热处理工艺对3Cr2W8V钢组织和性能的影响

对3Cr2W8V钢进行了等温球化退火、淬火以及不同温度的回火处理,通过组织分析及力学性能测试,研究了热处理工艺对3Cr2W8V钢组织和性能的影响。结果表明,通过等温球化退火可获得球状或点状的珠光体组织,同时碳化物的形态得到明显改善。1070℃淬火后分别在580、630、680与730℃进行两次回火,随回火温度的升高,硬度先升高后降低,而韧性则呈现出相反的变化趋势。因此,3Cr2W8V钢经等温球化退火、1070℃淬火后再680℃左右两次回火能够获得良好的综合力学性能,有利于延长模具寿命。     

5Cr8Mo2SiV钢淬火和回火过程中碳化物的析出

对球化退火后的5Cr8Mo2Si V刃具钢进行淬火和回火工艺的探究,用SEM和EDS对淬、回火后的显微形貌进行分析,用碳化物电解萃取和XRD分析等研究了5Cr8Mo2Si V刃具钢淬、回火过程中碳化物的析出行为,并用Jmat-Pro模拟回火过程中碳化物析出相的变化。结果表明:5Cr8Mo2Si V钢退火试样在1100℃淬火+520℃回火时有明显的二次硬化现象,球化退火组织中存在VC、Cr_(23)C_6、Cr_7C_3、Fe_3C、Si C和Mo_6C类碳化物。Mo_6C、Si C、Fe_3C、Cr_7C_3和Cr_(23)C_6型碳化物随着淬火温度升高依次溶入马氏体基体,最终只有VC分布在基体上。Mo_2C、VC、Cr_7C_3和Cr_(23)C_6型碳化物在回火过程中从马氏体中析出,且Mo_2C和VC型碳化物在520℃回火析出量出现峰值。结合Jmat-Pro模拟结果发现,5Cr Mo2Si V钢的二次硬化现象是残留奥氏体二次淬火和Mo_2C粒子的第二相强化共同导致,且Mo_2C粒子第二相强化效应符合位错切过机制。     

快速预冷等温球化退火工艺对Cr12MoV模具钢组织和性能的影响

通过对Cr12Mo V冷作模具钢常规球化退火工艺的改进,进行快速预冷等温球化退火工艺试验,并将经新工艺退火后的合金进行淬火、回火热处理,研究了不同预冷等温球化退火工艺对Cr12Mo V钢最终热处理组织和性能的影响。结果表明:理想的球化退火新工艺是940℃×0.5 h油冷至400℃左右后进行730℃×(1~1.5)h等温退火处理,该工艺处理后获得的碳化物颗粒细小,分布均匀,硬度适当,球化效果好,并大大缩短了退火时间。该钢经理想新工艺退火后再经淬火、回火,其组织和性能均优于经常规退火处理后再经淬火、回火的组织和性能。     

4Cr5Mo2V热作模具钢TTT曲线测定及球化退火工艺探索

采用热膨胀法测定4Cr5Mo2V热作模具钢奥氏体化后在不同等温温度下的相变膨胀曲线,结合组织观察和相转变后材料硬度的测定,绘制了4Cr5Mo2V钢奥氏体等温转变曲线(TTT曲线),并对曲线进行了分析和讨论,为制订合理的球化退火工艺建立了依据。结果表明,4Cr5Mo2V钢的相变临界点Ac1为835℃、Accm为938℃、Ms为321℃,其最佳固溶温度为1 060～1 080℃,最佳保温时间为1 h,最佳球化退火工艺为870℃×2 h+750℃×8 h。     

稀土镁对W6Mo5Cr4V2高速钢中共晶碳化物粒化的影响

冶炼和铸造了不同稀土镁含量的W6Mo5Cr4V2高速钢,并对铸态钢材进行退火及锻打,检测了不同状态下的显微组织,并用Gleeble模拟了钢材的高温性能。结果表明:稀土镁能使铸态W6Mo5Cr4V2钢中网状碳化物组织断裂;随着钢中稀土镁含量的增加和锻打压下量的增大,碳化物粒化度提升;热模拟表明W6Mo5Cr4V2钢的第I高温脆性区为熔点到1180℃,第Ⅱ高温脆性区为950~800℃;综合高温塑性区极窄,为1170~1190℃。     

