X90管线钢板调质处理后的组织与性能

本文对16.3 mm厚 X90管线钢板在不同调质处理工艺下的组织性能进行了研究。结果表明：930 ℃淬火温度下,随着回火温度的升高,钢板屈服强度先增加后降低,抗拉强度逐渐降低,从而导致屈强比升高;回火温度为630 ℃时,落锤剪切面中脆性区增多,落锤性能最差。在870 ℃两相区淬火,钢板组织中奥氏体晶粒大幅度细化,再经530 ℃回火,细化的马氏体或者贝氏体组织中出现亚结构的回复软化,板条边界钝化和M/A组元分解的综合作用,使该调质工艺下X90管线钢板的综合性能最佳。     

回火温度与钛含量对低合金耐磨钢组织及性能的影响

对两种不同Ti含量的低合金耐磨钢进行淬火后在160~540℃温度区间回火处理。结合冲击性能、力学性能及磨损实验的测试结果,利用SEM,TEM等对不同热处理状态实验钢的微观组织及析出相的分析,研究了回火工艺及组织演变对性能影响。结果表明,两组实验钢在190℃回火,均得到回火马氏体,回火马氏体形态仍然为板条状,板条间有(Nb,Ti,V)碳化物析出;而500℃回火时,马氏体板条消失,得到回火索氏体组织。两组实验钢淬火后在190℃与500℃回火时-20℃冲击功出现峰值,分别为40 J与60 J,其中Ti含量为0.09%的2号实验钢淬火及在190℃回火后,综合力学性能最佳,其屈服强度为1218 MPa,抗拉强度1507 MPa、硬度429.5 HV,伸长率17.5%,抗磨损性能也优于Ti含量较高(0.18%)的1号实验钢。     

热处理工艺对X100管线用无缝钢管组织性能的影响

采用不同淬火和回火工艺,进行X100钢级管线用无缝钢管的系列热处理试验,研究淬火温度和回火温度对其组织性能的影响。试验结果表明:X100钢级管线用无缝钢管在930℃淬火时能够完全奥氏体化,并获得针状铁素体和板条贝氏体组织;随着回火温度的变化,试验管的组织和性能呈一定规律;采用930℃淬火+620℃回火热处理工艺,试验管可获得晶粒细小且分布均匀的针状铁素体,综合性能最佳。     

淬火工艺对含Ni中锰钢组织和性能的影响

通过扫描电镜观察、拉伸及低温冲击试验,研究了不同淬火工艺对含1%(质量分数)Ni的中锰钢组织和性能的影响。结果表明,随着淬火温度升高,试验钢的屈服强度和抗拉强度先增大后减小,随后再逐渐增大,低温冲击吸收能量具有相同变化趋势;中锰钢的最优调质工艺为900 ℃淬火后于600 ℃回火,其屈服强度、抗拉强度及伸长率分别能达到560 MPa、640 MPa及21.8%,-50 ℃ 冲击吸收能量达到270 J,获得了良好的综合力学性能。调质态试验钢在不同淬火温度下均获得了铁素体和回火马氏体组织,随着淬火温度升高,马氏体比例增加,晶粒尺寸逐渐减小。     

淬火和回火工艺对50MnB钢组织与性能的影响

为了优化50MnB钢热处理工艺,设计了水淬、盐水淬和油淬三种淬火冷却方式以及180、200、220 ℃三种不同回火温度。通过组织观察、力学性能测定、断口形貌观察、XRD物相分析探讨淬火方式和回火温度对50MnB钢组织性能的影响。结果表明,油淬是适宜的淬火方式,淬火组织均匀;回火组织由回火马氏体和少量碳化物组成,回火后仍保留马氏体板条形态。随着回火温度的升高,回火组织中的马氏体板条更细小,碳化物析出增加。同时,硬度和抗拉强度降低,伸长率增加。根据组织与性能试验结果,最适合的回火温度是220 ℃。     

