退火和调质处理的40Cr钢的性能研究

对尺寸为?15 mm×20 mm的40Cr钢试样分别进行了840℃保温40 min炉冷退火、840℃保温50 min水淬和油淬以及淬火后540℃回火40 min空冷。检测了交货态棒材和热处理后试样的显微组织和硬度。采用JMatPro软件对40Cr钢的奥氏体化、马氏体转变和CCT曲线及淬火和回火过程进行了模拟。结果表明：交货态40Cr钢棒材的表面硬度为61 HRA;840℃退火后试样的硬度为49 HRA,组织为铁素体和珠光体;840℃水淬后试样的硬度为73 HRA,油淬后为71 HRA,组织均为板条马氏体;水淬和油淬随后540℃回火后试样的硬度均为66 HRA,组织主要为回火索氏体。     

磨削深度及原始组织对42CrMo磨削淬硬层的影响

在磨削深度为0.1～0.6 mm的条件下对调质态、正火态及退火态42CrMo钢进行了磨削淬火试验。结果表明:磨削淬火后,三种原始组织试样磨削淬火后的完全淬硬区显微硬度为510～878 HV。正火、调质及退火态试件的淬硬层厚度分别为1.75、1.5和1.25 mm。磨削淬火后,调质态的42CrMo钢完全淬硬层组织为略大的板条状马氏体组织,正火态的42CrMo钢完全淬硬层的马氏体组织最为细小,退火态的42CrMo钢完全淬硬层板条状马氏体尺寸居于二者之间。     

H13钢中的碳化物分析及其演变规律研究

通过OM、SEM及TEM分析了H13钢在电渣锭退火、锻后退火及淬回火过程中的显微组织变化,利用电解法萃取H13钢在三种状态下的碳化物,通过XRD对其进行物相分析,并与JMatPro热力学相图计算结果进行比较。研究表明:H13钢电渣锭中的伪共晶碳化物主要为V8C7与Fe3Mo3C;在锻造加热过程中,Fe3Mo3C溶于基体,并在锻后退火和淬回火的过程中重新从基体中析出,大部分V8C7溶于基体,少量未溶颗粒保留于锻后退火组织及淬回火组织中;淬回火过程中大量析出以V8C7、Mo2C为主的二次硬化型碳化物,上述结果与JMatPro计算结果基本符合。     

连续退火对0.18C-0.4Si-2.0Mn超高强度钢组织及性能影响

以机械零件用0.18C-0.4Si-2.0Mn超高强度钢为对象,研究其在连续退火处理后组织及力学性能变化。结果表明,试验钢的微观组织受水淬工艺影响较大,提高保温温度,钢中黑色马氏体数目减少,铁素体增多,其抗拉强度、屈服强度及屈强比有所提高,但伸长率下降;增加保温时间对试验钢力学性能影响不大。     

轧后冷却方式及回火对工程机械用高强钢组织和力学性能的影响

采用真空感应炉冶炼了试验钢,并用二辊可逆式轧机进行了轧制,分别用空冷、水淬、油淬三种方式冷却,并对水淬后的试验钢进行了不同温度的回火处理,研究了冷却方式及回火对试验钢组织及性能的影响。结果表明,水淬试验钢的强度最高,而冲击功及塑性最差;油淬钢的强度低于水淬,但冲击功最高,空冷钢的强度最低,塑性最高。空冷钢的组织以粒状贝氏体为主,以及不规则铁素体;水淬钢的组织为细小的板条贝氏体+少量粒状贝氏体;油淬钢的组织为细小的板条状贝氏体。回火对试验钢强度的影响不大,对塑性、韧性的影响则比较明显。强度随回火温度提高先略微升高后降低,韧性则先降低后升高。600℃时获得最高强度及较优的塑性和韧性,550℃时发生脆化。     

不同退火工艺对H13钢组织和力学性能的影响

用OM、SEM研究了亚温退火、等温退火、缓慢冷却退火3种工艺对H13钢组织和力学性能的影响。结果表明,亚温退火后碳化物粒度最小,缓慢冷却退火后碳化物粒度较大,退火硬度较低;等温退火及缓慢冷却退火对提高碳化物尺寸、分布均匀性有一定作用,同时碳化物均匀性的提高对提升H13钢退火态及淬、回火态冲击韧性有一定作用,但组织中夹杂物、一次碳化物制约着H13钢韧性的提高。     

热处理对D406/20钢焊接接头组织与性能的影响

基于D406A钢异质材料在焊接过程中出现的裂纹,研究了热处理工艺对D406A钢和20钢异质焊接接头组织和性能的影响。结果表明,不同状态下D406A钢侧焊缝和热影响区组织主要是马氏体;经退火和调质处理后组织趋于均匀,晶粒更细小。焊态及退火态D406A钢侧接头热影响区硬度最高,淬硬倾向相对较大,容易产生裂纹。对接接头抗拉强度呈现"调质态焊态退火态"的趋势。     

连续退火工艺对含钒烘烤硬化钢力学性能的影响

利用盐浴炉对含钒烘烤硬化钢连续退火生产工艺进行了模拟,研究不同退火温度和过时效工艺对含钒烘烤硬化钢力学性能的影响.结果表明,在水淬条件下进行不同温度退火时,随着退火温度升高,试验钢的强度呈下降趋势,n值、延伸率及BH值均随温度升高而升高;而经过时效处理后,抗拉强度有所下降,屈服强度及延伸率有所提高,BH值几乎消失.     

