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。     

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。     

HCM2S(T23)钢显微组织结构特征及强化机理分析

通过OM、TEM、SEM和EDS等方法对供货态、正火态和正火+回火态T23钢试样的显微组织结构进行了分析.通过对比不同状态T23钢显微组织结构特征,探讨了T23钢的强化机理.研究结果显示,正火态T23钢为粒状贝氏体组织,以固溶强化、M/A小岛的弥散强化,以及粒状贝氏体基体的晶界和亚结构的强化作用为主,同时微量B也起到-定程度的强化作用;正火+回火状态T23钢为回火粒状贝氏体组织,大部分M/A组元分解消失,沉淀相大量沉淀析出,第2相主要为M23C6和MX,回火不充分的情况下会有亚稳过渡相M3C和M7C3型碳化物存在,强化机理包括固溶强化、沉淀强化,以及贝氏体基体的晶界和亚结构等强化作用.     

工程机械用钢Q690的热处理强化与性能

通过光学显微镜(OM)、透射电镜(TEM)、拉伸试验机和冲击试验机等手段研究了两相区淬火温度对一次淬火+回火和二次淬火+回火态工程机械用Q690钢显微组织和力学性能的影响,并对比分析了直接淬火+回火态试样的力学性能。结果表明,一次淬火和二次淬火态试样的光学显微组织都为铁素体+马氏体,且随着两相区温度的升高,一次淬火态和二次淬火态试样中马氏体含量都呈现为逐渐升高的趋势。一次淬火+回火态试样光学显微组织为多边形铁素体和回火马氏体,二次淬火+回火态试样的光学显微组织为针状铁素体和回火马氏体。一次淬火+回火和二次淬火+回火态试样的强度略低于直接淬火+回火态,但是-20℃冲击吸收能量明显提高、屈强比显著减小。在两相区温度为760℃时,一次淬火+回火和二次淬火+回火态工程机械用Q690钢具有较高的强度、低屈强比和高冲击韧性。     

铸造ZG1Cr11Ni2WMoV马氏体耐热钢中的第二相析出行为

采用扫描电镜、透射电镜和X-射线衍射仪等方法研究了铸造ZG1Cr11Ni2WMoV马氏体耐热钢经1050℃×1 h空冷正火后在不同温度回火的显微组织及第二相析出行为。结果表明:铸造ZG1Cr11Ni2WMoV马氏体耐热钢经不同温度回火后,显微组织由板条状回火马氏体和少量δ-铁素体组成,在较低温度(550℃)回火时,高密度纳米尺寸M_6C型碳化物均匀分布在马氏体板条内,随回火温度的升高,M_6C型碳化物长大成细长针状,同时在原奥氏体晶界、马氏体板条界及δ-铁素体周围析出M_(23)C_6型碳化物,继续升高回火温度至700℃,板条内不再有M_6C型碳化物析出,板条界上M_(23)C_6型碳化物颗粒逐渐长大。     

高CoNi合金钢中二次碳化物的析出与转化

高CNi超高强度合金钢是典型的淬火回火马氏体钢,等温回火处理产生的针状合金碳化物沉淀即二次硬化反应使材料达到高的强韧性,针状合金碳化物M2C从马氏体基体α-Fe中以共格形态析出,该共格关系随过时效而失去回火温度较高时M2C转化为稳定的合金碳化物M23C6和M7C3。利用微衍射技术唯一地确定了可能的合金碳化物沉淀相的晶体结构。     

二次正火处理对9Cr3W3Co钢微观组织和冲击韧性的影响

对9Cr3W3Co钢在传统正火热处理和3种不同温度二次正火热处理后的显微组织和冲击韧性进行了研究。结果表明:二次低温正火可以有效细化9Cr3W3Co钢传统正火热处理后的粗大晶粒,回火后冲击断口的剪切唇面积大幅增加;二次低温正火过程中析出富Nb、V的MX相颗粒,有益于晶粒的细化,同时回火后的M23C6碳化物更为细小弥散,两者的共同作用带来了冲击韧性的提升。     

