退火软化对高强度钢300M组织及硬度的影响

为提高300M钢的后续切削性能,拓宽300M钢的应用领域,研究了退火软化工艺对300M高强度钢显微组织及硬度的影响。结果表明,300M钢在Ac₁以下(730 ℃)退火,显微组织由马氏体转变为回火索氏体,碳化物呈球状或颗粒状;在两相区(780 ℃)退火,显微组织为珠光体+先共析铁素体,碳化物呈球状或短棒状;在Ac₃以上(860 ℃)退火,显微组织转变为珠光体+先共析铁素体,碳化物呈长薄片状。退火冷速对300M钢软化影响显著,冷速缓慢才能使碳化物充分析出并球化,硬度显著降低。300M钢两相区等温+缓慢冷却退火工艺下有更显著的软化效应,硬度可控制在240 HBW以下。     

铝对高碳铬钢热处理后的组织和性能的影响

对含4%Al(质量分数)和不含铝的两种高碳铬钢进行了球化退火、淬火和低温回火处理。含铝钢的球化退火工艺为790℃保温1 h,炉冷至720℃保温6 h,炉冷至650℃空冷,继之以820℃油淬、150℃回火;不含铝钢的球化退火工艺为850℃保温2 h,炉冷至700℃保温5 h,炉冷至650℃空冷,继之以920℃油淬、150℃回火。采用光学显微镜、扫描电镜和X射线衍射仪检测了钢热处理后的显微组织,并测定了硬度,目的是揭示铝对高碳铬钢的组织和性能的影响。结果表明,与不含铝的高碳铬钢相比,含4%Al的高碳铬钢球化退火态硬度要高60HBW,碳化物数量较少且呈短棒状;淬火、回火后的组织为马氏体,无碳化物,硬度低200HV0.2,残留奥氏体体积分数高5%以上。     

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。     

冷锻齿轮用16MnCrS5钢的球化退火工艺

通过研究不同球化退火工艺对冷锻齿轮用16MnCrS5钢力学性能的影响,分析了4种球化退火工艺对16MnCrS5齿轮钢硬度、强度、伸长率的影响。试验结果表明,760 ℃保温4 h,以12 ℃/h的冷却速率冷却至710 ℃保温3 h,再以12 ℃/h的冷却速率冷却至680 ℃保温2 h,炉冷至500 ℃下出炉,在此工艺条件下,材料的硬度最低达到123 HBW,且伸长率达到39%,断面收缩率超过70%,可达到冷锻加工材料高塑性要求,可为16MnCrS5冷锻齿轮钢热处理工艺提供参考。     

电渣重熔H13钢锭球化退火工艺优化

针对电渣重熔H13钢锭球化退火周期长、硬度高等问题,提出3种改进的退火工艺,分析了出炉温度对铸态显微组织的影响。结果表明,等温球化退火(870 ℃×2 h+750 ℃×4 h)缓冷至200 ℃出炉,效果较好。该工艺周期短,退火硬度低,得到的基体组织以粒状贝氏体为主,大量细小碳化物粒子呈弥散分布,伴随部分适度粗化且均匀分布的大颗粒碳化物。     

中碳碳素结构钢S55C的球化退火工艺

对S55C钢进行了不同工艺的球化退火处理,研究了所获得的组织和硬度。结果表明,S55C钢经740 ℃保温5 h,以≤20 ℃/h的冷速缓冷至700 ℃保温5 h,再以≤40 ℃/h的冷速缓冷至680 ℃保温5 h后空冷,得到的组织为球状珠光体,珠光体球化率≥90%,硬度值165 HBW,符合客户使用要求。     

G50超高强度钢大规格锻件退火工艺优化

以30CrMnSiA钢作为对比,研究了典型成分G50超高强度钢在Ac₁附近加热和冷却的相变过程,及退火硬度和退火制度的关系。结果表明,针对现行成分控制要求的G50钢,在稍低于膨胀法测定的Ac₁温度退火时形成的奥氏体,冷却后形成未回火马氏体导致硬度上升,原680℃退火温度已不适用,出现退火时间越长硬度越高的现象。多炉号试验验证表明,660℃×6 h退火虽有部分奥氏体形成,但原始正火马氏体相软化程度更大,能有效降低G50钢锻件硬度,具有普遍适用性。     

GCr15钢奥氏体化工艺对快速球化退火效果的影响

研究了快速球化退火的奥氏体化温度、保温时间以及双相区冷却速度对GCr15钢残留碳化物粒子的数量和分布形态的影响。根据"离异共析"的原理和奥氏体状态对残留碳化物粒子影响的研究结果,制定了GCr15钢的快速球化退火工艺。试验表明,GCr15钢经790℃×10 min奥氏体化,炉冷至720℃等温60 min炉冷快速球化退火后,其球化组织为2.5级,总退火时间为3.5 h,明显优于传统球化退火工艺。     

