30Cr2Ni4MoV低压转子钢中不同微观组织的比热和导热系数的测定

采用差示扫描量热法和激光脉冲法分别测定了30Cr2Ni4MoV低压转子钢中不同微观组织(奥氏体、贝氏体和马氏体)在不同温度下的比热和热扩散系数,并进一步计算得到导热系数.结果表明,马氏体和贝氏体的比热随温度升高而增大,而奥氏体的比热随温度升高略有减小;但3种组织的导热系数均随温度升高而减小.     

热处理工艺参数对40CrNiMoV钢力学性能的影响

通过光学显微镜、扫描电镜(SEM)观察、拉伸性能测试和冲击性能测试方法,研究了不同热处理工艺参数对40Cr Ni Mo V钢组织与力学性能的影响。试验结果表明:相同奥氏体化温度下,较低等温温度可获得针状贝氏体;奥氏体化时间延长,贝氏体组织形貌无明显变化,残留奥氏体量增加;随着等温温度的升高,钢的抗拉强度和冲击韧性先增大后减小。40Cr Ni Mo V钢经880℃奥氏体化60 min,340℃等温45 min热处理后,其抗拉强度为1064 MPa,冲击吸收能量达到82 J。     

奥氏体化过程对Cr14Mo4V高温轴承钢微观组织的影响

针对高温轴承钢Cr14Mo4V开展了微观组织随奥氏体化参数演化规律研究。利用OM、XRD、SEM及硬度测试对Cr14Mo4V钢中碳化物、残留奥氏体、晶粒尺寸及硬度等进行了分析。结果表明,淬火态Cr14Mo4V高温轴承钢微观组织主要包括淬火马氏体、残留奥氏体和带状碳化物;奥氏体化过程中微观组织演化对奥氏体化温度较为敏感,随着奥氏体化温度的升高,残留奥氏体含量逐渐增加,晶粒尺寸逐渐增大,碳化物逐渐溶解,带状碳化物合金元素分布发生变化。Cr14Mo4V轴承钢硬度随奥氏体化温度的升高呈先略微增加后显著降低的趋势,主要受基体固溶度、残留奥氏体含量及晶粒尺寸等因素综合影响。     

高能瞬时电脉冲处理对42CrMo钢组织与性能的影响

采用XRD、SEM及TEM等手段,研究了42Cr Mo钢经高能瞬时电脉冲及传统处理后组织与性能的变化。结果表明,480 ms电脉冲处理后水冷(EPQ)处理可细化42Cr Mo钢的晶粒和组织,促进残余奥氏体及孪晶马氏体的形成,处理后的综合力学性能比传统淬火(TQ)态42Cr Mo钢提高32%;随后的180 ms电脉冲处理后空冷(EPT)处理可提高EPQ态42Cr Mo钢中残余奥氏体的稳定性,促进复相组织的形成,处理后的综合力学性能比其经传统回火(TT)处理后提高13.9%。     

回火参数对40CrNi2Mo材料性能与组织的影响

研究了不同回火参数对40Cr Ni2Mo钢组织和性能的影响。结果表明,40Cr Ni2Mo钢在850℃淬火后,再经过不同回火参数热处理,组织均为回火索氏体+残余奥氏体+碳化物;并且回火后碳化物的形态和尺寸随回火温度而改变。在其它参数相同的条件下,随着回火参数的增加,40Cr Ni2Mo钢的硬度和强度降低,而冲击功增加。     

预备热处理工艺对9Cr2Mo钢组织和硬度影响

利用金相显微镜、扫描电镜等试验手段,研究了经不同工艺预备热处理的9 Cr2 Mo钢的显微组织和碳化物形态、分布及大小,并测定了表面硬度。结果表明,9 Cr2 Mo钢淬火或正火态组织均为马氏体和下贝氏体,还有少量的未溶碳化物及残留奥氏体。钢的淬火组织中马氏体量要比正火组织中的多。经淬火＋高温回火或正火＋球化退火的9 Cr2 Mo钢,其组织均为铁素体基体和不同尺寸的碳化物颗粒,硬度基本能满足切削加工的要求。而经890℃×30 min油淬＋690℃×10 h回火的钢,其组织中碳化物颗粒较均匀细小,是一种良好的预备热处理组织。     

不锈钢分类

从热处理生产工艺考虑,不锈钢按显微组织和热处理特征分类更具有实际意义。一般加热至某一温度快冷(空冷)至室温所能获得的组织分为:铁素体型、马氏体型、奥氏体型、奥氏体-铁素体型及沉淀硬化型五类。(1)马氏体不锈钢:代表钢种为12Cr13、20Cr13、40Cr13、14Cr17Ni2和95Cr18等。(2)铁素体不锈钢:典型钢为06Cr13Al、10Cr17、10Cr17Mo等。(3)奥氏体不锈钢:典型钢为12Cr18Ni9(1Cr18Ni9)、06Cr19Ni10(0Cr18Ni9)等,工业上应用广泛,无磁性。(4)双相(奥氏体-铁素体)不锈钢,其中一相含量不低于25%,可以分为低合金型、中合金型、高合金型及超级双相不锈钢,如0Cr25Ni5Mo2等。(5)沉淀硬化不锈钢:17-4PH(M)05Cr17Ni4Cu4Nb、17-7PH(半A)07Cr17Ni7Al、PH15-7Mo(半A)07Cr15Ni7Mo2Al等。     

