奥氏体化温度对51CrV4钢淬火组织和性能的影响

 为了找出51CrV4钢最佳的奥氏体化温度和最佳的综合力学性能，研究了奥氏体化温度对51CrV4钢淬火组织和性能的影响。试验结果表明，随着奥氏体化温度的升高，奥氏体晶粒逐渐长大，淬火后组织硬度呈先增大后减少的趋势，经460 ℃回火后的强度先增大后减小；当奥氏体化温度为880 ℃时，奥氏体晶粒细小均匀，得到的马氏体组织致密，强度和硬度均达到最大值；当奥氏体化温度达到910 ℃时，奥氏体晶粒粗大，而且试验钢出现明显的脱碳现象，强度、硬度和塑性明显下降。研究表明，在实现完全奥氏体化前提下，为保证晶粒均匀且不出现脱碳现象，51CrV4钢获得良好性能的最佳淬火温度为880 ℃。     

马氏体时效不锈钢的发展现状

叙述了马氏体时效不锈钢的材料开发、成分、性能和组织结构的发展现状，该钢的发展趋势是降低钢中气体、夹杂和有害元素含量，开发超细化晶粒和均匀组织，超高强度和耐腐蚀性的马氏体时效不锈钢。     

屈服强度1100 MPa级超高强钢热处理组织及性能

摘要：随着工程机械向大型化轻量化方向发展，超高强钢的市场需求越来越大且综合性能要求越来越严格。结合5000mm宽厚板生产线及热处理装备，研究淬火过程中淬火温度对屈服强度1100MPa级超高强度钢组织及力学性能的影响。结果表明，淬火温度决定了合金元素的溶解和分布状态、原始奥氏体晶粒尺寸，影响试验钢的综合力学性能。不同淬火温度下，基本微观组织为板条马氏体。随着淬火温度的升高，原奥氏体晶粒尺寸增大；当淬火温度由840℃升高至990℃时，原奥氏体晶粒平均尺寸由9.0μm增加到22.5μm。采用900～930℃淬火及350℃回火的热处理工艺，试验钢可获得最佳的强韧性匹配，此时屈服强度为1125～1155MPa、抗拉强度为1306～1335MPa、断后伸长率为12.5%～14.0%，布氏硬度为415～419，－40℃冲击功为80～100J，抗拉强度与布氏硬度比值范围在3.10～3.20之间，满足标准GB/T 28909—2012对Q1100E的要求。     

热处理工艺对塑料模具钢10Ni2Cr2MnCuMoVAl组织和性能的影响

研究了固溶温度、时效温度及时间对10Ni2Cr2MnCuMoVAl塑料模具钢热处理后的微观组织和力学性能的影响。结果表明:固溶处理后,10Ni2Cr2MnCuMoVAl钢的组织主要是板条马氏体构成,且随固溶温度的升高,马氏体板条发生明显宽化,并在890℃固溶后达到硬度最高值。时效处理后的组织由板条马氏体、粒状贝氏体和析出碳化物构成。当时效温度区间为460~520℃,随着时效温度的升高,材料的强度逐渐升高,韧性逐渐降低,并在520℃达到强度峰值;时效温度高于520℃时,随着温度升高,材料硬度降低,冲击韧性升高。分析在540℃不同时效时间处理后的性能可知,试验钢在8h达到力学性能峰值。通过比较试验钢在不同时效处理后的力学性能数据,10Ni2Cr2MnCuMoVAl钢的最佳热处理工艺为:880℃固溶处理2h+空冷,随后在520℃时效处理4h+空冷。     

