回火温度对45CrMoVE钢组织与性能的影响

采用扫描电镜、透射电镜等方法研究了回火温度对低合金耐热钢45CrMoVE的微观组织和力学性能的影响。结果表明,试验钢在正火下获得下贝氏体+粒状贝氏体组织,随回火温度的升高,下贝氏体组织中铁素体合并长大最终等轴化、碳化物由细针状变为条状最终粗化为椭球状,M/A 岛由块状分解为粒状,最终分解为铁素体和渗碳体的混合物;随回火温度的升高,材料的屈强比逐渐增加;回火温度超过650 ℃时,冲击吸收能量大幅度上升。     

35SiMnMo截齿钢正火回火热处理工艺的研究

研究了正火工艺对35SiMnMo截齿钢组织和性能的影响。结果表明:900℃以下加热正火,35SiMnMo钢的强度和硬度随正火温度的升高而增大,加热温度高于900℃时,材料的强度和硬度随正火温度的升高呈下降趋势,900℃时出现最高值。加热温度超过880℃,冲击韧度有下降的趋势。900℃正火250℃以下回火,强度和硬度随回火温度的升高而增大,250℃回火强度和硬度出现峰值。300℃以下回火冲击韧度变化不大,超过300℃回火,冲击韧度下降,400℃出现了贝氏体回火脆性,超过400℃回火冲击韧度显著升高。出现回火脆性的原因与贝氏体铁素体板条之间的奥氏体发生分解有关。35SiMnMo钢900℃正火250℃回火可获得良好的强韧性。     

500kV多回路输电线路Q460钢铁塔服役性能研究

采用箱式电阻炉对输电铁塔用Q460钢板进行了不同工艺的正火和回火处理,采用光学显微镜对热处理试样显微组织进行了观察,并对拉伸、冲击、硬度进行了检测,研究了热处理对输电塔服役性能的影响。结果表明,钢材正火组织主要为珠光体+铁素体+贝氏体以及少量M-A组织,随正火温度升高,铁素体、珠光体含量逐渐减少,材料拉伸性能小幅提高,冲击功和硬度增加;随回火温度升高,M-A岛逐渐分解,贝氏体基体上析出较多颗粒状碳化物,钢的抗拉强度和屈服强度均降低,伸长率先小幅增加,在温度超过400℃后有所降低,硬度则几乎不变,860℃正火钢断面收缩率先降低后升高,冲击功先升高后降低,均在回火温度为300℃时达到极值,920℃正火钢断面收缩率和冲击功先升高后几乎保持不变。     

新型重载辙叉贝氏体钢的组织与性能

用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射分析仪、冲击试验机和万能试验机等对自行研制的重载辙叉用贝氏体钢进行了组织和力学性能研究。结果表明:该试验钢在正火空冷态下即可得到贝氏体组织,由XRD衍射图谱得出组织为无碳化物贝氏体。材料经正火+300 ℃回火后抗拉强度高达1380 MPa,冲击吸收能量高达63.33 J,具有理想的强韧性配合,硬度高且抗回火稳定性好,低温冲击试验表明材料满足了在低温环境下的使用要求。     

细化无碳化物贝氏体无缝钢管组织的热处理工艺

研究了不同热处理工艺下无碳化物贝氏体无缝钢管的显微组织和力学性能。结果表明,热轧态无碳化物贝氏体无缝钢管的组织粗大,强度较高,韧性很低。热轧+低温回火后韧性的提高幅度不大,仍然较低。热轧+正火+低温回火可以改善无碳化物贝氏体无缝钢管的韧性,但仍存在部分粗大的组织。热轧后先长时间高温回火(690 ℃×300 min),再正火和低温回火可以细化无碳化物贝氏体无缝钢管的组织,消除组织遗传性,大幅度提高韧性,冲击断裂特征由脆性断裂转变为韧性断裂。     

