热处理工艺对9Ni钢板低温韧性影响规律的研究

研究了不同热处理工艺对9Ni钢板低温韧性的影响。结果显示:采用QLT热处理工艺时,首次淬火温度对最终性能的影响较小,回火温度对钢板的强韧性影响最大。两相区淬火显著提高钢板低温韧性主要有3个原因:在两相区温度内钢板未完全奥氏体化,组织中含有软相铁素体;两次淬火可以细化晶粒;回转奥氏体提高韧性。9Ni钢板的低温冲击韧性得以提高是多个因素共同作用的结果。     

回火温度对不同自回火程度的中碳马氏体钢组织和拉伸性能的影响

为探究不同自回火程度的中碳马氏体钢在回火过程中的组织演化及其对材料力学性能的影响，采用水淬与油淬2种方式淬火，研究了2种自回火程度存在明显差异的马氏体组织在不同回火温度区间内的组织演化，并对比分析了2种淬火态及回火后板料的拉伸性能。结果表明：在淬火及低温回火过程中，马氏体组织内析出的ε-碳化物会明显改善材料的塑韧性。水淬马氏体组织中的ε-碳化物是在温度为200℃的回火过程中析出。油淬马氏体组织中的ε-碳化物则是在淬火过程中析出，而在低温回火过程中，淬火态组织中的亚稳ε-碳化物会发生分解。当回火温度为300和400℃时，2种淬火态组织的演化依次为残余奥氏体的分解以及渗碳体的形成，马氏体组织中的位错密度均逐渐降低。     

淬火工艺对塑料模具用钢40Cr组织及性能的影响

研究了不同淬火温度、不同淬火介质对塑料模具用钢40Cr组织及力学性能的影响.结果 表明:40Cr钢经水淬后得到组织均为马氏体.随淬火温度的升高,粗针状的马氏体束增多,可降低钢的强度、硬度及韧性;油淬后得到组织均为马氏体+贝氏体+少量铁素体,随着淬火温度的提高,原始奥氏体晶粒长大,马氏体组织含量增多,但获得较粗大的马氏体组织,贝氏体含量逐渐减少;不同淬火温度下,水冷试样硬度均高于油冷试样;水淬试样回火后由于细晶强化作用,使强度、硬度及冲击韧性均高于油淬.840℃水淬试样经过600℃回火可获得最佳综合力学性能.     

热处理工艺对5mm 9Ni钢板性能的影响

研究了淬火+亚温淬火+回火(QLT)、淬火+回火(QT)、正火+正火+回火(NNT)3种工艺对5mm 9Ni钢板低温韧性的影响。结果表明,采用NNT工艺,钢板低温韧性良好,逆变奥氏体含量8.0%;通过工艺试制,5mm 9Ni钢板,采用3.3 mm厚度规格试样, -196℃冲击吸收能量≥40 J;采用2.5 mm厚度规格试样,-196℃冲击吸收能量≥27 J。     

临界淬火对超厚水电钢冲击韧性的影响

通过设计对比实验,研究了临界淬火工艺对超厚水电站用钢板的组织和性能的影响.试验结果发现,临界淬火较低的加热温度得到了细小的奥氏体晶粒和一定量的未溶铁素体,临界淬火后试验钢近表面得到了未溶铁素体+板条马氏体组织,厚度t/4处得到了未溶铁素体+板条贝氏体+粒状贝氏体组织,厚度t/2处得到未溶铁素体+先共析铁素体+粒状贝氏体组织.回火后钢板近表面组织转变为未溶铁素体+回火索氏体组织,厚度t/4和t/2处回火后得到了铁素体+回火贝氏体组织.临界淬火工艺保留了部分未溶铁素体,使碳扩散至奥氏体中,提高了奥氏体的稳定性,淬火后以残余奥氏体存在,提高了超厚水电钢的冲击韧性;厚度t/2处的-20℃的低温冲击韧性达到了156 J,满足了使用要求.     

两相区淬火对5NiCrMo钢组织与性能的影响

研究了淬火 两相区淬火 回火工艺(QQ'T)对5NiCrMo钢力学性能的影响,采用光学显微镜和透射电镜详细观察了微观组织结构,分析了组织演变规律及其对性能的影响.研究结果表明,5NiCrMo钢经QQ'T处理后屈强比降低,低温韧性提高,并改善了回火稳定性.板条状的回火二次马氏体 铁素体的混合组织及回火过程中沿板条边界析出的逆转变奥氏体是试验钢获得良好性能的原因.     

