wTi/wN和wAl对含B钢淬透性及力学性能的影响

针对具有不同 ω Ti/ω N 的低 Al-Ti-B 系列和高 Al-B 试验钢进行末端淬火试验和调质热处理试验,通过淬透性曲线、热力学计算、组织和力学性能的对比分析,研究了 ω Ti/ω N 和 Al 含量对含 B 调质钢淬透性及力学性能的影响.结果表明,低 Al-Ti-B 系列钢的 ω Ti/ω N 大于 3.42 时,Ti 能有效地固 N 保 B 提高淬透性,但过高的 ω Ti/ω N 又容易形成粗大的 TiN 颗粒降低韧性;ω Ti/ω N 小于 3.42 时,Ti 固 N 的能力有限,多余的 N 易与 B 结合形成BN 降低淬透性;试验钢中较合适的 ω Ti/ω N 为 3.93,保证了较高的淬透性和综合力学性能.高 Al-B 钢中较高的Al 含量(0.083%,质量分数)起到了固 N 保 B 的效果,其淬透性最好,能获得全厚度马氏体组织,具有高的强韧性.此外,钢中过高的 N 含量易与 Ti、B 结合形成对淬透性和韧性不利的粗大 TiN 和 BN 颗粒,为确保含 B 调质钢的淬透性和强韧性,应严格控制钢中的 N 含量.     

新型低合金高强韧性耐磨钢的研究

采用多元合金化及变质处理设计了一种新型低合金高强度高韧性耐磨钢。研究了钢的基本特性、显微组织、断口形貌以及热处理工艺对钢的力学性能和耐磨性的影响。研究结果表明,该钢的过冷奥氏体的稳定性高,具有高淬透性及高回火稳定性,经８８０～９２０℃淬火及２５０～３００℃回火后获得回火板条马氏体组织,使钢具有高强韧性及高耐磨性     

ZL20Cr齿轮钢性能研究

主要研究了钢中化学元素碳、锰、铬及热处理制度对钢的力学性能、淬透性的影响以及微量元素铝对晶粒度的影响。研究结果表明 ,通过冶炼时的精细操作控制钢中碳、锰、铬在一定范围及采取适当的热处理工艺 ,可明显改善钢材的性能 ,确保强度、淬透性、韧性良好 ;钢中加入适当铝 ,可保证渗碳晶粒细小、均匀。     

稳定40MnB钢淬透性带的因素分析

本文通过试验研究和生产数据的统计回归,就稳定40MnB钢淬透性的问题从酸溶硼(Bs)含量、残余Ti含量和冶炼工艺及热处理工艺方面进行研究分析。认为要将钢的淬透性带控制在较窄范围内,必须通过控制出钢插Al前的Si含量和插Al后的加Ti量等手段来控制Bs含量,以确保有效B的含量。还能过正交试验选择了Bs含量和热处理工艺对淬透性的最佳组合。     

提高7CrSiMnMoV钢强韧性与耐磨性的工艺研究

7CrSiMnMoV钢是84年由首钢与第二汽车厂共同研制成功的新型冷作模具钢。该钢淬透性好,热处理变形小,在硬度相同的条件下抗弯、抗压及冲击韧性高于CrWMn及Cr12MoV钢,但耐磨性较后者低。大量研究工作表明,钢的强韧性和耐磨性与钢中碳化物的形态、大小、分布以及钢中奥氏体晶粒度和马氏体的形态密切相关。本试验研究了予先热处     

硼含量及奥氏体化温度对P20B钢淬透性的影响

 为提高P20B钢的淬透性,通过端淬试验研究了硼含量及奥氏体化温度对P20B钢淬透性的影响。结果表明,当硼含量在0000 9%~0002 3%范围时,P20B钢的淬透性得到提高;当硼含量超过0004 0%时,P20B钢的淬透性反而下降。奥氏体化温度在820~920 ℃范围时,随温度升高,P20B钢的淬透性显著提高。     