含钛中锰钢淬火-配分组织及力学性能

 为了研究淬火-配分含钛中锰钢的组织与力学性能,借助扫描电子显微镜,透射电子显微镜、电子背散射衍射技术与万能拉伸试验机、磨粒磨损试验机等,分析与测试了含钛中锰钢在165~240 ℃淬火380 ℃配分处理后组织、强度、塑性与磨粒磨损性能。结果表明,试验钢淬火-配分组织主要为板条状一次马氏体、块状二次马氏体及残余奥氏体,同时含有大量微米级TiN和纳米级(Ti,Mo)C及TiN-(Ti,Mo)C复合析出相。190 ℃淬火380 ℃配分后残余奥氏体体积分数最高为12.5%。试验钢不同温度淬火与配分后屈服强度均大于1 000 MPa,抗拉强度均大于1 500 MPa,硬度从482.5HV增大到542.2HV,伸长率范围为9.2%~14.5%,在165~190 ℃淬火-配分处理后其抗磨粒磨损性能优于220~240 ℃淬火-配分钢。磨损机制主要是塑性变形和疲劳破坏,磨损过程中残余奥氏体发生应变诱导马氏体相变(TRIP)效应,析出相颗粒阻断基体塑性变形过程犁沟的前进和刮削行为,含钛中锰钢通过淬火-配分引入一定体积分数的残余奥氏体,有利于提高钢的强塑性与抗磨损性能。结合力学性能指标,含钛中锰钢最佳淬火-配分工艺为900 ℃奥氏体化30 min,190 ℃淬火,380 ℃配分10 min。     

连续退火工艺对双相钢金相组织和力学性能的影响

利用河北钢铁技术研究总院连续退火热模拟机研究了退火工艺对双相钢金相组织与力学性能的影响。结果表明,两相区加热温度升高,试样中铁素体含量下降,晶粒细化,马氏体含量升高,屈服强度增加,抗拉强度变化不大,在820～840℃退火时伸长率达到最大值;两相区保温时间增加,组织中铁素体再结晶充分,晶粒长大,马氏体晶粒并无明显变化,室温时双相钢屈服强度与抗拉强度降低,伸长率明显增加;随着时效温度升高,屈服强度缓慢增加,抗拉强度缓慢减小,在时效温度230～270℃时,伸长率随时效温度升高而降低,并在290℃时取得最大值。     

冷处理对超级马氏体不锈钢组织及逆变奥氏体的影响

为研究冷处理对超级马氏体不锈钢的组织性能及逆变奥氏体的影响,通过淬火+回火(A钢)、淬火+冷处理+回火(B钢)以及淬火+深冷处理+回火(C钢)3种工艺进行对比研究。结果表明:实验钢中基体组织为回火马氏体,随回火温度的升高,马氏体板条变细。在相同回火温度下,A钢马氏体板条尺寸较大,B钢次之,C钢尺寸较小、且更平直。实验钢中逆变奥氏体含量随回火温度的升高先增加随后降低,在650℃时达到最大,整个过程中C钢逆变奥氏体含量高于B钢和A钢。实验钢的硬度随回火温度的升高而降低,在650℃时达到最小,随后增大。相同回火温度下,C钢硬度高于B钢,B钢高于A钢。A钢中逆变奥氏体多为块状,尺寸较大,分布较少;B钢次之;C钢中逆变奥氏体多为条状,尺寸较小,且分布均匀。     

屈服强度1100 MPa级超高强钢热处理组织及性能

随着工程机械向大型化轻量化方向发展,超高强钢的市场需求越来越大且综合性能要求越来越严格。结合5 000 mm宽厚板生产线及热处理装备,研究淬火过程中淬火温度对屈服强度1 100 MPa级超高强度钢组织及力学性能的影响。结果表明,淬火温度决定了合金元素的溶解和分布状态、原始奥氏体晶粒尺寸,影响试验钢的综合力学性能。不同淬火温度下,基本微观组织为板条马氏体。随着淬火温度的升高,原奥氏体晶粒尺寸增大;当淬火温度由840℃升高至990℃时,原奥氏体晶粒平均尺寸由9.0μm增加到22.5μm。采用900～930℃淬火及350℃回火的热处理工艺,试验钢可获得最佳的强韧性匹配,此时屈服强度为1 125～1 155 MPa、抗拉强度为1 306～1 335 MPa、断后伸长率为12.5%～14.0%,布氏硬度为415～419,-40℃冲击功为80～100 J,抗拉强度与布氏硬度比值范围在3.10～3.20之间,满足标准GB/T 28909—2012对Q1100E的要求。     