热处理工艺对NM500耐磨钢组织和力学性能的影响

通过扫描电子显微镜,电子背散射衍射、透射电子显微镜以及力学分析等方法研究了在线淬火-回火(DQ-T)和再加热淬火-回火(RQ-T)对NM500耐磨钢组织和性能的影响,并讨论了不同热处理工艺的强化机理.发现试样经过不同的热处理工艺后在较高的强度下均能保持良好的韧性.由于位错密度的增加和更细的马氏体板条束尺寸,DQ-T试样的抗拉强度和硬度明显高于RQ-T试样,但是强度的增加并没有造成韧性和塑性急剧的降低.再加热淬火温度对RQ-T试样的强度影响较大,当淬火温度较低时,马氏体板条束得到细化,这种细晶强化作用有效地提高了RQ-T试样的强度.      

原始组织对690 MPa级海工钢亚温淬火后强韧性的影响

 为了稳定亚温淬火工艺与工业化生产,通过力学性能分析及显微组织观察,对比了正火+亚温淬火+回火、在线淬火+亚温淬火+回火、离线淬火+亚温淬火+回火3种热处理工艺对690 MPa级海洋工程用钢板组织性能的影响。结果表明,采用离线淬火+亚温淬火+回火工艺结果最理想,能够大幅度提高钢板的低温冲击性能和伸长率。同时,还能够获得较低的屈强比,断口形貌全部为韧窝,呈明显的韧性断裂,而且随着亚温保温时间的增加,强度逐渐提高,当保温时间达到30 min以后,强度及条片状铁素体基本不发生变化;采用直接淬火态+亚温淬火+回火虽然可以保证高强度低屈强比,但是冲击功表现较为离散,稳定性欠佳,断口形貌为混合型,以韧性断裂为主;采用正火态+亚温淬火+回火工艺效果最差,尤其是不能保证钢板低温韧性,断口形貌全部为解理,呈明显的脆性断裂,其中片条状铁素体形貌是决定优良低温冲击性能的关键因素。     

回火对碳素双相钢拉伸性能的影响

本文研究了不同马氏体含量的双相10号及20号钢经80～500℃回火后拉伸性能的变化。结果表明,随回火温度的升高,两种双相钢的抗拉强度均明显下降,而延伸率大为提高。屈服强度在低于160℃回火时略有升高而后下降。高于120℃回火时,屈服平台开始出现并不断增大。剪切滞后分析证实,回火后双相钢强度的下降由两部分组成,即马氏体和铁素体分别承受的载荷的下降。马氏体含量和马氏体合碳量的增高,会使前者所占的比份增大。马氏体的软化本身还减弱了铁素休的相硬化和加工硬化能力,因而对双相钢强度的降低有着重要的影响。马氏体含碳量越高,这种回火效果越明显。低温回火时延性的改善主要归因于铁素体中间隙原子的析出。随回火温度的升高及淬火态马氏体含碳量的增多,马氏体软化则逐渐成为双相钢延伸率大幅度提高的主要原因。     

新型超高强度结构钢Q960E组织与性能控制研究

南钢针对新型超高强度结构钢Q960E在线淬火态和回火态组织与性能的关系进行研究。结果表明:在线淬火态钢板淬透性良好,全厚度组织均匀;回火后得到回火板条马氏体、回火板条马氏体+板条贝氏体组织,具有良好的低温韧性和强韧性匹配,强度富余量适中,延伸率14%,-40℃纵向冲击值在100 J以上。     

稀土铈对内生TiC型超级耐磨钢组织性能的影响

 作为耐磨钢研究的新领域,引入高体积分数TiC粒子的超级耐磨钢,虽然能够提升钢的耐磨性,但会降低材料的韧塑性。为了提升超级耐磨钢的综合性能,研究稀土铈对超级耐磨钢组织性能的影响,采用真空感应炉冶炼出不同铈质量分数的试验钢,通过扫描电镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)、电子探针(EPMA)、硬度测试、低温冲击性能测试、磨损性能测试等手段,研究了铈对试验钢TiC粒子析出行为、组织、力学性能以及耐磨性能的影响。结果表明,热处理后试验钢的组织为回火马氏体。铈可以将高钛耐磨钢中TiC、TiN粒子改性为Ce₂O₂S-TiC、Ce₂O₂S-TiN、CeP-TiC和xCeP·yCe₂O₃-TiC稀土复合粒子。随着铈质量分数的增加,试验钢的强度和硬度变化不大,低温韧性和耐磨性先提高后下降,在铈质量分数为0.002 5%时,其综合性能最佳,相对耐磨性为未添加铈试验钢的1.27倍。     