发动机用SCM435钢的组织与疲劳性能

采用SEM、TEM以及拉伸测试等研究SCM435钢在870℃淬火、350～650℃回火后的组织和力学性能。结果表明,回火温度为350℃时,其组织是板条马氏体及少量碳化物;随着回火温度的升高,马氏体的板条形态逐渐消失,碳化物沿板条方向析出长大,其中525℃回火后的组织尚有明显的马氏体板条形态并弥散分布着短棒状渗碳体。在试验回火温度范围内调控SCM435钢的力学性能,可以满足8.8～12.9级紧固件的力学性能要求。试验验证了870℃淬火+525℃回火钢的疲劳性能,中值疲劳极限σ_a50为425 MPa,具有较好的疲劳性能。     

热处理对喷射成形M42高速钢显微组织及硬度的影响

探讨了淬火和回火温度对喷射成形M42高速工具钢显微组织及硬度的影响。结果显示:淬火温度低于1180℃时,钢的淬火态硬度随温度升高而增大;高于1180℃之后,钢的淬火态硬度随温度升高而减小。淬火温度升高过程中,钢中碳化物的数量呈减少趋势,马氏体不断粗化,同时残留奥氏体数量逐渐增加。钢的硬度随回火温度的升高逐渐增大,并在550℃时达到极大值,随后逐渐减小。回火温度升高过程中,马氏体中不断析出碳化物并聚集长大,同时马氏体和部分残留奥氏体会向回火马氏体转变。     

热处理对高钒高速钢滚动磨损性能的影响

采用自制的WM-1型滚动磨损试验机研究了高钒高速钢经900～1 100℃淬火后550℃回火及1100℃淬火后250～550℃回火时的滚动磨损性能,并利用SEM对其显微组织进行了分析。结果表明:550℃回火条件下,低温淬火时基体组织以回火马氏体为主,随着淬火温度升高,残余奥氏体含量升高,马氏体含量相对减少,而耐磨性随淬火温度升高逐渐升高;1 100℃淬火条件下,低温回火时基体组织主要以残余奥氏体为主,随着回火温度升高,残余奥氏体量减少,而其耐磨性随回火温度的升高逐渐升高,达到一定值后开始降低。以耐磨性为评价标准,最佳热处理工艺为:1050℃淬火,450℃或550℃回火;研究结果揭示了适量的残余奥氏体有利于提高滚动磨损性能。     

调质工艺对石油套管用36Mn2V钢冲击性能的影响

研究不同调质工艺处理的石油套管用36Mn2V钢的0℃冲击性能。用金相显微镜、扫描电子显微镜和透射电子显微镜观察与分析钢的奥氏体晶粒大小、冲击断口形貌、钢中淬火未溶第二相以及回火碳化物的析出行为。结果表明,当回火温度一定,淬火温度在890℃时,淬火未溶第二相的数量较少而且奥氏体晶粒未过分长大,冲击功最大。当淬火温度一定,冲击功随着回火温度的升高而增大。回火温度较低时(500℃),钢中碳化物主要在晶界和马氏体板条界面上呈连续状析出,冲击功较低;回火温度较高时(620℃),碳化物多在晶内析出而且铁素体呈等轴状,冲击性能较好。     

热处理对机床轴承用不锈钢组织和力学性能的影响

采用真空感应炉冶炼了试验钢,并进行了不同工艺的热处理。采用光学显微镜、扫描电镜对组织进行了观察,对洛氏硬度进行了检测。结果表明,试验钢淬火组织主要为细小的板条马氏体+大量残余奥氏体+未溶析出相,经-80℃深冷处理、低温回火后残余奥氏体含量逐步减少;随着淬火温度提高,回火马氏体基体逐渐粗化,第二相粒子数量逐渐减少,尺寸也减小;1030℃淬火并深冷处理后在150℃回火,试验钢获得最高的硬度,随着回火温度提高,基体组织逐渐由回火马氏体转变为回火屈氏体再到回火索氏体,第二相粒子逐渐粗化;硬度值先几乎不变,当温度超过450℃硬度值迅速下降,650℃时降低至34HRC。     

热处理对Fe-5Cr-1.4B合金组织和性能的影响

研究了不同热处理工艺对Fe-Cr-B合金显微组织和性能的影响.试验结果表明:Fe-Cr-B合金的凝固组织主要由Fe2B、M7(C,B)3(M=Fe,Cr)、α-Fe及γ-Fe组成,共晶组织呈网状分布.经过淬火处理后,呈网状结构的硼化物发生断裂,基体转变为马氏体,并伴有二次碳硼化物M23(C,B)6析出.当淬火加热温度超过1 050℃,二次碳硼化物析出相的数量减少,宏观硬度和显微硬度随温度的升高而增加,在1 050℃时,达到最大值,超过1 050℃时,硬度略有下降.经过回火处理后,马氏体发生回火软化,基体中继续析出细小二次碳硼化物,硬度相对淬火态下略有下降,并随着回火温度的升高,下降趋势增加,在500℃回火时冲击韧度达到最高值,为7.35 J/cm2.     