15MnMoVNRE钢的淬透性及钼,钒对钢淬透性的影响

本文测定了不同的热处理条件下,15MnMoVNRE钢的淬透性。结果表明,该钢具有良好的淬透性.对重钢生产的700MPa级的钢板,采用预先淬火处理是必要的。生产中采用两相区淬火易引起产品韧性的波动。钼、钒对淬透性影响的研究表明:当935℃以上加热时,在提高低碳锰钢的淬透性方面,加入量为同样数量的条件下,钒的作用约为钼的3.0倍。复合加入钼和钒,比单独加入对钢淬透性有更大的作用。     

ZL20Cr齿轮钢性能研究

本文主要研究了钢中化学元素碳、锰、铬及热处理制度对钢的力学性能、淬透性的影响以及微量元素铝对晶粒度的影响。研究结果表明，通过冶炼时的精细操作控制钢中碳、锰、铬在一定范围及采取适当的热处理工艺，可明显改善钢材的性能，确保强度、淬透性、韧性良好；钢中加入适当铝，可保证渗碳晶粒细小、均匀。     

20CrMnTi齿轮钢淬透性试验研究

对20CrMnTi齿轮钢进行了不同淬火工艺参数条件的试验研究,分析了化学成分和热处理工艺对20CrMnTi齿轮钢淬透性的影响。试验结果表明,C是对淬透性贡献最大的元素,钢淬透性随钢材中C含量的增加而变大,随着Mn、Si、Cr含量的增加,20CrMnTi钢淬透性值也是增加的。但是,随着Ti含量的升高,20CrMnTi钢淬透性值的变化不是简单的正相关或负相关。适当提高淬火加热温度或延长保温时间,有利于增加20CrMnTi钢的淬透性值。     

12CrNi3MoV钢低温韧性与硼含量的关系

对12CrNi3MoV钢板的低温韧性和硼含量的数据做了统计分析,发现硼降低钢的低温韧性,两者之间存在线性关系,得出了低温韧性和硼含量的回归方程。为了使-20℃的V型缺口试样冲击功A_(Kv)≥50J,必须将酸溶硼含量控制在0.0020％以下,分析了硼影响韧性的原因。主要由于钢中合金元素含量高,硼提高淬透性的有利作用未能得到充分发挥,而对韧性的不利作用却被突出和加强了。     

大型球磨机衬板材质和热处理工艺的研究

在不增加贵重合金元素的前提下,设计的中碳钢SiCrMnMo成分具有足够的淬透性和淬硬性,经中温回火处理,具有硬度和韧性的良好配合.经试验,在有效厚度超过110mm、重约700kg的大型球磨机衬板上实际应用,耐磨性明显提高.     

硼对高强度弹簧钢力学性能的影响

研究了不同含量硼元素(0．0006％～0．0027％)对中碳高强度弹簧钢力学性能的影响。研究结果表明,添加微量硼能够显著提高钢的淬透性,且不同硼含量试验钢的淬透性无明显差别。适当提高钢中的硼含量,试验钢的强度虽有所降低,然而其冲击韧性却得到明显提高。在相同的硬度水平下,随着钢中硼含量的增加,以鲍辛格扭转试验所获得的逆回曲线面积所表征的试验钢的弹减抗力逐渐提高。     

Mechanical Properties and Corrosion–Abrasion Wear Behavior of Low-Alloy MnSiCrB Cast Steels Containing Cu

Two medium carbon low-alloy MnSiCrB cast steels containing different Cu contents (0.01 wt pct and 0.62 wt pct) were designed, and the effect of Cu on the mechanical properties and corrosion–abrasion wear behavior of the cast steels was studied. The results showed that the low-alloy MnSiCrB cast steels obtained excellent hardenability by a cheap alloying scheme. The microstructure of the MnSiCrB cast steels after water quenching from 1123 K (850 °C) consists of lath martensite and retained austenite. After tempering at 503 K (230 °C), carbides precipitated, and the hardness of the cast steels reached 51 to 52 HRC. The addition of Cu was detrimental to the ductility and impact toughness but was beneficial to the wear resistance in a corrosion–abrasion wear test. The MnSiCrB cast steel with Cu by the simple alloying scheme and heat treatment has the advantages of being high performance, low cost, and environmentally friendly. It is a potential, advanced wear-resistant cast steel for corrosion–abrasion wear conditions.     

