热处理对1000MPa级工程机械结构用钢组织和性能的影响

设计了一种低碳Mn-Mo-Nb-Cu-B系超高强度工程机械结构用钢,研究了在同种成分条件下TMCP(thermo-mechan-ical control-process)+回火与控轧+直接淬火+回火两种工艺对钢组织和性能的影响.对比分析了热处理前后钢板各项力学性能和组织的变化.结果表明,两种工艺条件下钢的屈服强度和冲击性能的变化趋势相似,经500～620℃回火1h后钢的屈服强度均有大幅度提高.控轧+直接淬火+回火得到的钢板综合性能明显优于TMCP+回火,前者在600℃回火后屈服强度仍达到1000MPa以上,同时延伸率达到18%,-40℃冲击功大于30J,而后者塑性较好但强度稍低;随回火温度的升高,控轧+直接淬火+回火工艺条件下的组织演化速度要快于TMCP+回火工艺.     

实验室模拟控制轧制和调质处理对桥梁钢Q690q组织和性能的影响

研究了920℃精轧,830℃终轧以12℃/s冷至590℃,空冷的TMCP控制轧制工艺和TMCP+940℃淬火-630℃回火两工艺的桥梁钢Q690q(/%:0.05C、0.30Si、1.40Mn、1.10Cu、0.50Cr、0.80Ni、0.07V、0.55Mo,焊接冷裂纹敏感指数P_cm≤0.267)15mm板组织和力学性能。结果表明,TMCP工艺生产的桥梁钢Q690q组织主要由粒状贝氏体和少量铁素体组成,TMCP+调质处理后的组织为多边形铁素体和少量渗碳体,其屈服强度R_p0.2为845～870MPa,抗拉强度Rm895～900MPa,-20℃冲击功153～186J, -40℃为141～155 J。调质处理减小了钢材的M/A岛尺寸和位错密度,使Q690_q钢保持高强度的同时也具有较好的冲击韧性。     

610 MPa级大型石油储罐用高强度钢板的开发

 对不同成分试验钢采用了TMCP和离线调质处理2种工艺制度生产储油罐用高强度钢,并对钢板进行常规拉伸实验和冲击实验,分析其组织结构和断口形貌。最终确定大型原油储罐用高强度钢板的化学成分,在此基础上建议采用TMCP和离线调质处理2种工艺来生产大型原油储罐用高强度钢板。     

莱钢宽厚板在线DQ工艺攻关助推降本

莱钢宽厚板厂工艺技术攻关取得重大突破,以Q500D为代表的高强钢在线淬火工艺DQ试制实现批量化。目前,该厂已经实现厚度25～50mm的Q550D在线DQ生产,由于省去了离线淬火工艺,对降低工序成本、提高产品盈利空间起到了直接推动作用。高强高韧钢的传统工艺是TMCP+离线淬火+离线     

低成本减量化Q690qENH高强桥梁钢的开发

对Q690qENH桥梁钢进行了减量化合金成分设计,降低了Ni、Cu元素的质量分数,克服了对Mo元素的依赖;基于新一代TMCP技术进行短流程工艺设计,生产出屈服强度为745MPa、抗拉强度为961MPa、伸长率为16.8%、-40℃夏比冲击功约为166J的低成本减量化Q690qENH桥梁钢。与传统桥梁钢TMCP+淬火+回火工艺相比,新一代TMCP工艺取消了淬火+回火过程,生产的Q690qENH桥梁钢吨钢可节约合金成本约1521.08元,节水约2180m3/h,节约用电275.37kW·h;相当于吨钢节约原煤消耗154.20kg,减少污染物排放量约361.83kg。对于新一代桥梁钢的生产,在降低物耗能耗、保护环境方面有重要的理论指导意义。     

超低温容器用7Ni钢的开发

通过合理成分设计、轧制和离线热处理,开发了7Ni钢生产工艺技术,对试制钢板进行组织性能解剖分析表明,得到的组织是以马氏体为基体加少量逆转奥氏体的混合型组织,材料具有高强度、优良低温韧性和塑性,综合力学性能达到9Ni钢水平。     

超快冷工艺条件下Q550CFD组织与性能研究

为进一步挖掘超快速冷却工艺的潜力,以Q550CFD高强工程机械用钢为研究对象,对超快冷工艺条件下钢板的组织性能进行了研究。结果表明,采用超快速冷却工艺生产的钢板TMCP态、回火态力学性能均满足标准要求,可以替代离线淬火+回火的生产工艺,降低生产成本。     

