两相区热处理对Q345R压力容器钢带状组织的影响

Q345R压力容器钢调质处理后的带状组织缺陷是导致Q345R钢氢致开裂(HIC)的主要原因之一。试验发现,在常规的调质热处理的基础上,增加两相区正火热处理可以改善Q345R压力容器钢中带状组织。当两相区正火温度从740℃增加至780℃时,带状组织逐渐消除,Q345R钢组织转变为块状铁素体和针状铁素体。当正火温度从780℃增加至800℃后,增加了带状组织数量,消减效果降低,组织由针状铁素体+块状铁素体转变为针状铁素体+块状铁素体+少量马氏体。在40 mm厚Q345R钢板淬火、高温回火两段热处理中间增加两相区正火热处理,钢带状组织明显由3.5B级降为0.5B级,且力学性能能够满足标准要求。因此,采用两相区正火工艺可以在获得高强度高韧力学性能的同时,有效改善Q345R钢调质热处理带状组织。     

两相区热处理对Q345R压力容器钢带状组织的影响

Q345R压力容器钢调质处理后的带状组织缺陷是导致Q345R钢氢致开裂(HIC)的主要原因之一。试验发现,在常规的调质热处理的基础上,增加两相区正火热处理可以改善Q345R压力容器钢中带状组织。当两相区正火温度从740℃增加至780℃时,带状组织逐渐消除,Q345R钢组织转变为块状铁素体和针状铁素体。当正火温度从780℃增加至800℃后,增加了带状组织数量,消减效果降低,组织由针状铁素体+块状铁素体转变为针状铁素体+块状铁素体+少量马氏体。在40 mm厚Q345R钢板淬火、高温回火两段热处理中间增加两相区正火热处理,钢带状组织明显由3.5B级降为0.5B级,且力学性能能够满足标准要求。因此,采用两相区正火工艺可以在获得高强度高韧力学性能的同时,有效改善Q345R钢调质热处理带状组织。     

海洋平台用钢EH36-Z35连续冷却转变及正火工艺

利用热模拟试验机绘制了海洋平台用钢EH36-Z35的连续冷却转变曲线，并用光学显微镜观察不同正火工艺下的显微组织，找出了生产现场出现正火欠热组织的原因，并优化了正火工艺。结果表明，EH36-Z35钢的Ac₃为859℃,在<2℃/s的冷速下可获得高温转变组织铁素体+珠光体；在相同的冷却制度下，820℃和850℃正火处理后存在正火欠热组织，经890℃正火处理后获得了铁素体+弥散珠光体的合格组织。通过改变加热速度和冷却速度得到EH36-Z35钢较为合理的正火工艺为从室温用时130 min加热至890℃并保温10 min,先以5℃/s的冷速冷却到730℃,再以0.2℃/s的冷速冷却到650℃,然后以0.15℃/s的冷速冷却到400℃,之后空冷。     

热处理对高层建筑用钢微观组织与力学性能的影响

通过金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)等分析手段,对不同热处理工艺下建筑用微合金化钢的显微组织与力学性能进行了研究,并分析了相应的作用机理。结果表明,直接正火态试验钢的组织为针状铁素体,一次正火态和二次正火态试验钢的组织分别为多边形铁素体+针状铁素体、板条状铁素体+针状铁素体,回火处理后试验钢的组织形态变化不大,在铁素体界面处析出了较多的M23C6碳化物,且二次正火+回火态试样中M23C6碳化物的平均尺寸最小、数量密度最大;虽然两相区正火能够降低试验钢的屈强比,但是只有二次正火才能有效提高试验钢的强塑性和冲击功。     