高性能渗碳轴承钢的组织与性能

 研究了热处理工艺对渗碳轴承钢组织、力学性能的影响规律,并探讨了强韧化机制。研究表明,随着淬回火温度升高和回火次数增加以及采用深冷工艺,渗碳轴承钢的强度与硬度增加,冲击韧性值下降。采用910℃淬火和180℃二次回火,轴承钢材料性能可达到硬度HRC452,抗拉强度Rm为1450MPa,屈服强度ReL为1240MPa,AKU为105J,残余奥氏体的体积分数控制在1%以下。试验钢良好的强韧性配合主要来自于晶粒的细化、超细马氏体板条和均匀弥散的细小碳化物的析出;尺寸稳定性的效果主要是残余奥氏体量的控制。     

900 MPa级高强钢的连续冷却转变及组织调控分析

为了探究新型18CrNiMo中厚板钢连续冷却相变规律及其最佳热处理工艺,绘制了试验钢的连续冷却转变曲线(CCT曲线),根据CCT曲线对钢板的热处理工艺进行工业试制并对试制钢的组织及强韧性进行了分析。采用热膨胀相变仪,结合光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)进行组织观察以及维氏硬度(HV)测试,综合分析绘制了试验钢的CCT曲线。结果表明,当试验钢的冷却速率不大于2℃/s时,室温组织主要由铁素体和粒状贝氏体组成;冷却速率为2～30℃/s时,室温组织从以贝氏体组织为主,逐步转变为以板条马氏体为主,且随着冷却速度增加,过冷度增大,马氏体组织进一步细化;冷却速率增至不小于30℃/s时,室温组织主要为马氏体组织。试验钢硬度变化呈现为2个阶段,组织由多边形铁素体逐步转变为板条贝氏体/马氏体,此时硬度由121HV快速增加到356HV;此后冷却速度继续增加,组织细化,硬度由366HV平稳上升到407HV。根据CCT曲线制定了18CrNiMo钢淬火+回火(900℃淬火,冷却速度10～30℃/s+高温650℃回火)热处理工艺,生产出一种屈服强度R_p0.2≥...     

两相区淬火对高强海洋工程钢组织性能的影响

摘要：对高强海洋工程用钢分别经过一次淬火+回火(QT)和一次淬火+两相区淬火+回火(QLT)2种热处理工艺处理后,采用扫描电镜(SEM)、连续冷却转变(CCT)曲线、高分辨透射电镜(HRTEM)等手段对其微观组织、相变特性和Cu的析出相进行了检测,并进行了室温拉伸性能及系列温度夏比冲击性能的测定。结果表明：实验钢在03~20℃/s的冷速下均得到贝氏体组织,随着冷速的增加,钢的转变温度有所降低,这与工业厚板淬火后表面和心部组织硬度存在一定差异的结果相吻合。经750℃在两相区保温并淬火对钢中的软硬相组织进行调控后,实验钢的屈服强度仍达到800MPa以上,屈强比从QT态的0.96降低至0.92以下,较QT态的低温韧性有了显著的改善。在两相区保温后,钢中有大量的Cu粒子析出并粗化,然而在后续回火过程中仍有尺寸在20nm以下的Cu粒子析出,仍可起到一定的析出强化作用。     

热处理工艺对2Cr11Mo1VNbN耐热钢组织和性能的影响

 为了解决2Cr11Mo1VNbN钢短时持久性能低的问题，采用OM、SEM、TEM等手段研究了不同淬火和回火工艺下超超临界叶片用2Cr11Mo1VNbN马氏体耐热钢的组织、室温力学性能及短时持久性能。结果表明，随着淬火温度的提升，强度和硬度增加，冲击吸收功在1 075 ℃后呈降低趋势；1 125 ℃淬火+660 ℃回火后，该钢的649 ℃+228 MPa的短时持久性能明显提升。回火温度高于660 ℃，强度和硬度降低，冲击吸收功增加，短时持久性能急速衰减。微观组织分析表明，提高淬火温度，合金中的一次粗大铌的碳化物更多地固溶到基体中，析出数量减少，固溶强化作用增加，强度和硬度增加，使合金的弱化区减少，提高了材料抵抗高温变形的能力，改善了合金的持久性能。     