形变热处理对30Cr3SiNiMoVA钢组织的影响

为减小热处理导致超高强度钢30Cr3SiNiMoVA壳体变形,提出了形变热处理(调质→成型→中温回火)工艺。发现材料抗拉强度随二次回火温度的升高出现先增加后减小的现象,有必要从微观尺度分析其原因。利用透射电子显微镜研究该材料在调质、变形、中温回火后的微观组织及析出碳化物的结构、形貌、尺寸、位置等。研究发现调质后的组织为回火索氏体,其中铁素体保持板条马氏体形貌,内部有M23C6合金碳化物析出。中温回火后,铁素体板条开始长大合并,M23C6型碳化物迅速长大。大变形产生的畸变及位错促使中温铁素体基体开始析出M6C型高温合金碳化物,随着升高回火温度析出数量增多,产生弥散强化作用。当回火温度超过400℃时,合金碳化物迅速长大,弥散效果减弱导致材料强度急剧下降。     

热处理工艺对建筑用无Mo耐火钢组织与性能的影响

研究了不同温度正火、回火热处理工艺对590 MPa无Mo耐火钢的组织、微结构及性能的影响。结果表明:试验耐火钢组织主要是针状、块状铁素体及少量马氏体,随着正火温度的提高,针状铁素体逐渐减少,力学性能也逐渐降低,770℃为最佳正火温度。经高温回火后,试验钢组织中仍含有大量高密度位错的针状铁素体,保证了无Mo耐火钢试样的良好高温性能。     

Co微合金化对M2高速钢组织和性能的影响

采用洛氏硬度计、扫描电镜和透射电镜等方法研究了在M2高速钢中添加微量Co对其回火组织和性能的影响。结果表明,两种试验钢回火之后的组织都为回火马氏体+少量残留奥氏体+碳化物。添加0.82%(质量分数,下同)Co使得M2高速钢的峰值硬度提高了约0.3 HRC,使600 ℃保温48 h之后的红硬性提高了约0.8 HRC,可以看出微量Co添加对M2高速钢的硬度和红硬性的提升效果不大,抗弯强度提高了约950 MPa,而使得M2高速钢的韧性略有降低,均为脆性断裂。通过对试验钢中的碳化物进行观察发现,两种试验钢析出的一次碳化物主要为大颗粒的MC型和M₆C型碳化物,通过TEM分析之后发现,添加0.82%的Co使得试验钢中马氏体板条上长条针状M₂C型的二次碳化物析出数量增多。     

低温回火时间对GCr15钢组织演变与力学性能的影响

采用扫描电镜(SEM)、能量色散光谱仪(EDS)、电子背散射衍射(EBSD)技术、X射线衍射(XRD)、万能试验机、洛氏硬度计等研究了低温回火时间对GCr15钢显微组织和力学性能的影响.结果表明:随着回火时间的增加,GCr15钢中碳化物面积分数不断增加,其平均直径先增加后减小;回火态与淬火态的碳化物类型主要为M7C3和M23C6;随着回火时间的增加,试验钢的回火马氏体逐渐分解消失,组织形态有显著变化,但其尺寸变化不大,抗拉强度逐渐升高,但硬度有一定程度降低.     

2.25Cr-1Mo钢回火过程中碳化物析出顺序的研究

采用化学相分析的方法研究了2．25Cr-1Mo钢粒状贝氏体组织在回火过程中碳化物的变化和析出顺序。结果表明，当回火参数为18140～22000时，试验钢中析出合金碳化物的类型为M2(CN)，M6C，M4C3，Cr9C3以及M23C6；合金碳化物的析出顺序为M2(CN)→M6C→M7C3，Cr7C3→M23C6，而且这些合金碳化物的变化过程是一系列重迭的阶段。     

ZGCr28铸钢组织和性能研究

研究了ZGCr28高铬铸钢的铸态、不同温度正火和不同温度回火热处理的组织和性能。结果表明,ZGCr28铸态硬度较低,正火加热温度为1 040℃时空冷铸件具有较高的硬度,100~200℃回火高铬铸钢具有良好的韧性,铸态和热处理后的组织为铁素体、(Fe.Cr)23C6碳化物和少量的残余奥氏体。提出了ZGCr28高铬铸钢的最佳热处理工艺。     