两相区正火和回火对微合金化钢力学性能与显微组织的影响

通过光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)等分析手段,对不同热处理工艺下微合金化钢的显微组织与力学性能进行了研究,并分析了相应的作用机理。结果表明,直接正火态试验用钢的组织为针状铁素体,一次正火态和二次正火态试验用钢的组织分别多边形铁素体+针状铁素体和板条状铁素体+针状铁素体,回火处理后试验用钢的组织形态变化不大,在铁素体界面处析出了较多的M_(23)C_6型碳化物,且二次正火+回火态试样中M_(23)C_6型碳化物的平均尺寸最小、数量密度最大;虽然两相区正火能够降低试验用钢的屈强比,但是两相区正火不一定会提高试验用钢的强塑性和冲击吸收能量,而只有二次正火才能有效提高试验用钢的强塑性和冲击吸收能量。     

变形条件和冷却速率对低碳含Nb钢的相变及纳米析出的影响

利用Gleeble 3800热模拟试验机,研究了奥氏体再结晶和未再结晶组织对低碳含Nb钢连续冷却转变行为的影响,并对不同变形温度及冷却速率下Nb(C, N)的纳米析出行为进行了研究。结果表明,未再结晶区奥氏体的变形能够为多边形铁素体提供更多的相变形核点,扩大铁素体相变区,并且能够细化铁素体晶粒;相比于再结晶区1050℃单道次变形,未再结晶区的第二道次变形能够促进Nb(C, N)的析出,其中910℃变形时Nb(C, N)的析出量最多,850℃次之;冷却速率的增大能够抑制Nb(C, N)在奥氏体中的析出,但能够促进其在铁素体中析出;对于本试验钢,10℃/s的冷却速率即可抑制Nb(C, N)的析出;Nb(C, N)的析出粒子平均粒径随着冷却速率的增加而减小。     

冷却速度对钒微合金钢的组织和析出相的影响

采用光学显微镜和透射电镜研究了不同冷却速度下钒微合金钢的微观组织和析出相变化规律。结果表明:当冷却速度小于或等于5℃/s时,钢的组织均为铁素体+珠光体,且随着冷却速度的增加,铁素体的晶粒尺寸明显变细。当冷却速度达到10℃/s时,钢的组织变为马氏体+少量铁素体。透射电镜研究显示:平衡态时析出相包含大量弥散分布的尺寸主要为45~100 nm的不规则形V(C,N)相和(V,Ti)(C,N)复合相,当冷却速度小于或等于5℃/s时,析出相数量无明显改变,但颗粒尺寸随冷却速度的增加不断减小;但当冷速达到10℃/s时,析出相的数量显著下降,尺寸变小。对含钒微合金钢而言,调整适当的冷却速度,不仅可以细化铁素体晶粒,还可以提高析出强化效果,从而提高钢材的强韧性。     

矿用圆环链25MnV钢凝固和冷却过程的组织性能预测

利用JMatPro软件计算了25MnV钢凝固和冷却过程的组织与性能,得到室温到熔化温度区间的热物理性能参数和部分力学性能的确定值,并进行了分析.结果表明:25MnV钢室温平衡组织为铁素体+渗碳体+M(C,N)+M7C3;在360～703℃,存在高温铁素体相;在900～1453℃存在MNS;奥氏体转变温度687～798℃,固液相温度区间1451～1505℃;在连续冷却过程中当冷速大于100℃/s时,凝固组织中有少量贝氏体和铁索体生成;当冷速在100、0.1℃/s时,凝固组织主要为铁素体、贝氏体和珠光体.     

超高强TRIP钢的热处理工艺对组织与力学性能的影响

研究了抗拉强度超过1000MPa的冷轧TRIP钢的热处理工艺对组织和力学性能的影响,并对其工艺进行了优化。结果表明,超高强TRIP钢在两相区的加热温度升高到820～840℃时,钢的抗拉强度下降而伸长率增加;贝氏体等温温度偏低(380℃)或者偏高(440℃)时,钢的伸长率较低。两相区加热温度对铁素体量的影响不大,降低贝氏体等温温度和延长等温时间都能增加贝氏体量。当贝氏体量高于38%时再增加贝氏体量来提高TRIP钢的强度效果不明显,可通过提高残留奥氏体量及其碳含量来提高力学性能。试验钢优化的热处理工艺:820℃×90s+420℃×240s;优化的组织含量配比:53%铁素体+36%贝氏体+11%奥氏体;优化的力学性能组合:抗拉强度1140MPa和伸长率22%。     