大体积分数碳化物钢W6Mo5Cr4V2Al的压缩超塑性

对工业用高速钢W6Mo5Cr4V2Al进行了超塑性压缩实验,考察了温度、应变速率对流变应力的影响,并测定了W6Mo5Cr4V2Al钢中碳化物的体积分数.结果表明,在780～840℃,应变速率(1.5～7.5)×10-4s-1范围内,大体积分数碳化物钢W6Mo5Cr4V2Al显示了一定的压缩超塑性.     

新型热锻模具钢球化退火和碳化物演变规律

研究了不同奥氏体化温度下5Cr4NiMo2VCo钢的球化退火行为及碳化物转变规律,并研究了预先正火工艺对其的影响。结果表明:随着奥氏体化温度的升高,未预先正火处理的球化组织中碳化物数量减少,其中采用860℃奥氏体化温度处理,球化效果较好,硬度有所降低,碳化物分布均匀。但是经预先正火处理后的退火组织中碳化物颗粒更细小均匀,且小颗粒碳化物占比更高。热锻后5Cr4NiMo2VCo钢采用预先正火处理的球化退火工艺:1000℃×3 h+840℃×2 h+730℃×4 h,可获得球状碳化物更细小且均匀分布的珠光体组织。     

Co对4Cr5Mo2V钢组织和强韧性的影响

采用OM、SEM、EDS、硬度测试、室温冲击及高温拉伸等方法研究了Co对4Cr5Mo2V钢的组织和强韧性的影响。结果表明:经1010 ℃淬火30 min,4Cr5Mo2V-Co钢未溶碳化物数量更多,马氏体板条更细;510~600 ℃回火时,4Cr5Mo2V-Co钢的回火硬度较4Cr5Mo2V钢高出1~2 HRC,但二者冲击性能相当;相同初始硬度条件下,4Cr5Mo2V-Co钢具有更高的高温强度,这是因为Co元素的添加促进了4Cr5Mo2V-Co钢二次硬化碳化物的形核速率,并能降低碳化物的粗化速率,从而提高了4Cr5Mo2V-Co钢的强度。     

高碳铬过共析钢球化退火工艺研究

为确定合适的Cr5高碳铬过共析钢的球化退火温度和时间,对该钢的球化退火工艺进行了研究。结果表明,Cr5钢合理的球化退火温度为820～840℃,在此温度范围退火后,钢的组织为铁素体基体和弥散分布的Cr23C6、Cr7C3及Fe3C碳化物。     

盾构刀具用5Cr5MoSiV1钢的球化退火工艺研究

研究了盾构刀具用5Cr5MoSiV1钢的球化退火工艺,讨论了加热温度和保温时间对碳化物颗粒的数量、大小、形态分布及退火硬度的影响。结果表明,随加热温度的上升,碳化物颗粒数量逐渐减少,粒径逐渐增大,颗粒趋于圆整化且分布更加均匀,同时硬度逐渐降低。随保温时间的延长,其对碳化物的球化及退火硬度的影响与加热温度的影响类似。对于5Cr5MoSiV1钢来说,900℃×4 h为最佳球化退火工艺。     

Mo对4Cr5Mo2V型热作模具钢热稳定性能的影响

研究了Mo对4Cr5Mo2V型热作模具钢热稳定性能的影响,并利用扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)等方法分析材料的微观组织。结果表明,含1.9%Mo和含2.4%Mo试验钢在600 ℃时的热稳定性能差异较小;在650 ℃时,相比于含2.4%Mo试验钢,含1.9%Mo试验钢经过48 h保温后硬度值低了2.3 HRC,马氏体基体的回复程度更大,出现较多的富Cr的大颗粒球状M₂₃C₆型碳化物,尺寸在150~200 nm之间,而2.4%Mo钢中弥散析出了数量更多的细小M₂C型二次碳化物,阻碍了富Cr型碳化物的长大,因此其碳化物的平均粒径更小,具有更好的热稳定性。     