屈服强度785 MPa低碳含铜船板钢的组织和性能

 研究了一种屈服强度大于785 MPa的船板钢,测试了其动态连续冷却相变曲线（CCT）,研究了试验钢经控制轧制+直接淬火+回火（DQ- T）工艺处理后的组织性能。结果表明,直接淬火（DQ）钢板组织为板条马氏体（LM）,回火后铜、铌元素呈弥散析出。经500 ℃回火钢板的强度最高,冲击韧性（KV2）最低。钢板经710 ℃回火,其组织为二次马氏体（SLM）+铁素体,屈服强度（Re）为810 MPa,抗拉强度（Rm）为 1 066 MPa,伸长率（A）为17%,在-80 ℃下KV2为97 J,达到最佳强韧性匹配。     

低成本工程机械用Q690E级高强钢的热处理工艺与工业化

  以低成本、高附加值Q690E级调质板开发为目标,研究了亚温热处理与调质热处理工艺参数对试验钢显微组织与力学性能的影响。结果表明：在进行810℃亚温淬火处理的前躯体中存在大块状的铁素体时,易导致试验钢的低温冲击韧性恶化;以板条马氏体为前躯体经相同亚温淬火后,显微结构为更加细小的马氏体和以条状形态呈平行趋势分布在马氏体之间的铁素体两相混合组织,试验钢的-40℃冲击功值高达247J,但强度较低;常规调质热处理后的试验钢具有良好的综合力学性能,采用修正后的工艺参数,工业试制6~60mm规格产品的强韧性能均明显超过相关标准要求。     

回火温度对Cu-Cr-Ti马氏体耐磨钢组织及强韧性的影响

摘要：矿山机械用耐磨钢构件服役环境恶劣而常常出现磨损失效，研究适用于复杂工况下的高耐磨钢成分、工艺与组织性能的关系，有利于提高耐磨构件的服役寿命并降低经济损失。利用SEM、TEM、洛氏硬度计、万能拉伸试验机及冲击试验机等，研究了160～400℃不同回火温度下Cu-Cr-Ti马氏体耐磨钢的组织形貌、强度硬度及-20℃冲击韧性的变化。结果表明，试验钢淬火态组织主要为板条马氏体，当回火温度为160℃时，马氏体板条依然清晰，但随回火温度升高到400℃，马氏体板条界渐渐消失，基体中出现大量片状或粒状渗碳体。EDS分析发现样品钢基体中含有纳米级Ti、Nb的碳氮化物。随回火温度升高，基体组织演变导致强化机制发生变化，回火温度为300℃，综合力学性能最佳，其抗拉强度为1500MPa，屈服强度1100MPa，伸长率为15.5%。随回火温度升高，-20℃冲击韧性由60J/cm2逐渐降低到36.3J/cm2。     

非调质状态下HG80钢的组织和性能研究

研究了热轧态,回火态及不同冷却速度下ＨＧ８０钢的显微组织及力学性能,并讨论了ＨＧ８０钢在非调质状态下的强韧化机制。结果表明,ＨＧ８０钢非调质状态下的组织由铁素体基体和孪晶马氏体／残余奥氏体岛状相所组成;熟轧态主要是粒状组织,韧性偏低;随轧后冷却速度的提高,粒状贝氏体量增加,组织细化,钢的强性改善。     

退火工艺对Cu-Ni深冲DP钢组织与性能的影响

 为了探讨Cu-Ni合金化深冲双相钢组织性能演变规律,在实验室采用DIL805A/D淬火热膨胀仪与盐浴炉对其连续冷却转变行为及连续退火工艺进行了研究。结果表明,试验钢的Ac1、Ac3分别为821与969 ℃。贝氏体转变冷却速率为0.5~60 ℃/s,铁素体转变冷却速率为0.5~5 ℃/s,冷却速率为3 ℃/s时未发生珠光体转变。在820~880 ℃退火温度范围内试验钢的组织为铁素体与岛状马氏体;随着退火温度的升高,强度与伸长率先减小后增大,而r值呈现先增大后减小的趋势。在880 ℃退火时综合力学性能最佳,屈服强度达401.2 MPa、抗拉强度达451.4 MPa、伸长率为18.6%、r值为1.21。     