采用TMCP工艺开发低成本高强钢Q550

采用中碳高Mn的微合金化设计,在4 300 mm中厚板轧机上采用TMCP工艺生产铁素体珠光体高强钢Q550,并对其性能和组织进行分析。结果表明：采用TMCP工艺在两阶段轧制和加速冷却条件下生产的高强钢Q550的性能全部符合GB/T16270-1996的要求,同时节约了大量昂贵合金的加入、降低了成本、减少了热处理环节、缩短了交货期,提升了高强钢产品的市场竞争力。     

热处理工艺对3.5Ni钢组织和性能的影响

通过拉伸和冲击试验以及OM和SEM的组织观察,研究了不同热处理工艺对3.5Ni低温钢显微组织和力学性能的影响。结果表明:3.5Ni钢正火(Normalizing)态及正火+回火(Normalizing+tempering)态的组织均为铁素体基体加珠光体。冲击韧性随正火温度的升高先增加后降低,正火温度为860℃时,低温韧性最佳;回火后3.5Ni钢塑性和低温韧性明显提高。随着回火温度的升高,带状组织减弱,冲击功增加,当回火温度达到两相区的650℃时,冲击功降低,最佳的回火温度为590~630℃。     

热处理工艺对800MPa低碳贝氏体钢组织性能的影响

 研究了在不同热处理工艺条件下,一种800MPa级低碳贝氏体钢组织性能的变化规律。通过对控轧控冷(TMCP)、TMCP+水淬(WQ)、TMCP+WQ+回火(T)工艺的比较,发现试验钢在450℃时回火2h后,可以获得具有良好强韧性的组织,屈服强度为816MPa,伸长率大于16%。通过SEM和TEM观察可知,这种钢的室温组织主要是细小的板条状贝氏体、(准)多边形铁素体和少量过冷奥氏体? 湎嗟母聪嘧橹孀呕鼗鹞露鹊纳撸逄踔鸾ズ喜⒈淇恚钪辗⑸啾咝位换迥诖嬖诖罅康奈淮硪约跋感　⒚稚⒎植嫉哪擅准兜诙嗔Ｗ樱涑叽缭嘉?0~20nm,选区衍射花样标定确定是Nb、Ti的碳氮化物,纳米级第二相粒子与位错的相互作用对材料增强增韧起重要作用,450℃回火时因析出强化造成的强度增量约为233MPa。     

热处理对耐热钢X12CrMoWVNbN10-1-1力学性能的影响

研究了淬火温度1025～1125℃+570℃4 h空冷+720℃2 h空冷和1050～1075℃淬火后二次回火温度680～780℃对马氏体耐热钢X12CrMoWVNbN10-1-1(%:0.11C、10.28Cr、0.77Ni、1.0Mo、0.96W、0.18V、0.04Nb、0.053N)力学性能的影响。结果表明,随淬火温度的提高,钢的强度增加,塑性变化不大,但冲击韧性显著下降。随回火温度的提高,强度下降、塑性、韧性增加。该钢优化的热处理工艺为:1 050～1 075℃1～2 h油冷+570℃4 h空冷+715～725℃2 h空冷。     

轧后加热温度对高Nb X80管线钢板组织性能的影响

 采用TMCP（热机械控制处理）工艺制造的高Nb成分X80管线钢板,在实验室进行了不同加热温度下的离线热处理试验研究,分析了轧后加热温度对高Nb管线钢组织性能的影响规律。结果表明：钢板在150~600℃温度范围内热处理时,钢板的显微组织、强度及DWTT（Drop Weight Tear Test,落锤撕裂试验）性能无显著变化,韧脆转变温度略有上升;650℃加热处理后,钢板的显微组织粗化、韧脆转变温度上升,DWTT性能明显下降。     

Mn2钢低温韧性变化规律研究

对Mn2钢在不同热处理工艺、不同试验温度和不同试样状态下的冲击韧性进行了详细的分析,结果表明:CM690钢在900℃保温90 min水冷淬火,600℃保温90 min水冷回火,在保证钢材的强度满足要求的情况下,可获得良好的韧性;淬火水温超过30℃时,因钢的淬透能力下降,会强烈地降低钢的强度和韧性;钢中加入0.015%~0.025%的Ti,提高冲击韧性值35~40 J;对于CM490钢,若轧后空冷或堆冷,由于冷却速度较低,会获得铁素体+珠光体+贝氏体的混合组织,不利于提高钢材的韧性,而正火后其组织为铁素体+贝氏体,其冲击值比前两种状态高3~5倍。     