预淬火对冷轧Fe-0.15C-7Mn钢板力学性能的影响

对1.5 mm厚的冷轧Fe-0.15C-7Mn钢板分别进行了630℃保温1、2、4和8 h空冷的临界退火及800℃奥氏体化30 min水淬，然后按同样工艺进行临界退火。检测了钢板的显微组织、力学性能和吕德斯应变分布。结果表明：仅经临界退火的试验钢板显微组织主要呈等轴状，而800℃水淬后临界退火的钢板显微组织主要呈板条状；经630℃保温1 h临界退火的钢板力学性能优异，强塑积高达37 GPa·%,但有明显的吕德斯带；经800℃水淬后630℃保温4 h临界退火的钢板强塑积高达38 GPa·%,吕德斯带完全被消除。     

7CrMn2Mo钢球化退火行为和碳化物类型

采用常规的退火工艺和空淬＋退火工艺研究了7CrMn2Mo钢的球化退火行为。结果表明：预先进行空淬处理是改善该钢球化组织的重要环节;与连续退火、等温退火相比,7CrMn2Mo钢亚温退火时碳化物球化速度较快,效果较好;钢中锰元素含量高,成分接近共析成分,主要碳化物类型为M23C6是导致7CrMn2Mo钢球化退火工艺性能差的三个主要原因。     

热处理对D406A钢异质材料焊接接头组织与性能的影响

基于D406A钢异质材料在焊接过程中出现的裂纹,研究了热处理工艺对D406A钢和20钢异质焊接接头组织和性能的影响。结果表明,不同状态下D406A钢侧焊缝和热影响区组织主要是马氏体;经退火和调质处理后组织趋于均匀,晶粒更细小。焊态及退火态D406A钢侧接头热影响区硬度最高,淬硬倾向相对较大,容易产生裂纹。对接接头抗拉强度呈现“调质态＞焊态＞退火态”的趋势。     

奥氏体化后冷却至不同温度淬火的X80管线钢的显微组织和腐蚀行为

管线用X80钢是一种双相钢。对含0.074%C、0.181%Cr、0.128%Ni、0.125Mo%、0.059%Nb、0.202%Si和1.689%Mn(质量分数)的X80钢进行了退火,随后加热至920℃奥氏体化20 min,以10℃/min的速率冷却至760℃、740℃、720℃、700℃和680℃水淬,以获得贝氏体和铁素体双相组织。检测了钢的显微组织和硬度,研究了在模拟的海水即3.5%NaCl溶液中的腐蚀行为。结果表明:920℃奥氏体化随后冷却至700℃水淬的X80钢显微组织中约含40%的贝氏体,使钢强化,而多边形铁素体使钢具有足够的延展性,且其耐蚀性能也最佳。     

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。     

提高X12Cr13钢低温冲击韧性的热处理工艺研究

通过5种热处理方式(常规热处理、水淬预处理+调质、不完全奥氏体化调质、水淬预处理+不完全奥氏体化调质、水淬预处理+亚温淬火调质)对X12Cr13钢的组织和力学性能进行了对比分析,并对强韧化机理进行了分析研究。结果表明,调质处理前进行水淬预处理,可有效改善X12Cr13钢冲击性能的稳定性。水淬预处理+亚温淬火调质热处理后得到的针状铁素体与纤维状回火马氏体的复相组织可大幅提高X12Cr13钢低温冲击韧性。     

双相区退火工艺对中锰钢组织与性能的影响

采用扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)和单轴拉伸实验等研究了自主设计的"预淬火+双相区退火"热处理工艺对成分为0.15C-5Mn的中锰钢显微组织和力学性能的影响。结果表明:随着退火温度的升高,实验钢抗拉强度逐渐升高,屈服强度逐渐降低,伸长率和强塑积先升后降,此结果与相变诱导塑性(TRIP)效应有关;随着退火时间的延长,实验钢抗拉强度先增后降,屈服强度逐渐降低,伸长率和强塑积先增后降;当热处理工艺为"800℃保温30 min水淬+655℃退火4 h空冷"时,实验钢可以获得最佳组织和力学性能,此时其残留奥氏体的体积分数为25%,抗拉强度为1250 MPa,伸长率为37%,强塑积达到46 GPa·%。实验钢的高强度和高塑性是由超细晶组织和TRIP效应共同决定的。     