改进型4Cr5Mo2MnV1Si压铸模块钢的球化处理

改进型4Cr5Mo2MnV1Si压铸模块钢采用传统“余热退火+正火+等温球化退火”工艺球化处理后,组织未达到技术要求,对其传统球化处理工艺做了改进,并对改进工艺处理试样的组织、硬度进行检测。结果表明,试验钢余热退火+正火+等温球化退火后,再经1010℃保温0.5 h炉冷至不同温度(820、790和760℃)保温1 h空冷处理后,显微组织均呈板条马氏体形态,基体上均匀弥散分布有碳化物颗粒,但硬度均高于400 HBW,未达到硬度小于240 HBW球化组织的要求。而经1010℃保温0.5 h空冷至室温,再820、790和760℃保温1 h回火空冷处理后,组织均为等轴铁素体上均匀分布着质点状碳化物,硬度分别为321、235和245 HBW,其中790℃回火效果最好,球化组织级别达到GB3,硬度小于240 HBW。因此,采用余热退火+正火+高温回火(790℃)代替余热退火+正火+等温球化退火可实现改进型4Cr5Mo2MnV1Si压铸模块钢的锻后球化处理。     

GCr15SiMo轴承钢球化退火过程的碳化物演变

借助差示扫描量热法、扫描电镜等检测分析手段以及JMatPro热力学软件,研究了等温球化退火的奥氏体化温度和保温时间对GCr15SiMo轴承钢碳化物的影响。结果表明,随着奥氏体化温度的升高和保温时间的延长,GCr15SiMo轴承钢中碳化物趋于均匀化、细小化,且有利于GCr15SiMo轴承钢退火过程碳化物球化效果。在奥氏体化温度为800℃、保温时间为30 min的等温球化退火工艺下,GCr15SiMo轴承钢中碳化物数量多、尺寸小、弥散分布度高,且组织最为均匀致密,硬度较低,球化效果最好。     

球化退火工艺对高碳马氏体不锈钢8Cr13MoV组织及性能的影响

为了优化高碳马氏体不锈钢8Cr13MoV的球化热处理工艺,提高其退火后的冷加工性能,采用微观组织分析法以及拉伸力学分析法研究了球化退火过程中奥氏体化保温时间和冷却速率对8Cr13MoV钢的球化效果影响。结果表明, 随着奥氏体保温时间的增加,组织中细颗粒状碳化物数量减少,索氏体数量增多,试样硬度先降低后升高,但断后伸长率持续增加;随冷却速率增加,试样组织中细颗粒状碳化物和索氏体数量、硬度和强度增加,断后伸长率降低。综合对比,奥氏体保温时间ϕ90 min时试样综合力学性能较好,冷却速率应控制在25 ℃·h^-1以内。与奥氏体保温时间相比,冷却速率对力学性能的影响更加显著。     

深冷处理后回火温度对15Cr超级马氏体不锈钢组织及耐点蚀性能的影响

利用场发射扫描电镜、透射电镜以及电化学综合测试系统对15Cr超级马氏体不锈钢(SMSS)经不同热处理工艺处理后的显微组织变化和第二相碳化物及其对该钢腐蚀行为的影响进行了研究。结果表明,试验钢经不同热处理工艺处理后组织均由板条马氏体、奥氏体以及M₂₃C₆型碳化物颗粒组成,随着回火温度的增加,试验钢中逆变奥氏体含量增加,且在650 ℃回火时达到体积分数最大值41.41%。当回火温度高于600 ℃时第二相碳化物开始析出,且650 ℃回火后碳化物数量及尺寸较600 ℃增多。点蚀电位随着回火温度的增加而降低,第二相碳化物的析出降低了试验钢的点蚀电位,促进了亚稳点蚀位置的形成,从而降低了试验钢的耐腐蚀性能。     