回火温度对22SiMnCrNi2Mo钢组织与力学性能的影响

通过显微组织观察、拉伸和冲击试验、硬度测试、残留奥氏体测定和冲击断口形貌分析等,研究了回火温度对22SiMnCrNi2Mo钢组织与性能的影响。结果表明,300 ℃以下回火时,组织为回火马氏体＋贝氏体＋残留奥氏体;400~500 ℃回火时,组织为回火屈氏体;600 ℃时,组织为回火索氏体。随回火温度升高,强度、硬度呈下降趋势,残留奥氏体含量逐渐减少;冲击性能先下降后升高,在400~500 ℃出现回火脆性,600 ℃时冲击吸收能量达到最大。综合比较,200 ℃时强度、硬度和塑韧性配合较好。     

热处理对极寒服役条件下弯管用X80钢焊缝组织性能的影响

利用显微组织分析、低温冲击试验、断口分析等手段,研究了不同热处理工艺对弯管用X80钢焊缝显微组织与低温冲击性能的影响。结果表明,在890~980 ℃范围内正火,随着正火温度升高,焊缝组织逐渐粗化,M-A组元和碳化物数量增多且聚集程度逐渐增加,低温冲击性能下降。在620~680 ℃范围内回火,随着回火温度的升高,焊缝中贝氏体及针状铁素体的混合组织发生回复与再结晶,碳化物析出和先共析铁素体含量增加,硬脆M-A组元逐渐分解,低温冲击吸收能量则先升后降,显微硬度逐渐降低。热处理后焊缝组织主要以针状铁素体(AF)和粒状贝氏体(GB)为主,同时存在少量的先共析铁素体(PF)和弥散分布的M-A组元。采用920 ℃正火+660 ℃高温回火时,焊缝低温冲击吸收能量最优,为148 J,同时显微硬度波动较小,冲击断口放射区为准解理断裂,无大尺寸裂纹且出现部分韧窝,表明该热处理工艺下处理的弯管可以满足在-45 ℃极寒条件下的服役要求。     

热处理工艺对X100管线用无缝钢管组织性能的影响

采用不同淬火和回火工艺,进行X100钢级管线用无缝钢管的系列热处理试验,研究淬火温度和回火温度对其组织性能的影响。试验结果表明:X100钢级管线用无缝钢管在930℃淬火时能够完全奥氏体化,并获得针状铁素体和板条贝氏体组织;随着回火温度的变化,试验管的组织和性能呈一定规律;采用930℃淬火+620℃回火热处理工艺,试验管可获得晶粒细小且分布均匀的针状铁素体,综合性能最佳。     

热处理对建筑用20MnV钢组织与性能的影响

采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、万能拉伸试验机等研究了完全正火、亚温正火/亚温淬火对冷轧+回火态20MnV钢组织与性能的影响。结果表明:冷轧+回火态20MnV钢的组织由针状铁素体+块状铁素体+珠光体组成,完全正火+冷轧+回火态20MnV钢中的珠光体中片状渗碳体演变成断续分布的球状或者短棒状;800℃正火+冷轧+回火态20MnV钢的组织为铁素体+M/A岛+细小碳化物;800℃淬火+冷轧+回火态20MnV钢的组织为铁素体+回火索氏体,晶内和晶界上弥散分布着细小碳化物颗粒。冷轧+回火态20MnV钢具有较高的强塑性和较低的低温冲击韧性,完全正火/亚温正火+冷轧+回火态20MnV钢的强度和塑性相对冷轧+回火态试样有不同程度降低,但是低温冲击吸收能量明显提高,在正火温度为800℃时强度降低最为显著;亚温淬火+冷轧+回火态20MnV钢的强度与冷轧+回火态试样相当,断后伸长率略有减小,而-25℃和-45℃冲击吸收能量明显提升。与冷轧+回火态20MnV钢冲击断口截面上的剪切裂纹相比,800℃正火/800℃淬火+冷轧+回火态20MnV钢中的微裂纹数量更少、长度和宽度更小,裂纹扩展呈现弯曲和曲折状;800℃淬火+冷轧+回火态20MnV钢具有较高的强塑性和最佳的低温冲击韧性。     

