物所占面积分数减少。由此得出回火时硬度变化与析出碳化物的单位数量和其面积分数有关。     

加热工艺对Nb-Ti微合金钢奥氏体晶粒长大的影响

 为了解加热制度对Nb Ti微合金钢的奥氏体晶粒长大和析出行为的影响，采用OM、TEM和EDS分析技术，研究了Nb Ti微合金钢在不同加热温度和保温时间的奥氏体晶粒长大行为，以及微合金元素碳氮化物析出行为。结果表明，随加热温度升高，奥氏体晶粒尺寸逐渐长大，当加热温度超过1 200 ℃时奥氏体晶粒尺寸快速长大。随保温时间延长，奥氏体晶粒尺寸逐渐长大，当保温时间超过2.0 h时奥氏体晶粒尺寸快速长大。EDS分析显示Nb Ti钢中的析出物为(Nb，Ti)(C，N)复合相，随着加热温度升高和保温时间延长，析出相体积分数减少，尺寸增大，从而减弱对奥氏体晶粒的细化作用；Nb Ti微合金试验钢合适的加热温度范围为1 150～1 200 ℃，保温时间低于2.0 h。     

热处理工艺对高锰钢组织和硬度的影响

本文研究了水韧处理和时效处理对高锰钢组织和硬度的影响,采用激光共聚焦显微镜和X射线衍射仪（XRD）对其组织进行分析,采用显微硬度计测试其维氏硬度值。研究结果表明：水韧处理后的组织为奥氏体和少量的碳化物,当保温时间较短时,碳化物固溶不完全,随着保温时间的延长,碳化物完全溶解,奥氏体晶粒发生长大;相较于铸态组织硬度HV 461.6,水韧处理后组织硬度降到HV 229.9。随着时效温度的升高和保温时间的延长,首先会在奥氏体晶界处析出针状碳化物,然后这些针状碳化物会向晶粒内部长大,同时会在晶界处析出点状碳化物;随着时效温度的升高,显微硬度值逐渐增大,且在显微组织发生明显改变时,试样的显微硬度发生突增;当保温时间由1 h增至3 h时,试样的显微硬度值大都有所增加,但当时效温度为300℃和350℃时,试样的显微硬度值相差不大。     

CSP热轧50CrV4带钢普通球化退火工艺

系统研究了球化退火温度及保温时间对CSP热轧50CrV4带钢组织与性能的影响。研究结果表明:在730~770℃的温度范围内球化退火4~18h时,随着退火温度的提高,碳化物粒径先缓慢增大后迅速降低,球化率逐渐增大;随着保温时间的延长,碳化物粒径逐渐增大,730及750℃时,球化率先增大后降低;770℃时球化率逐渐降低。当退火温度为770℃,保温时间为4h时,球化效果最佳,球化率为90.6%,碳化物平均粒径为0.29μm,硬度为202.8HV。     

高性能渗碳轴承钢的组织与性能

 研究了热处理工艺对渗碳轴承钢组织、力学性能的影响规律,并探讨了强韧化机制。研究表明,随着淬回火温度升高和回火次数增加以及采用深冷工艺,渗碳轴承钢的强度与硬度增加,冲击韧性值下降。采用910℃淬火和180℃二次回火,轴承钢材料性能可达到硬度HRC452,抗拉强度Rm为1450MPa,屈服强度ReL为1240MPa,AKU为105J,残余奥氏体的体积分数控制在1%以下。试验钢良好的强韧性配合主要来自于晶粒的细化、超细马氏体板条和均匀弥散的细小碳化物的析出;尺寸稳定性的效果主要是残余奥氏体量的控制。     

淬火分配工艺对低碳低合金钢组织与性能的研究

研究了0.15C-Mn-Si-Cr低碳低合金钢在Ms点以下不同温度预淬火-碳分配工艺(QP工艺)及贝氏体转变对钢组织与性能影响。结果表明,实验钢经QP处理后获得贝氏体/马氏体复相组织,与淬火回火钢相比能获得更多的残余奥氏体量,随着淬火碳分配温度的升高,钢中残余奥氏体量增加,等温温度超过310℃后,钢中析出碳化物,残余奥氏体量减少。在250℃预淬火温度等温碳分配淬火,钢的冲击韧性显著高于传统的淬火回火钢。     

冷处理及回火次数对刀剪用M390粉末钢组织和性能的影响

通过对M390粉末不锈钢进行淬火、冷处理和低温回火，研究了热处理对合金显微组织和力学性能的影响。结果表明：冷处理降低合金中残余奥氏体的数量，大幅度提高材料硬度和抗弯强度；1 180℃淬火试样冷处理后，随回火次数的增加，单位面积碳化物颗粒总数和平均粒径增加，硬度下降，一次回火后硬度达到61.1 HRC;1 130℃淬火试样冷处理后，随着回火次数增加，单位面积颗粒总数不断增加，平均粒径和硬度下降，一次回火后硬度达到60.0 HRC；淬火温度和回火次数对抗弯强度影响不大，合金抗弯强度为4 000 MPa左右。     

回火工艺对含Ce轴承钢440C组织性能影响

为探究不同回火工艺对440C轴承钢组织性能的影响，以含Ce超洁净440C轴承钢为研究对象，通过SEM、XRD、TEM等对比研究了球化退火-淬火-回火工艺与球化退火-淬火-回火-冷处理-回火工艺对440C轴承钢显微组织与性能的影响。试验选择的淬火温度为1 050℃、回火温度为200℃、冷处理温度为-78.5℃。结果表明，两种工艺下试验钢中的物相均为马氏体+残余奥氏体+M₂₃C₆型碳化物。相比于仅对试验钢进行球化退火-淬火-回火的情况，在球化退火-淬火-回火-冷处理-回火工艺条件下，试验钢中残余奥氏体的体积分数由11.06%降至7.63%,一次碳化物的尺寸及数量基本无变化，二次碳化物的个数增加了49.4%、平均面积下降了24.0%;在力学性能方面，冲击功由90.5 J提高到115.0 J,拉伸试样断后伸长率由5.3%增加到8.3%,而抗拉强度仅由2 039.24 MPa增加到2 060.14 MPa,洛氏硬度由58.70HRC提升到59.09HRC,提升幅度较小。力学性能的转变归因于组织及碳化物的共同作用，本试验条件下球化退火-淬火-回火-冷处理...     

淬火温度对硅锰钢双相区保温+Q&P处理后组织性能影响

采用双相区保温—淬火—配分工艺对低碳硅锰钢进行热处理,通过扫描电镜、X射线衍射仪和拉伸试验等,研究了不同淬火温度对QP钢组织及力学性能的影响。结果表明:当淬火温度为220℃时,试验用钢综合力学性能最佳,抗拉强度达到1 400 MPa,延伸率为13.3%,强塑积达到18 620 MPa·%,随着淬火温度的升高,试验用钢的抗拉强度呈逐渐降低的趋势,塑性有所增大,室温组织中板条马氏体含量逐渐减少,碳化物颗粒逐渐增多,出现少量块状马氏体组织;双相区Mn元素向奥氏体的扩散补充了QP过程中碳配分的不足,最终室温残余奥氏体由两部分组成:一是少量富碳的残余奥氏体,另一部分则是经碳配分的富锰残余奥氏体,而淬火温度220℃的选取最为合理,为试验用钢提供了较好的塑性。