不同冷却方式对20Mn2SiVB钢组织和性能的影响

对20Mn2SiVB钢在两相区不同温度加热后经不同的冷却方式进行处理，并研究了该钢的组织和性能。结果表明，该钢在冷却过程中组织均为未溶的先共析铁素体、从奥氏体中析出的共析铁素体、少量的无碳化物贝氏体、粒状贝氏体和马氏体。拉伸试验表明，20Mn2SiVB钢在800℃奥氏体化后经风冷可取得最佳的力学性能。     

两相区加热温度对HSLA100钢组织演变的影响

研究了碳含量为0.045％的HSLA100贝氏体钢在两相区加热过程中的组织演变特征.结果表明:两相区加热温度决定奥氏体的转变量,而相变产物的形貌特征主要受奥氏体中的碳含量控制;实验钢在700、720、740、760和820℃保温时,钢中奥氏体转变量分别为10％、24％、38％、60％和100％,奥氏体中的碳含量分别为0.345％、0.293％、0.243％、0.193％和0.045％;显微组织为多边形铁素体+M-A岛,随温度的升高,多边形铁素体量逐渐增加.     

热轧高强钢MAT3830两相区变形后不同速度冷却后的组织

采用Servotest热模拟试验机,对热轧高强钢MAT3830进行了包括两相区(α+γ)变形、等温弛豫和冷却等系列模拟试验.利用光学显微镜、扫描电镜和EBSD分析研究了两相区变形后不同冷却速度对显微组织的影响.结果表明,在较低冷速(1℃/s)时,显微组织由铁素体和珠光体组成,加速冷却(15℃/s)的试样在应变奥氏体的变形带上形成了针状铁素体,淬水(70℃/s)试样铁素体含量并不增加,但亚结构的形貌与相邻的铁素体晶粒不同.     

热处理工艺对低屈强比高强度结构钢组织与性能的影响

采用两相区淬火+回火(L+T)、淬火+两相区淬火+回火(Q+L+T)和正火+回火(N+T)工艺,对实验室试制的低屈强比高强度结构钢进行系列热处理试验,并研究了3种热处理工艺对试验钢组织和性能的影响。结果表明,两相区淬火前,试验钢的初始组织及正火、淬火时冷却速率的差异决定了最终的组织性能,采用L+T工艺,试验钢的强度和屈强比最高;采用Q+L+T工艺,试验钢的屈强比略有下降,但强度却大幅下降;采用N+T工艺,试验钢的屈强比最低,强度与采用Q+L+T工艺相近。     

正火处理对X70管道钢焊接头组织与性能的影响

采用E6010焊条对X70管道钢进行焊接,焊接头经920℃加热保温30 min正火处理。应用金相显微镜、显微维氏硬度计、拉伸试验机等对焊接接头的组织和力学性能进行检测与分析。结果表明:X70管道钢焊接头的焊缝区由大块状的铁素体+少量珠光体+少量贝氏体以及第二相颗粒组成,过热区出现了少量的魏氏体。焊接头熔合区硬度值最高,达到了261HV0.2。经正火处理后,消除了大部分的贝氏体、魏氏体,同时第二相颗粒减少、细化,显微组织分布均匀合理。正火处理后,焊接头的强度值略有下降,伸长率提高,力学性能满足结构件要求。     

低碳钢双相区奥氏体组织特征及形成机理研究

采用双相区再加热-淬火(IQ)工艺,研究了初始组织为铁素体-珠光体的低碳钢在双相区退火过程中奥氏体的组织特征及形成机理。结果表明,经890℃奥氏体化900 s后空冷处理,获得了等轴状铁素体和块状或条状珠光体双相组织的钢,经随后的双相区750℃再加热-淬火(IQ)工艺处理,在铁素体-珠光体初始组织的基础上获得了由亚温铁素体和块状或条状马氏体组成的双相组织。初始组织为铁素体-珠光体的钢在双相区再加热过程中,C、Mn元素在铁素体和奥氏体两相之间的配分行为控制着奥氏体的形核与长大,该过程分为三个阶段:奥氏体在珠光体片层间形核以及C在奥氏体内的扩散控制奥氏体向珠光体组织的生长;C在铁素体与奥氏体间扩散控制奥氏体继续向周围铁素体生长;Mn向奥氏体扩散并控制铁素体-奥氏体两相达到最终的平衡状态。     