热处理对复合铸造高铬高碳钢/碳钢耐磨材料微观组织及力学性能的影响

采用液-固复合的方法制备铸态复合耐磨试验钢,且分别进行等温淬火和淬火-回火处理,利用扫描电镜、硬度计及冲击性能测试研究了不同的热处理对高铬高碳钢/碳钢复合铸造耐磨钢组织和性能的影响。利用JMatPro软件对试验钢不同温度下平衡相种类与含量进行了计算。结果表明,铸态高铬高碳钢/碳钢复合材料耐磨层的微观组织由网状碳化物和粒状珠光体组成;基体层为由粗大的奥氏体在较快冷速下形成的魏氏组织。等温淬火后试验钢耐磨层形成了网状碳化物+细粒状碳化物+奥氏体+铁素体的微观组织,基体层形成了块状铁素体与珠光体的微观组织;淬火-回火后试验钢耐磨层形成了网状碳化物+细粒状碳化物+马氏体的微观组织,基体层形成马氏体+上贝氏体的微观组织。经过等温淬火的试验钢耐磨层硬度为493 HBW,冲击吸收能量为2.6 J,基体层冲击吸收能量为79.2 J;经过淬火-回火的耐磨层硬度为629 HBW,冲击吸收能量为1.6 J,基体层的冲击吸收能量为20.0 J。考虑复合耐磨钢需要抵抗较高冲击载荷,880 ℃保温2 h空冷至320 ℃保温5.5 h的等温淬火为更优的热处理工艺。     

不同截面尺寸贝氏体非调质钢的组织和性能

研究了经920 ℃空冷,300 ℃回火后不同直径贝氏体非调质钢棒料的组织和力学性能。结果表明,不同直径贝氏体钢试棒,经空冷+回火后的组织均为贝氏体铁素体和残留奥氏体,属于无碳化物贝氏体组织,ϕ30 mm以下棒料热处理后组织变化较小,直径大于ϕ50 mm棒料,心部组织有所粗化,并伴随粒状贝氏体量的增加。热处理后,随棒料直径的增加,其强度、硬度有降低的趋势。直径大于ϕ50 mm棒料的冲击吸收能量随直径的增加有降低的趋势。ϕ70 mm棒料R/2处抗拉强度为1226 MPa,心部冲击吸收能量(KV₂)为61.3 J。较大直径的贝氏体非调质钢具有良好的强韧性。     

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。     

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。     

预相变马氏体对超级贝氏体钢组织热稳定性的影响

为明确超级贝氏体组织失稳机制以及探索提高超级贝氏体钢中残余奥氏体热稳定性的方法,通过预相变马氏体工艺,即在等温贝氏体相变前引入预相变马氏体,制备了中碳超级贝氏体钢。对比分析了回火前后中碳超级贝氏体钢显微组织和力学性能的变化,研究了预相变马氏体对中碳超级贝氏体钢中贝氏体组织及残余奥氏体热稳定性的影响。结果表明:预相变马氏体的存在能够细化贝氏体铁素体板条,提高残余奥氏体含量和热稳定性。预相变马氏体的引入及其对超级贝氏体组织的细化作用使得试验钢的屈服强度超过1 000 MPa,伸长率大于20%;300~600 ℃回火1 h后,高碳薄膜状残余奥氏体首先发生分解,形成细小的碳化物,然后贝氏体铁素体板条发生回复和再结晶,形成沿原板条方向的铁素体晶粒;600 ℃回火后试验钢的屈服强度仍与回火前相当,主要是预相变马氏体周围的薄膜状残余奥氏体未发生明显分解,能够抑制相邻贝氏体铁素体板条的回复。     