淬火和低温处理对X30CrMoN151组织性能影响

 为了探索X30 CrMoN 15 1高氮马氏体钢的最佳淬火+低温处理工艺，利用OM、XRD、SEM、EDS和EBSD等方法研究了不同淬火温度和低温处理对高氮钢显微组织和性能的影响规律。结果表明，当奥氏体化温度低于1 050 ℃，原奥氏体晶粒长大缓慢，当奥氏体化温度高于1 050 ℃后晶粒长大加剧。随着奥氏体化温度的升高，碳化物溶解加剧，油淬后的残余奥氏体呈线性升高；低温处理后残余奥氏体大幅度减少，奥氏体化温度越高冷处理后残余奥氏体下降越多。钢的硬度随淬火温度先升高后降低，在1 000 ℃硬度最高；低温处理后，硬度随淬火温度先升高后降低，在1 030 ℃硬度最高。钢的冲击韧性随淬火温度先升高后降低，在1 030 ℃时冲击韧性最佳；低温处理后，钢的冲击韧性大幅度下降。     

高强度含铜钢奥氏体连续冷却转变产物的强韧性

研究了高强度含铜钢HSLA80和HSLA100奥氏体连续冷却转变产物的强度和韧性随冷却速率的变化规律,探讨了连续冷却过程中形成的Cu沉淀的特征和熟化规律.在Gleeble3800热模拟试验机上进行0.1℃·s-1至20℃·s-1的连续冷却实验,利用扫描电镜和透射电镜分析了显微组织和Cu沉淀.结果表明,随冷却速率提高,HSLA80的连续冷却转变组织由多边形铁素体向块状铁素体和贝氏体转变,在冷速0.1~1℃·s-1范围内Cu发生沉淀,两者综合作用造成随冷却速率提高钢的硬度分阶段变化,而韧性逐渐提高;HSLA100的连续冷却转变组织以贝氏体为主,且不发生Cu的沉淀,随冷却速率提高钢的硬度基本保持不变,但韧性发生剧烈变化.连续冷却过程中形成的Cu沉淀在等温过程中的熟化符合Ostwald熟化规律,半径随时效时间t1/3变化.      

深冷处理对NM500耐磨钢性能与磨损行为的影响

以一种自行设计的NM500级别耐磨钢为研究对象,利用冲击磨损试验,分析了深冷处理对其组织性能和磨损行为的影响。结果表明,NM500耐磨钢经深冷处理后,抗拉强度、硬度和冲击韧性均有提高,在淬火+深冷+回火处理后,最佳的综合力学性能可达抗拉强度1 910 MPa、硬度523HB、冲击韧性24.3 J/cm2,此时试验钢组织主要为马氏体,有Nb和Ti的碳化物析出。深冷处理通过残余奥氏体向马氏体转变,减少了不稳定相的含量,提升了试验钢的力学性能,从而使淬火+深冷+回火处理后的试验钢具有更高的耐磨性,此时的磨损机制以磨粒磨损为主,磨损形貌主要为犁沟、犁皱。而未经深冷处理的淬火+回火处理试验钢磨损机制以黏着磨损为主,磨损形貌主要为剥落坑和切削。     

冷却路径对V-Ti微合金钢组织性能的影响

 为了获得较大的沉淀强化增量，采用热模拟试验研究了UFC终冷温度和二阶段冷却速度对一种V Ti微合金钢组织和硬度的影响规律。结果表明，协同控制UFC终冷温度和二阶段冷却速度可显著优化V Ti微合金钢的组织性能。UFC终冷温度为750、700和650 ℃时，获得全铁素体组织的临界二阶段冷却速度分别为1.0、1.0和0.2 ℃/s。UFC终冷温度由750降低至650 ℃时，在二阶段冷却速度为0.2~1.0 ℃/s条件下，可将铁素体晶粒由10.5细化至8.4 μm，二阶段冷却速度为5.0 ℃/s时，可将铁素体晶粒由10.5细化至5.1 μm。在750和700 ℃较高UFC终冷温度条件下，适当提高二阶段冷却速度，在650 ℃较低冷却速度条件下，适当降低二阶段冷却速度，均可有效提高试验钢的维氏硬度，试验钢的最大维氏硬度可达到295HV。