精冲用钢淬火前后的显微组织研究

对两种化学成分稍有差异、用于精密冲压成形的低碳钢试块进行了球化退火,其工艺过程为:加热至Ac1以上20~30℃,保温2~4 h,以30℃/h的速度炉冷至Ar1以下约20℃等温,然后炉冷至600~500℃左右,再空冷至室温。退火后将试块在Ac3以上温度加热5 min后水淬。采用透射电镜(TEM)研究了两种试块淬火前、后的显微组织。结果发现,两种钢的球化退火态组织均为铁素体和碳化物基本呈球状的珠光体,淬火组织中则有大量ω相,且球化退火态钢中珠光体的球化率明显影响ω相的密度。力学性能测试表明,ω相的数量对钢的力学性能特别是淬透性,具有重要的影响。     

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。     

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。     

免退火冷镦钢10B21热轧盘条的研制

冷镦用盘条加工紧固件时,通常在拉拔前会对其进行球化退火或软化退火以降低强度及提高塑性,改善其冷加工性能。但退火工序耗能、耗时,不但增加成本还污染环境。为此,研制开发了具有优异冷加工性能的免退火冷镦钢10B21盘条。对10B21盘条化学成分进行了优化设计,在保证淬透性的前提下适当提高B含量,降低C、Mn含量,并控制w(Ti)/w(N)=4.0~4.5以保证有效B的收得率。采用控轧控冷工艺,在缓冷相变过程中在α/γ的界面产生适量的B相M₃(C,B)+M₂₃(C,B)₆,加速C的沉积,形成利于冷镦性能的最佳组织。由于C、Mn元素的减少,可显著降低钢的硬度,最终得到具有优异冷加工性能的高塑性盘条。经试验,热轧盘条无需退火即可直接拉拔冷镦成形,用于制作法兰螺栓等变形量较大的8.8级高强紧固件。     

无钛热冲压成形钢的连续冷却与等温转变规律

利用Thermo-Calc热力学软件(TCFE 9数据库)、DIL805A/D变形热膨胀相变仪和场发射扫描电镜(FE-SEM)研究了连续冷却转变及等温转变过程中无钛热冲压成形钢的微观组织演化规律。结果表明:试验钢的Ac₁=749 ℃,Ac₃=863 ℃。绘制了CCT曲线和TTT曲线;无钛热冲压成形钢的马氏体相变开始温度Ms=385 ℃,马氏体相变结束温度Mf=130 ℃。过冷奥氏体冷却过程中,发生马氏体相变的临界冷却速度为5 ℃/s;当等温温度高于750 ℃时,热冲压成形后可获得全马氏体组织。     

退火工艺对采暖系统用耐沟状腐蚀钢带性能的影响

通过对耐沟状腐蚀现象的研究,结合生产设备能力,设计了6种成分钢带和6种退火工艺。借助光学显微镜、扫描电镜、拉伸试验、中性盐雾试验等手段,研究了采暖系统用耐沟状腐蚀钢带生产过程中冷轧退火工艺对其性能的影响。结果发现:低于Ac₁温度(650、700 ℃)的退火不可能改变原来冷轧铁素体晶界的遗传结构,冷轧α相的再结晶长大不充分,碳化物的聚合和长大过程也不充分;当退火温度达到Ac₁左右(750 ℃),由于碳元素的固溶加剧,导致α相再结晶和析出物的聚合长大,得到极优的延展性,对深冲非常有利;退火温度位于Ac₁~Ac₃之间(850 ℃),发生α→γ相再结晶,可以取得最好的软化效果。对于含Ti的试验钢,随着退火温度的降低,其塑性应变比r值呈下降趋势。Cr的加入不利于耐沟状腐蚀性能,但是Al的加入有利于耐沟状腐蚀性能。采用两段式退火工艺进行工业化生产,可以得到外观和性能优良的采暖系统用耐沟状腐蚀产品。     

Ni含量对EQ70海洋工程用钢CCT曲线的影响

采用DIL805A热膨胀仪测定了Ni含量分别为1.53%、1.72%、1.81%、2.06%的EQ70海洋工程用钢在不同冷速下的热膨胀曲线,结合组织观察和维氏硬度测定绘制其连续冷却转变曲线。结果表明,冷速在0.5 ℃/s以下,试验钢的组织为贝氏体,冷速超过2 ℃/s时,组织全部转变为马氏体。随着Ni含量增加,试验钢的Ac₃几乎不变,Ac₁和Ms降低,贝氏体转变的温度区间缩小,贝氏体转变的冷速范围扩大,贝氏体的形貌也发生变化,马氏体形貌没有发生明显变化。     

42CrMo钢连续冷却转变曲线的测定与分析

利用JMat-Pro软件模拟了42CrMo钢的连续冷却转变曲线,并采用DIL805L相变淬火膨胀仪实测了钢的各相变点,对不同冷却速度下的组织转变和贝氏体含量进行了分析,并绘制其CCT曲线。结果表明:42CrMo钢Ac₁=743 ℃,Ac₃=792 ℃。冷速小于0.5 ℃/s时,组织为先共析铁素体与珠光体混合组织;冷速0.5~10 ℃/s之间,存在一定量的贝氏体,随冷速加快,贝氏体量先增后降,马氏体含量逐渐增多,使得硬度呈现较大增幅。冷速大于10 ℃/s,组织为基体马氏体+少量贝氏体的混合组织。