回火温度对柔性齿轮钢40CrNiMo组织及力学性能的影响

通过预处理(固溶处理)、等温淬火以及不同温度回火等处理方法,利用光学显微镜、扫描电镜、洛氏硬度计、拉伸试验机、冲击试验机等设备研究了奥氏体化温度对40CrNiMo钢奥氏体晶粒长大速度以及硬度的影响,探索了回火温度对贝氏体/马氏体多相钢微观组织和力学性能的影响。结果显示,预处理期间,奥氏体晶粒随奥氏体化温度的升高首先缓慢增长然后快速长大,然而硬度保持在56 HRC左右。250~500 ℃回火时,大量细小的碳化物析出,微观组织仍然保持原来的板条状,试验钢的强度、硬度降低,塑韧性呈现先降低后升高的趋势;400 ℃回火试样伸长率最低,冲击吸收能量最小,表明400 ℃回火时出现回火脆性;回火温度升高到600 ℃,基体组织发生再结晶,转变为回火索氏体,此时强、硬度最低,冲击吸收能量高达147 J。     

冷却工艺对贝氏体钢拉杆组织和性能的影响

研究了热处理冷却工艺对贝氏体钢拉杆组织及力学性能的影响。试验结果表明,ø70 mm贝氏体钢拉杆材料经920 ℃空冷+300 ℃回火、920 ℃水冷30 s后出水空冷+300 ℃回火后,杆体的组织为贝氏体铁素体和残留奥氏体;经920 ℃水冷+200 ℃回火后,杆体的组织为回火板条马氏体和残留奥氏体。920 ℃水冷+200 ℃回火时棒料1/2半径处的R_m为1513 MPa、KV₂为73.2 J、硬度为46.5 HRC;920 ℃水冷30 s后空冷+300 ℃回火时棒料1/2半径处的R_m为1254 MPa、KV₂为76.0 J、硬度为42.0 HRC;920 ℃空冷+300 ℃回火时棒料1/2半径处的R_m为1226 MPa、KV₂为75.5 J、硬度为41.9 HRC。ø70 mm贝氏体钢拉杆热处理先水冷后空冷可以提高其冲击性能。     

快速回火工艺条件下超高强低碳贝氏体钢的组织与性能

采用盐浴热处理试验,结合扫描电镜、透射电镜及室温拉伸试验,研究了快速加热+短时保温快速回火条件下超高强低碳贝氏体钢的组织和性能变化规律。结果表明,快速回火工艺下,超高强低碳贝氏体钢发生碳过饱和贝氏体和马氏体中的碳化物析出、铁素体和马氏体的重构以及微合金析出物的析出等现象,进而影响材料的强塑性;在700℃以下快速回火时,与以板条状贝氏体(LB)组织为主的复相贝氏体钢相比,以粒状贝氏体(GB)组织为主的钢具有更好的回火稳定性;在750～800℃两相区快速回火时,铁素体和马氏体相大量重构,最终形成粗大铁素体和马氏体,抗拉强度大幅提升,屈强强度大幅降低,且以LB组织为主的复相贝氏体钢中重构铁素体晶粒更为粗大,导致其屈服强度更低。     

回火温度对热轧态高强度贝氏体钢管组织性能的影响

热轧态高强度新型贝氏体钢管具有较高强度,但冲击值较低,回火可以改善其冲击韧性。研究回火温度对热轧态高强度新型贝氏体钢管组织和性能的影响。试验结果表明:550℃以下温度回火,随回火温度提高,该新型贝氏体钢管的抗拉强度有降低趋势,但下降幅度不大;350℃以下温度回火,其冲击值随回火温度的提高而增加;400℃回火时冲击值降低,出现回火脆性;450℃以上温度回火时冲击值增加;250~350℃回火时钢管强度较高,550~650℃回火时韧性较高。400℃以下温度回火,该新型贝氏体钢管的组织均为板条贝氏体、粒状贝氏体、铁素体及残余奥氏体组织;回火温度超过500℃,残余奥氏体完全分解,组织为铁素体和粒状贝氏体。