Optimizing the boron effect

The effects of boron content varying from 0.0001 to 0.0110 wt pct were studied to determine the optimum boron range for commercially desirable combinations of hardenability and notch toughness in 11/4 in. thick steel plate made from grade ASTM A514-J. Increasing boron content up to 0.0025 pct resulted in a gradually increasing boron hardenability factor which reached a maximum value slightly greater than 3 at about 0.0020 boron content. The increase in the boron hardenability factor was accompanied by a modest decrease in the CV₁₅ TT. An optimum value was realized at about 0.0020 pct boron. This behavior is consistent with established theory that small amounts of boron, not detectable by conventional means, concentrate at the prior austenite grain boundaries suppressing the ferrite reaction and thus improving hardenability. Increasing the boron content above 0.0025 pct resulted in a decrease in the boron hardenability factor to a value of about 2.0 when 0.0060 boron was added. No further lowering of the boron hardenability factor was experienced with boron additions as high as 0.0110 pct. Additions of boron above 0.0025 pct caused a strong increase in the CV₁₅ TT value. The deterioration of both the boron hardenability factor and toughness, when boron contents exceeded 0.0025 pct, was attributable to the formatipn of large particles of the “boron constituent,” identified as Fe₂₃(C, B)₆ which formed at the prior austenite grain boundaries and nucleated massive ferrite. The mechanism was operable at austenitizing temperatures and cooling rates equivalent to those used in commercial practice. This paper is based on a presentation made at a symposium on “Hardenability” held at the Cleveland Meeting of The Metallurgical Society of AIME, October 17, 1972, under the sponsorship of the IMD Heat Treatment Committee.     

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。     

提高5CrNiMo锻模钢性能的研究

本文采用空冷淬透性试验,力学性能和相分析等方法研究了合金元素对5CrNiMc钢工艺性能和力学性能的影响,找到了钢中合金元素含量偏低是造成国产锻模钢淬透性较低,回火稳定性较差的关键原因。将5CrNiMo钢的锰、钼、铬含量适当提高和加入0.1％钒,可使模块的淬透性,回火稳定性达到国际同低型优质模块的水平,而且提高了钢材的高温强度。另外,在热锻模具使用硬度的范围内,调整成分的钢材具有更高的冲击韧性,从而提高了模具的使用寿命。该研究结果已被工业生产实践证实,具有明显的经济效益。     

细化渗碳体对高碳纳米贝氏体轴承钢的影响

研究了GCr15Si1Mo轴承钢中渗碳体细化后,对材料微观组织、常规力学性能、耐磨性及滚动接触疲劳性能的影响。通过工艺的调控,使材料组织中的渗碳体尺寸从0.49细化到了0.20 μm,贝氏体铁素体板条尺寸从66细化至41 nm,并且渗碳体的分布密度也随之提高。随后通过SEM、TEM、XRD、硬度、冲击、摩擦磨损及滚动接触疲劳等试验,得到了材料的宏观性能与微观组织。研究结果表明,细化渗碳体后,材料的耐磨性能和滚动接触疲劳性能比常规工艺的优异,但是韧性相对于常规工艺有显著降低。研究证明了较细小渗碳体可以对轴承钢的组织结构、常规力学性能、耐磨性能及疲劳性能产生一定的影响,为后期轴承钢中渗碳体的调控研究提供支持。