0Cr16Ni5Mo马氏体不锈钢δ-铁素体含量及奥氏体晶粒度的控制

检验中发现0Cr16Ni5Mo钢的δ-铁素体含量超出技术协议规定值,为降低δ-铁素体的含量同时控制奥氏体晶粒度以满足材料使用要求,通过理论计算和热力学模拟分析δ-铁素体形成原因,后续采用不同温度的淬火和高温扩散对0Cr16Ni5Mo钢组织和δ-铁素体含量变化进行对比研究,另外采用两种循环热处理方式对奥氏体晶粒度进行控制。结果表明,随着淬火温度的提高,0Cr16Ni5Mo钢的奥氏体晶粒度不断增大,而对δ-铁素体含量的减少作用相对有限。高温扩散能使δ-铁素体明显减少,但当扩散温度大于奥氏体向δ-铁素体转变温度时,会相对延缓铁素体的溶解。进行1130 ℃的高温扩散后,可以采用850 ℃和830 ℃的变温循环相变热处理,消除马氏体组织遗传,均匀细化奥氏体晶粒。     

国产G102Cr18Mo钢与进口440C钢的组织与性能分析

采用光学显微镜、扫描电镜对比分析相同热处理条件下国产G102Cr18Mo钢与进口440C钢的成分、组织以及碳化物分布,并对两种钢的残留奥氏体的含量、硬度和冲击韧性进行分析。此外,分析了冷处理对G102Cr18Mo钢与440C钢力学性能的影响。初步探讨国产G102Cr18Mo钢与进口440C钢组织与性能的区别。结果表明,进口440C钢中二次碳化物更为细小,且分布均匀。其马氏体呈针状分布,针较细小,且残留奥氏体含量较低。440C钢的硬度略低于国产G102Cr18Mo钢,两种钢的冲击韧度相差较小。经冷处理后,两种钢的残留奥氏体含量明显下降,硬度值略有提高,冲击韧度有所下降。     

石墨形状不同的低合金铸铁热物理参数测试

作者在合有少量合金元素(Mo、Cr、Ti)的三种配料基本相同的铁水中,分别加入不同量的1号稀土合金球化剂,使其分别形成片状石墨、蠕虫状石墨、球状石墨铸铁。用这三种低合金铸铁试样,在激光脉冲法热参数测量仅上对导热系数、比热、热扩散率进行了测试。测试结果证明:导热系数和热扩散率随着石墨形状(从片状到球状)的不同变化较大,而比热变化较小(片状石墨铸铁400℃以上变化较大)。     

冷处理对0Cr16Ni5Mo马氏体不锈钢组织和性能的影响

通过对0Cr16Ni5Mo钢进行淬火+回火及淬火+冷处理+回火工艺的热处理,研究了冷处理对0Cr16Ni5Mo马氏体不锈钢组织和性能的影响。结果表明,0Cr16Ni5Mo钢经调质处理后具有良好的综合性能;其显微组织得到了改善,板条马氏体束发生碎化,位错缠结增加,且残留奥氏体组织转变彻底,其强度得到提高。冷处理后钢的性能改善与残留奥氏体转变及晶粒碎化有关。     

7Ni钢和9Ni钢的显微组织

采用常规生产工艺制作了7Ni钢,在力学性能、CCT曲线、微观组织等方面与9Ni钢进行了对比。结果表明,7Ni钢与9Ni钢的CCT曲线、显微组织和力学性能均相近,但7Ni钢的屈强比较低。7Ni钢中Cr、Mo合金元素的加入,弥补了因Ni的质量分数降低2%造成的强度下降。7Ni钢经两次淬火+高温回火热处理后,获得的奥氏体量与9Ni钢相比虽略有差异,但形成了晶粒更加细小的薄膜状奥氏体,同样有利于韧性的提高。     

齿轮钢渗碳热处理组织与性能研究

对20CrNi2Mo和20Cr2Ni4钢进行渗碳热处理,研究了其微观组织、硬度、抗拉强度和伸长率等性能。结果表明,钢材的表层硬度由表及里逐渐降低,同一深度下,20CrNi2Mo钢的硬度要高于20Cr2Ni4钢。20CrNi2Mo钢渗碳热处理后具有更好的综合性能。     