工程机械用高强度钢直接淬火回火工艺研究

通过研究工程机械用低合金高强钢直接淬火和回火过程中组织性能的演变规律,为离线调质高强钢的在线生产提供试验基础.试验钢在轧后空冷条件下得到粗大的粒状贝氏体组织,冲击韧性下降.快冷至210℃以下时得到全部的板条马氏体组织.试验钢具有较强的抗回火软化能力,高温回火后仍具有较高的强度.直接淬火回火条件下钢的综合力学性能均优于离线淬火工艺,体现出超快冷条件下在线热处理技术在发展减量化高性能钢中的优势.     

节镍型奥氏体不锈钢1Cr17Mn9Ni4N的组织和力学性能

从热处理工艺对室温拉伸性能的影响和试验温度对拉伸性能的影响两个方面分析了1Cr17Mn9Ni4N钢组织和力学性能之间的关系。试验结果表明：随着固溶处理温度(950～1075℃)的提高,强度降低、塑性提高;水冷或空冷对力学性能的影响不大;材料的锻比对力学性能具有一定的影响;与同类钢相比,1Cr17Mn9Ni4N钢具有优异的室温和低温力学性能。该钢在低温变形时的TRIP效应是低温综合力学性能良好的根本原因。     

热处理工艺对风电锻件用Q345E钢组织及性能的影响

采用拉伸、冲击与微观组织分析等试验研究了风电锻件用Q345E钢经不同热处理工艺下的组织与性能,试验结果表明:890℃淬火时,随着回火温度的升高,Q345E钢的强度逐渐下降,塑性和韧性逐渐增加;550℃回火时,当淬火温度890℃时,Q345E钢综合力学性能最好;Q345E钢的最佳热处理工艺为890℃淬火+550℃回火。在后续生产实验中,经过890℃淬火+550℃回火后,Q345E钢的力学性能均满足要求,屈服强度大于395MPa、抗拉强度大于530MPa,-40℃冲击功大于185J。     

经济型铁素体/贝氏体高扩孔钢的组织与性能

 通过TMCP工艺实验,研究了Si、Mn含量对低碳Si Mn钢显微组织、力学及成形性能的影响,探讨了铁素体/贝氏体双相钢(FB钢)在扩孔过程中的裂纹形成及扩展行为。研究结果表明,增加Si含量,实验钢中等轴铁素体的体积分数增加,扩孔性能得到改善;而增加Mn含量,实验钢的强度和韧性显著提高,但塑性和扩孔性能有所下降。FB钢中的裂纹扩展主要是以微孔聚集机制进行,当遇到贝氏体时,裂纹通过铁素体 贝氏体相界面并剪断铁素体进行扩展。合理选择Si、Mn含量和TMCP工艺参数,可以获得690 MPa级的经济型热轧FB高扩孔钢,扩孔率达到了95%,综合性能较好。     

淬-回火温度对高强度钢30NCD16组织和性能的影响

试验了电渣重熔高强度钢30NCD16(％:0．31C、1．41Cr、4.01Ni、0．52Mo)840-930℃淬火、350-625℃回火时的组织和力学性能。结果表明,高强度钢30NCD16最佳热处理工艺为840-870℃淬火+560℃回火,可获得细致均匀的索氏体组织,钢的抗拉强度≥1 200 MPa,冲击功A_KU5≥50 J。     

热处理工艺对40CrMnMo钢低温冲击韧性的影响

通过不同的热处理制度:800、820℃低温淬火+600℃回火,880℃+860℃两次淬火+600℃回火和860℃一次淬火+600℃回火,对40CrMnMo钢进行热处理试验,并研究了三种热处理工艺对40CrMnMo试验钢组织和性能的影响。结果表明,三种热处理工艺的试验钢抗拉强度相近(936～951 MPa),组织为回火马氏体+铁素体,采用800、820℃低温淬火+600℃回火热处理工艺,试验钢的冲击功最高(65～69J)。     

高Co—Ni二次硬化马氏体钢的发展

评述了一系列高Ｃｏ－Ｎｉ二次硬化马氏体钢的合金设计，热处理工艺以及显微组织对力学性能的影响，并探讨了在韧性和塑性损失较小的情况下，进一步提高这类钢的强度的可能性。