预先热处理对0.23%C双相钢组织和力学性能的影响

目的是揭示预先热处理对0.23%C双相钢显微组织和力学性能的影响。在进行真正的双相热处理前,先对原始状态的钢进行退火、正火和淬火处理。将这些钢和原始态钢一起进行745℃亚温退火随后水淬,以获得数量和形貌均不相同的铁素体和马氏体双相组织。通过拉伸和硬度试验测定力学性能。结果表明,预先热处理会影响双相钢的最终组织,即影响铁素体和马氏体的大小和相对数量。另外还发现,双相处理能改善钢的力学性能。预先淬火(DPLA-3)处理使钢获得了强度与韧性的最佳结合。预先退火(DPLA-1)钢的抗拉强度最高(762 MPa)。X射线衍射研究结果证实,DPLA-1钢中存在碳化物,这有助于通过沉淀硬化来提高钢的强度。     

淬火介质对30Cr13不锈钢显微组织和性能的影响

对含1.5%Si、尺寸为15 mm×15 mm×15 mm的铸态30Cr13不锈钢试样进行了1100℃=×1 h退火、1 050℃分别水淬和油淬以及420℃回火处理,然后分析、测定了试样的显微组织和硬度,以研究淬火介质对30Cr13钢组织和性能的影响。试验结果表明,在两种介质中淬火的试样的显微组织均为马氏体和M_(23)C_6(Cr_(15.58)Fe_(7.42)C_6)型碳化物,但油淬试样的组织更为均匀细小,碳化物量较少,回火后硬度也更高。     

淬火方式对含铜时效钢组织和性能的影响

利用SEM、TEM、EBSD和力学检测手段研究了QLT工艺中水淬及油淬方式对含铜时效钢显微组织和力学性能的影响。结果表明:与油淬工艺条件相比,试验钢在水淬工艺下获得更高的强度和韧性,屈服强度增加54MPa,-80℃冲击功增加45J。试验钢在QLT工艺水淬条件下的组织为片层状相间分布的板条铁素体和二次马氏体混合组织,油淬条件下试验钢组织为粒状贝氏体和二次马氏体。EBSD分析可知,水淬和油淬条件下的小角度晶界密度分别为0.938和0.647μm~(-1),有效晶粒尺寸分别为3.67和4.33μm,较高的小角度晶界密度会提高屈服强度,有效晶粒尺寸细化有利于提高强度和韧性;同时,水淬工艺下获得的片层状相间分布的板条铁素体和马氏体组织能够提高裂纹扩展偏折频率,消耗裂纹扩展功,提高韧性。     

退火温度对H13钢等离子堆焊Ni60/WC覆层组织和硬度的影响

采用等离子堆焊技术在H13钢基体表面上制备了Ni60/WC复合覆层。研究了退火温度对基体、热影响区和Ni60/WC复合覆层组织、硬度的影响。结果表明:经退火处理后消除了覆层裂纹敏感性,WC分布得到改善。800℃退火后花瓣状枝晶得到细化,组织更为均匀。焊态下覆层热影响区组织主要由粗大片状马氏体和板条马氏体以及残留奥氏体组成,600℃退火后热影响区组织主要由板条状铁素体、针状铁素体和颗粒状渗碳体组成,800℃退火后热影响区组织主要由等轴状铁素体和粒状渗碳体组成,退火处理后热影响区组织得到明显改善。经过600℃退火后覆层硬度略微下降,淬硬区得到缓和; 800℃退火后覆层硬度分布均匀,淬硬区消失,基体到覆层过渡处的硬度呈梯度上升,进而改善了基体与覆层之间的结合,提高了覆层的力学性能。     

水淬工艺对TWIP钢显微组织和力学性能的影响

研究了一种用于汽车车体的高强、高塑性中C-高Mn系孪晶诱发塑性(TWIP)钢,有助于达到汽车减排、节能和安全的目的。通过单向拉伸实验和OM观察,分析研究了水淬工艺对TWIP钢的力学性能和微观组织的影响规律,采用SEM和TEM对不同变形程度TWIP钢的精细结构进行了分析。结果表明,随着水淬温度的提高,退火孪晶体积分数和晶粒尺寸增大,塑性、加工硬化性提高,而试件的强度和屈强比降低,可以获得抗拉强度960 MPa,延伸率60.5%,具有优异的综合力学性能(强塑积最高达6.096×10~4 MPa%)的试件;具有大量退火孪晶的奥氏体在变形过程中产生大量的形变孪晶,提高了TWIP钢的强度和塑性。