热处理对超超临界汽轮发电机组用X22耐热钢组织与性能的影响

采用SEM、TEM、硬度测试、冲击性能测试等方法,研究了不同热处理工艺对X22耐热钢组织及性能的影响。结果表明:X22耐热钢经1070℃×1 h油冷淬火处理后组织为板条马氏体,板条间有针状碳化物析出。经不同温度的回火处理后,X22钢组织依然保持马氏体板条形貌。当回火温度超过650℃时,针状碳化物消失,在马氏体板条和原奥氏体晶界上析出大量条状碳化物M_(23)C_6。随回火温度升高,X22钢硬度呈先降低后升高再快速降低的变化趋势,500℃时,硬度达到最大值52 HRC;X22钢的冲击功在500℃和650℃时出现了两次低谷,冲击功分别为11.7 J和9.7 J。     

热处理对高强建筑钢组织和性能的影响

对试验钢进行了不同的两相区直接淬火+回火处理。对试样显微组织进行了观察,并对力学性能进行了检测,研究了淬火温度和回火温度对试验钢组织和性能的影响。结果表明,钢板回火显微组织以多边形铁素体+岛状回火马氏体为主。随着直接淬火温度的升高,回火马氏体含量增加,铁素体含量减少,组织中少量珠光体逐渐转变为贝氏体;屈服强度和抗拉强度均升高,屈强比先保持恒定后有所升高,伸长率逐渐下降,冲击功则是先大幅降低后几乎不变。当回火温度低于400℃时,马氏体形态没有明显改变;当回火温度超过500℃时,马氏体岛开始分解,碳化物析出量增加。随着回火温度升高,抗拉强度几乎呈线性降低,屈服强度则先升高后降低,屈强比升高,伸长率和冲击功先下降后提高。     

国产75Cr1锯片钢热处理工艺研究

对国产75Cr1锯片钢进行800、840、860℃油淬再进行420、440、460℃回火处理试验。利用光学显微镜观察不同淬火温度下脱碳层形貌及淬火回火后的组织,分别用万能材料试验机、洛氏硬度仪测试材料的拉伸性能和硬度。结果表明,随淬火温度的增加脱碳层深度增加;经不同温度淬火+460℃回火,组织主要为回火屈氏体及部分颗粒状回火索氏体,但800℃时,组织还出现了一定量的非回火马氏体组织,硬度较低,在840℃淬火硬度最高。试验钢经840℃淬火后,随回火温度的增加,组织依次由回火马氏体转变到回火马氏体+回火屈氏体,再到回火索氏体,强度和硬度逐渐降低,塑性相应提高。国产75Cr1钢最佳热处理工艺为840℃(保温10 min)油淬+440℃(保温60 min)回火。     

回火温度对30 Cr13 Nb0.1铸造马氏体不锈钢组织和性能的影响

熔炼了含0.117%Nb(质量分数)的30Cr13Nb0.1马氏体不锈钢。对钢锭进行了1 100℃保温2 h均匀化退火、1 020℃保温30 min水淬及分别在250、350和450℃回火2 h。随后采用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪等检测了钢的显微组织、硬度、冲击韧性及断口形貌。结果表明:经相同工艺淬火、不同温度回火的钢中碳化物均沿晶界析出,且随着回火温度的升高,碳化物析出量增多,其形态从点状、细链状转变为长链状和条片状,硬度先降低后升高,冲击韧性先升高后降低。此外,腐蚀电位和点蚀电位测量结果表明:450℃回火的钢耐腐蚀性能最差,350℃回火的钢耐蚀性能最好。     