30Cr2Ni4MoV钢晶粒细化工艺方法研究

利用金相显微镜对不同热处理工艺下的显微组织进行观察,研究低压转子钢30Cr2Ni4Mo V晶粒度变化的规律。实验结果表明,粗大的奥氏体晶粒经临界区侧正火＋850℃×3 h淬火后,30Cr2Ni4Mo V钢试样的晶粒度等级最高可达8.0级;粗大的奥氏体晶粒经高温正火＋850℃×3 h淬火后,30Cr2Ni4Mo V钢试样的晶粒度等级可达6.5级。上述热处理工艺经二次正火加热后晶粒细化效果更佳。     

冷处理对马氏体不锈钢组织和硬度的影响

将传统马氏体不锈钢9Cr18Mo和新型含氮马氏体不锈钢SV30钢进行1050℃淬火、-80℃低温冷处理和180℃回火。对比不同热处理状态下两种钢的硬度,用光学显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射分析了显微组织及相组成。采用原位纳米力学测试系统Triboindenter测试了SV30钢中马氏体、残留奥氏体的纳米硬度。结果表明:SV30钢淬火后硬度仅为39.8 HRC,残留奥氏体含量高达67%;经冷处理后SV30钢残留奥氏体含量略微降低,但硬度显著提高至58 HRC。与冷处理促进传统马氏体不锈钢9Cr18Mo残留奥氏体继续转变导致硬度提高不同,冷处理促进了SV30钢中马氏体相内部的弥散析出强化,而大幅度提高了硬度。     

压铸用模具钢4Cr5Mo2V的过冷奥氏体连续冷却转变

通过测定不同冷却速度下的相变膨胀曲线、显微组织和硬度,得到了4Cr5Mo2V钢的过冷奥氏体连续冷却转变(CCT)曲线;结合CCT曲线,研究了不同冷却速度下组织形貌演变及硬度变化的规律;比较分析了4Cr5Mo2V钢与H13钢过冷奥氏体连续冷却转变的异同。结果表明:经过不同冷却速度冷却后,4Cr5Mo2V钢的相变产物主要为贝氏体(B)和马氏体(M);冷速小于0.06℃/s时,相变产物主要是贝氏体组织;冷却速度在0.06~0.14℃/s之间,相变产物中出现了贝氏体和马氏体的混合组织;当冷速大于0.14℃/s时,相变产物为马氏体组织。4Cr5Mo2V钢与H13钢的CCT曲线相比,位置向右整体偏移,无铁素体+珠光体转变区,且贝氏体生成区变小,相同冷速下硬度明显提高。     

25Cr2Ni3Mo钢热力学及相转变计算

利用材料热力学与动力学模拟软件JMatpro对25Cr2Ni3Mo钢进行相变热力学和动力学计算,通过计算得到了25Cr2Ni3Mo钢的温度-相组成图、等温转变曲线(TTT)、连续转变曲线(CCT)、热力学函数随温度变化情况以及再奥氏体均匀化的温度和时间。模拟结果可为25Cr2Ni3Mo钢在动力学的数值模拟及生产工艺的制定等方面提供依据。     

2.25Cr1Mo钢大型锻件热处理工艺数值模拟

利用有限元模拟计算,结合CCT曲线,研究了2. 25Cr1Mo大型锻件不同热处理工艺下的组织演变规律。以大型2. 25Cr1Mo管板锻件为背景,模拟现场工况,对热处理工艺进行数值模拟。讨论不同热处理工艺下的换热系数,利用有限元模拟软件与实测的CCT曲线,建立了2. 25Cr1Mo锻件在热处理工艺下的温度场、组织场,探究了2. 25Cr1Mo锻件在水冷,油冷以及空冷3种冷却工艺下温度场和组织场的变化,并利用质点追踪的方法对比了大锻件不同部位的温度变化。结果显示在水冷工艺条件下,最终的组织主要以贝氏体为主,能满足工艺的需要,为最优的热处理工艺。     

激光局部热处理的多场耦合建模

基于温度、应力应变和微观结构之间的耦合效应关系,采用JMat Pro软件建立激光局部热处理的多场耦合模型,分析了热处理过程中温度场和残余应力场的分布。结果表明,70Cr3Mo钢内部和表面的最大残余应力分别为11.9 MPa和190 MPa,其边缘组织中的奥氏体几乎全部转化为马氏体。     

热处理对齿轮钢组织和性能的影响

以17Cr2Ni2Mo齿轮钢为原型,采用V、Nb微合金化的方法制备了新型齿轮钢棒材。通过OM、SEM+EDS、TEM等手段研究了热处理过程中齿轮钢显微组织与力学性能的变化规律。研究结果表明,经920℃奥氏体化+200℃回火处理后,齿轮钢取得了较好的强度与冲击性能的结合,这主要与齿轮钢基体中析出的V(C,N)和NbC粒子有关。