42CrMoVNb高强度螺栓钢的球化退火

根据热模拟试验测得42CrMoVNb高强度螺栓钢的Ac₁、Ac₃分别为773 ℃、811 ℃,并由此设计试验钢的球化退火工艺,通过改变保温温度、保温时间对其球化退火工艺进行了研究。通过光学显微镜、扫描电镜、显微维氏硬度以及冷镦试验,对不同球化退火工艺过程中碳化物的球化演变和硬度变化进行了分析。结果表明:试验钢经Ac₁以上780 ℃短暂保温0.5 h,缓冷至710 ℃保温6 h球化退火及Ac₁以下750 ℃保温3 h,缓冷至710 ℃保温6 h球化退火后,均能得到良好的球化组织与较低的硬度,碳化物形态均趋于球状且分布均匀,具有良好的塑性和冷镦性能。Ac₁以下750 ℃球化时,保温时间越长碳化物球化越明显。     

W6钢电子束焊后表面重熔硬化

高速钢是一种具有高硬度、高耐磨性的特殊工具钢.对于进行过球化退火的高速钢,其显微硬度损失较大,严重影响其应用.为恢复球化退火W6Mo5Cr4V2高速钢表面的显微硬度,同时保证其内部良好的韧性不受影响,采用电子束表面重熔对其表面进行硬化.结果表明,重熔表面整体呈现平整光滑状态,存在小尺寸熔坑,重熔层内部呈现胞状树枝晶组织,主要由马氏体、残余奥氏体、晶间网状M₂C共晶碳化物以及细棒状MC碳化物组成,呈现不均匀的条带状分布,在重熔区边界存在未熔碳化物,在重熔区中心区域碳化物均匀性较高,并对晶间碳化物的形成机理进行了分析.经过电子束表面重熔,由于晶内针状马氏体以及晶界脆性碳化物生成,W6Mo5Cr4V2高速钢表面的显微硬度由283 HV提高到800 HV以上,母材的显微硬度恢复效果显著.     

锻后固溶预处理对H13钢退火组织和冲击性能的影响

利用相分析、SEM及TEM试验方法,结合Thermo-Calc热力学软件计算了H13钢平衡相图,研究了不同固溶预处理及等温球化退火工艺对H13热作模具钢的组织和冲击性能的影响。结果表明:H13钢经1000、1050和1100 ℃固溶预处理后,随着固溶温度的升高,以V为主的MC型未溶碳化物数量逐渐减少,1100 ℃固溶预处理后,未溶碳化物基本溶解,同时晶粒粗化;经过固溶预处理及等温球化退火后,试验钢中碳化物分布均匀性和圆整度均提高,但1100 ℃固溶时晶粒尺寸粗化,退火过程形成粗大网状碳化物并沿粗大马氏体界面形核,降低了组织均匀性。H13钢经1000 ℃固溶预处理等温退火后,冲击性能较好,随着固溶预处理温度的升高,试验钢的冲击性能呈现明显的下降趋势。     

马氏体热作模具钢热稳定性的内耗研究

采用内耗法研究了两种马氏体热作模具钢在高温服役过程中的弹性模量及内耗特征,结合JMA方程探讨了时效前期的动力学过程。结果表明:620℃热稳保温过程中4Cr2Mo2W2MnV钢的软化主要以马氏体基体回复为主,而3Cr2W8V钢基体中大量的W、C脱溶及合金碳化物的沉淀,导致材料力学性能明显下降。4Cr2Mo2W2MnV钢在620℃工作温度下的热稳定性比传统热作模具钢3Cr2W8V好,主要是由于基体中的较多的Mn和相对稳定细小的Mo、V系MC型碳化物对马氏体热作模具钢的热稳定性有贡献作用。