回火温度对Cr26-16Mn双金属复合板组织及力学性能的影响

对比分析了Cr26-16Mn双金属复合材料与单一Cr26铸铁、16Mn钢的力学性能,利用OM、SEM、XRD等研究了回火温度对Cr26-16Mn双金属复合板组织及性能的影响。结果表明：在1000 ℃淬火条件下,随回火温度的升高,Cr26-16Mn复合板基材Cr26铸铁和复层16Mn钢硬度均降低,单一16Mn钢及复合板冲击性能提高,复合板冲击吸收能量为单一Cr26铸铁的6~7倍。520 ℃以下回火时,Cr26铸铁中马氏体分解,残留奥氏体转变析出二次碳化物,基材硬度变化较小;随着回火温度提高,Cr26铸铁组织中析出大量二次碳化物,马氏体分解增加,硬度明显降低。16Mn钢在回火过程中马氏体形态消失,铁素体含量增加,冲击性能提高。在1000 ℃淬火时,Cr26-16Mn复合板在420~520 ℃回火能获得较好的硬度及冲击性能。     

热处理对ZGCr17Ni2马氏体不锈钢组织及硬度影响

通过不同固溶温度与不同回火温度处理,研究了ZGCr17Ni2马氏体不锈钢组织及硬度的变化。结果表明,淬火温度提高,马氏体过饱和度增加,残余奥氏体含量增加,在1 040℃下淬火时组织为马氏体+残余奥氏体+碳化物+莱氏体,淬火硬度达到最大值57,继续提高淬火温度,马氏体粗化,硬度下降;回火温度在530℃以下时,回火硬度呈"马鞍状"变化,当回火温度达到600℃时回火组织转变为回火索氏体+残余奥氏体+碳化物+莱氏体+马氏体,回火硬度(HRC)降低至41。     

热处理对高层建筑用钢组织与力学性能的影响

研究了奥氏体化温度对高层建筑用钢拉伸力学性能、-20℃冲击性能和显微组织的影响,分析了直接淬火+回火、一次淬火+回火和二次淬火+回火热处理这3种热处理工艺,并优化了试验钢的淬火+回火工艺。结果表明:试验钢在这3种热处理工艺下的抗拉强度、屈服强度、屈强比和-20℃冲击功都随着奥氏体化温度的升高呈现降低的趋势,采用一次淬火+回火或二次淬火+回火热处理可以显著降低试验钢的屈强比并提高冲击韧性,适宜的奥氏体化温度为900~1000℃;直接淬火+回火试样的金相组织为回火马氏体,一次淬火+回火和二次淬火+回火试样的金相组织都为回火马氏体+铁素体;同时,在马氏体板条界面和相界面处析出了尺寸不等的细小M23C6相。     

淬火温度对G105钢组织和性能的影响

利用硬度计、拉伸试验机、冲击试验机和光学显微镜等手段,研究了G105钢分别在890、910和930 ℃保温150 min淬火,随后进行630 ℃保温180 min回火处理后组织和性能变化。结果表明:随着淬火温度的升高,G105钢淬火硬度越来越高;经回火处理后,淬火温度为890 ℃和910 ℃时,调质硬度无太大差异,分别为33.2 HRC和32.7 HRC,淬火温度为930 ℃的调质硬度相对提高约1.5 HRC。试验钢强度随着淬火温度的升高也呈现升高趋势,但冲击韧性呈先升高后下降的趋势,这主要是由于调质后存在粒状碳化物的析出现象,导致其冲击韧性显著下降,故认为当淬火温度选取910 ℃时,获得的G105钢综合力学性能较佳。     

GD钢组织及低温冲击韧性研究

分析了900℃淬火及200℃回火后GD钢的显微组织、硬度及低温冲击的断口形貌,研究结果表明:900℃淬火后GD钢组织由粗针状马氏体、残余奥氏体、碳化物组成,200℃回火时,马氏体中析出部分碳化物,回火组织由回火马氏体和碳化物组成。900℃淬火+200℃回火后的GD钢冲击时,随着温度的降低,其冲击功随之减小,随着GD钢所处的环境温度不断升高,断口宏观形貌中反映起裂区和裂纹纤维扩展区所占比例越来越大,微观形貌中存在解理面、撕裂棱和韧窝,其断裂机理为准解理断裂。