热处理工艺对12Cr1MoV钢组织性能的影响

通过常规力学性能测试设备、光学显微镜研究了不同热处理工艺对12Cr1MoV钢性能和组织的影响。结果表明:随着正火温度提高,12Cr1MoV钢的抗拉强度和屈服强度变化不大,而冲击韧性有较大增加;随着回火温度提高,经910℃和930℃两种正火温度处理,12Cr1MoV钢的强度和韧性变化不大。12Cr1MoV钢在热轧态、正火态及正火+回火态的组织均为铁素体+珠光体,经910℃正火+680℃回火处理后,钢中的铁素体晶粒度比930℃正火+680℃回火处理后更细小且分布更均匀,性能与前者基本相同。因此,可以选取910℃正火+680℃回火作为12Cr1MoV钢的热处理工艺,从而降低钢板生产的成本。     

高性能桥梁钢Q370qE-HPS过冷奥氏体连续冷却相变行为

利用Gleeble 1500D型数控动态热-力学物理模拟试验机,针对新近研发的Q370q E-HPS高性能桥梁钢进行了过冷奥氏体连续冷却相变行为研究。结果表明,当冷却速度小于5℃/s时,形成铁素体+珠光体组织,当冷却速度在8℃/s~15℃/s时,形成针状铁素体+贝氏体组织。Q370q E-HPS高性能桥梁钢铁素体转变温度区间为700~800℃,贝氏体转变温度区间为550~700℃,与传统正火工艺桥梁钢Q370q E相比较,Q370q E-HPS钢转变开始温度高。Q370q E-HPS钢两阶段变形后的冷速≤5℃/s时形成均匀细小的铁素体+珠光体组织,可作为控冷阶段的参考冷速。     

马氏体钢双相区奥氏体组织特征及形成机理

采用双相区再加热-淬火（IQ）工艺,研究了马氏体钢在双相区再加热过程中奥氏体的组织特征及形成机理。结果表明,经890 ℃奥氏体化900 s后淬火处理获得板条马氏体组织的试验钢,经随后的双相区750 ℃再加热-淬火处理,在马氏体组织的基础上获得了由亚温铁素体和块状或针状马氏体组成的双相组织。马氏体钢在双相区再加热过程中,针状奥氏体的形成过程可以分为3个阶段：以板条马氏体间碳化物（Fe₃C）为奥氏体形核点及C元素在奥氏体内的扩散控制奥氏体在板条界间生长;板条马氏体内C向奥氏体内扩散控制其沿板条方向长大;Mn向奥氏体扩散并控制铁素体-奥氏体两相达到最终的平衡状态。钢在750 ℃再加热过程中,C、Mn元素由铁素体向奥氏体相中扩散,其扩散过程控制着奥氏体的形核与长大,扩散的结果是C、Mn元素在奥氏体内富集,实现C、Mn元素在两相之间的配分。     

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。     

渗碳钢齿坯锻后余热等温正火工艺探讨

渗碳钢齿坯锻后采用正火或者等温正火处理,存在冷却不均,工件组织、硬度存在差异,导致热处理变形大,同时需要再次二次加热,增加了能耗,提高了成本。本文利用锻后余热,直接进行等温正火处理:齿坯终锻结束后,直接浸入正火液中冷却,冷却至650～750℃出液,迅速转移到等温炉进行650～680℃等温,使之发生充分的珠光体转变,获得铁素体+珠光体平衡态组织,晶粒大小均匀,无明显混晶,有利于降低热处理变形;硬度可保证在160～175 HB,有利于机加工。