热处理对高层建筑用钢组织与力学性能的影响

研究了奥氏体化温度对高层建筑用钢拉伸力学性能、-20℃冲击性能和显微组织的影响,分析了直接淬火+回火、一次淬火+回火和二次淬火+回火热处理这3种热处理工艺,并优化了试验钢的淬火+回火工艺。结果表明:试验钢在这3种热处理工艺下的抗拉强度、屈服强度、屈强比和-20℃冲击功都随着奥氏体化温度的升高呈现降低的趋势,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韧性,适宜的奥氏体化温度为900~1000℃;直接淬火+回火试样的金相组织为回火马氏体,一次淬火+回火和二次淬火+回火试样的金相组织都为回火马氏体+铁素体;同时,在马氏体板条界面和相界面处析出了尺寸不等的细小M23C6相。     

P92钢回火组织与韧性研究

利用金相显微镜、扫描电镜和X-射线衍射仪并通过冲击试验研究了P92钢经1050℃正火+不同温度回火后的微观组织和韧性变化.结果表明:正火后P92钢组织为典型的板条马氏体,并有一定量的残余奥氏体和M23C6析出相存在.回火温度较低时,P92钢的组织形态和冲击功变化不大,在500～600℃出现了马氏体板条碎化、大部分或全部残余奥氏体分解和一定的回火脆性;随回火温度升高组织中亚结构数量增多并出现块状铁素体,而冲击功则快速升高.     

多元低合金耐磨铸钢热处理过程中碳化物析出行为的研究

借助OM、SEM、TEM、EDS和JMatPro模拟软件研究和分析了正火及正火后回火低合金铸钢试样中碳化物的析出及碳化物析出对试样组织和性能的影响。结果表明,Mo、Nb等合金元素的加入使珠光体转变C曲线右移,正火后试样由铸态粗大的铁素体和珠光体转变为铁素体和贝氏体铁素体组织,晶内有少量含Nb碳化物析出。试样890 ℃正火后500~650 ℃内回火,回火后试样组织转变为粒状珠光体和铁素体,560~590 ℃回火试样具有较优的综合力学性能;回火后试样的晶界处有少量合金碳化物析出,晶内有大量细小弥散的含Nb碳化物析出。     

多元低合金耐磨铸钢热处理过程中的碳化物析出行为

借助OM、SEM、TEM、EDS和JMat Pro模拟软件研究和分析了正火及正火后回火低合金铸钢试样中碳化物的析出行为及碳化物析出对试样组织和性能的影响。结果表明,Mo、Nb等合金元素的加入使珠光体转变C曲线右移,正火后试样由铸态粗大的铁素体和珠光体转变为铁素体和贝氏体铁素体组织,晶内有少量含Nb碳化物析出。试样890℃正火后500~650℃内回火,回火后试样组织转变为粒状珠光体和铁素体,560~590℃回火试样具有较优的综合力学性能;回火后试样的晶界处有少量合金碳化物析出,晶内有大量细小弥散的含Nb碳化物析出。     

汽轮机用Cr-Mo-V耐热钢的热处理

采用力学性能测试和显微组织分析等手段,研究了1.5Cr-1Mo-0.25V钢在正火+回火态和调质态下的显微组织和力学性能的差异。结果表明,1.5Cr-1Mo-0.25V钢在一次正火+回火的基础上再增加一道正火,可以在一定程度上改善其冲击韧性;而采用940℃正火+730℃回火的调质热处理工艺,可以得到细小均匀的回火态铁素体和短条状贝氏体组织,从而保证了阻碍裂纹扩展的能力,使得钢的冲击吸收能量达到130 J以上。     

回火温度对N合金化耐蚀塑料模具钢组织与性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜、能谱仪、透射电镜、拉伸试验、冲击试验、盐雾腐蚀试验和相分析试验等研究了低温(240℃)和高温(500℃)回火对N合金化耐蚀塑料模具钢组织与性能的影响.结果表明:试验钢的组织均主要为回火马氏体,均析出了 M3C型碳化物.高温回火后试验钢的位错上析出了纳米级的M(CN)型碳氮化物以及M23C6碳化...     

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。