中心偏析对FH40低温钢焊接组织性能的影响

利用金相(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)以及能谱(EDS)等手段研究了FH40低温钢焊接接头显微组织演变及其对低温冲击韧性的影响.结果表明,FH40低温钢母材具有优异的综合力学性能,其屈服强度为420 MPa,抗拉强度为518 MPa,-60℃夏比冲击功为162 J,而焊接接头熔合线位置及热影响区的低温韧性急剧降低至16 J.显微组织分析表明,低温钢母材为细小的多边形铁素体+珠光体组织,在心部位置珠光体组织呈带状分布.焊接热影响区的显微组织主要为针状铁素体,但是心部存在明显的马氏体带.针状铁素体硬度为229.7 HV_0.05,比原来的多边形铁素体高约40 HV_0.05,而马氏体的硬度为313.7 HV_0.05,较原来的多边形铁素体高约140 HV_0.05.EBSD结果显示在马氏体带存在较高的内应力,这是造成焊接接头低温韧性急剧下降的主要原因.EDS表明,中心偏析导致热轧低温钢母材形成C、Mn富集的珠光体带,这些C、Mn富集的珠光体带在焊接热影响作用下重新奥氏体化,并在冷...     

Banded Microstructure Formation and Its Effect on the Performance of 06Ni9 Steel

Focusing on the banded microstructure formed during the production of 06Ni9 steels for cryo-LNG,this paper examines its formation,distribution of alloying elements,structure,hardness,and low-temperature property.The results show that the banded microstructure formed after hot-rolling and cooling of the steel binct in which the element segregation occurred during solidification.The phase change during heat treatment also can cause the formation of the banded microstructure of 06Ni9 steel.The white bands are mainly composed of ferrite and reversed austenite,and the black bands are mainly composed of reversed austenite and a certain amount of ferrite.Element segregation and formation of more carbide caused some black regions to appear.Grain refinement of 06Ni9steel is beneficial to the formation of reversed austenite,the redistribution of alloying elements,improving the stability of austenite and the low-temperature toughness of steel.This steel easily undergoes nickel segregation;thus,undergoing a secondary quenching and tempering process is recommended.The refinement of martensite quenching above A c3,the martensite that is rich in nickel and carbon,residual austenite and a few little of ferrite after secondary quenching lower than A c3 are beneficial to the formation of high stability austenite.Thus,this can meet the strength and toughness requirement of the low temperature 06Ni9 steel.     

超高强韧油井管合金设计与高强韧机制

 为了揭示1 000 MPa级低碳加铌钒钛微合金钢的高强韧机制,研究了S1(w(C)=0.09%)与S2(w(C)=0.17%)两种合金成分的油井管钢成分-工艺-组织-性能关系。试验表明,两种成分试验钢经水淬后的组织分别为板条贝氏体加少量马氏体和马氏体加少量贝氏体的复相组织。两种成分钢经过450~600 ℃、30 min的中温回火后,组织中均出现碳化物析出,且S1试验钢回火后的屈服强度基本不变,抗拉强度下降了约70 MPa,S2试验钢回火后的屈服强度与抗拉强度迅速升高170 MPa左右。溶度积公式的计算结果表明,两种钢的水淬组织中铌、钛元素析出彻底且析出物的体积分数都很小,因此回火铁素体基体中的VC析出强化对S1试验钢回火后屈服强度保持不变以及S2试验钢回火后屈服、抗拉强度提高起到重要作用。     

Use of the nanoindentation technique for studying microstructure/crack interactions in the fatigue of 4340 steel

The objectives of this research are to study the influence of microstructure on the fatigue crack growth behavior in 4340 steel and to explore the application of the nanoindentation technique for determining the plastic deformation zone at a fatigue crack tip. Two heat treatment conditions were chosen for the steel: annealed and quenched plus tempered. The annealed steel consists of coarse pearlite and proeutectoid ferrite, while the quenched and tempered steel consists of fine tempered martensite. Fatigue crack propagation tests were conducted on disklike compact (DCT) specimens. Subsequently, the nanoindentation technique was applied to quantitatively determine the plastic deformation zone at fatigue crack tips. The plastic deformation zone size determined by the nanoindentation test seems larger than the cyclic deformation zone calculated using the fracture mechanics equation, which involves many assumptions. The fatigue crack growth test results show that the annealed steel has a higher resistance to crack growth than the quenched and tempered steel. The fatigue crack in the annealed steel tends to grow along pearlite domain boundaries, or the cementite/ferrite interfaces within a pearlite domain. In contrast, the fatigue crack in the quenched and tempered steel tends to traverse the fine martensite laths. Consequently, the actual crack path in the annealed steel is rougher than in the quenched and tempered steel and more secondary cracks are observed in the annealed steel.