淬火和回火工艺对3.5Ni钢组织和力学性能的影响

通过拉伸和冲击试验以及SEM、TEM和EBSD组织观察,研究了不同热处理工艺参数对3.5Ni钢显微组织和力学性能的影响。结果表明:3.5Ni钢在860℃保温1 h水淬后得到细小的板条马氏体(LM)加粒状贝氏体(GB)组织;570℃回火后,LM的板条变粗,GB中的M/A岛也溶解消失,基体上有大量渗碳体析出。随着回火温度的升高,板条继续合并长大,并且开始出现多边形铁素体,渗碳体也不断长大。回火温度为570~600℃时,低温韧性随回火温度的升高而增加,但是继续升高回火温度会使得低温韧性下降。研究表明:3.5Ni低温钢经860℃水淬+600℃回火的热处理可以获得最佳的力学性能。     

回火工艺对Q125高强油井管用钢组织和性能的影响

采用工业试制的Cr-Mo-V微合金化Q125钢进行热处理工艺试验，研究了回火温度(580～630℃)对其组织和性能的影响。结果表明，采用920℃淬火和600～615℃回火的调质处理时，Q125钢的力学性能和低温冲击性能较好，可满足API 5CT标准要求。随着回火温度由580℃升高到630℃,屈服强度和抗拉强度降低，低温冲击吸收能量增加，同时由于温度升高促进碳的扩散，回火马氏体相界逐步外移，进而逐渐粗大，板条宽度由0.5μm增加到0.7μm,且小尺寸的岛状马氏体逐渐融合到板条状马氏体中，且板条界由锯齿状逐渐平直化，板条界上的析出相逐渐粗化，尺寸由100 nm增加到300 nm,形貌由球状转变成短棒状，板条内的细小析出相比例逐渐减少。     

回火工艺对海洋工程用钢E690组织与性能影响

采用扫描电镜、透射电镜及性能测试等方法研究了回火工艺对海洋工程用钢E690组织和性能的影响。结果表明：在同一回火时间下,随着回火温度的增加,试验钢强度呈下降趋势,伸长率呈上升趋势,低温冲击吸收能量先上升然后下降。在同一回火温度下,随着回火时间的延长,试验钢强度呈下降趋势,伸长率先上升后下降,630 ℃和650 ℃回火温度下的低温冲击吸收能量受影响较小。试验钢回火后的组织以板条贝氏体为主;其组织随回火温度的增加,由板条贝氏体向粒状贝氏体转变,钢中析出物也相应粗化。     

回火工艺对海洋工程用钢E690组织与性能的影响

采用扫描电镜、透射电镜及性能测试等方法研究了回火工艺对海洋工程用钢E690组织和性能的影响。结果表明:在同一回火时间下,随着回火温度的增加,试验钢强度呈下降趋势,伸长率呈上升趋势,低温冲击吸收能量先上升然后下降。在同一回火温度下,随着回火时间的延长,试验钢强度呈下降趋势,伸长率先上升后下降,630℃和650℃回火温度下的低温冲击吸收能量受影响较小。试验钢回火后的组织以板条贝氏体为主;其组织随回火温度的增加,由板条贝氏体向粒状贝氏体转变,钢中析出物也相应粗化。     

M-A岛高温回火转变产物对核电SA508-3钢冲击韧性影响机制

利用SEM、TEM、XRD和EBSD等微观分析手段,研究了核电SA508-3钢马氏体(M)-残余奥氏体(AR)岛(M-A岛)高温回火转变对冲击韧性的影响机制.结果表明,正火态SA508-3钢中M-A岛呈块状,以AR为主.M-A岛经650℃高温回火后,转变成铁素体和M3C碳化物组成的析出相聚集区.沿析出相聚集区边缘分布的粗大M3C易诱发裂纹萌生而发生解理断裂,导致SA508-3钢低温冲击韧性偏低.进一步研究表明,深冷或回火预处理将M-A岛转变成过渡产物,可改善正火态SA508-3钢650℃高温回火后析出相聚集区中M3C的尺寸、形态和分布,进而在一定程度上提高了 SA508-3钢低温冲击韧性,其中400℃预回火处理效果最佳.这是由于,经400℃预回火后,M-A岛中AR将完全转变成细小的贝氏体,其内部具有高密度板条亚结构和渗碳体,为M3C在析出相聚集区内均匀析出提供形核点;同时,400℃预回火也减少了M-A岛边缘位错密度和相变残余应力,避免了 650℃高温回火过程中M3C在原块状M-A岛边缘形核和迅速长大,有利于M3C在析出相聚集区内均匀弥散分布.     

Q345D钢快速回火过程中碳氮化物的析出行为

利用Gleeble-3800热模拟机对淬火钢Q345D进行快速回火试验。通过观察回火后的组织结构,分析碳氮化物析出的位置、尺寸、形状及分布形态等,结合低温韧性变化曲线,研究了不同回火工艺条件下碳氮化物的形貌特征对低温韧性的影响规律。结果表明,回火后的组织主要为贝氏体型铁素体板条及少量等轴状铁素体,晶界处出现微细M/A岛组织;基体上弥散分布着大量的碳氮化物颗粒,与传统回火工艺对比,铁素体板条更细化,析出物尺寸明显更小,分布均匀;随着温度的不断升高,基体上的析出物数量减少,并发生长大粗化;经620℃回火40 s后纳米析出物颗粒尺寸细小,体积分数较大,获得最优的低温韧性性能;最后通过分析试验结果,得出了第二相形核机制,并提出了低温韧性提高机理。     

回火温度对A330M超高强度钢组织性能的影响

采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和力学性能试验方法，研究了在180～380℃范围内不同回火温度对A330M超高强度钢微观组织及力学性能的影响规律。结果表明，A330M钢的力学性能受回火温度影响比较明显，随着回火温度的升高，冲击性能不断降低。在180～380℃回火时，试验钢冲击断口形貌随回火温度的升高依次为韧窝、准解理和沿晶断裂，试验钢由韧性断裂变为脆性断裂。经不同温度回火处理后，微观组织主要由板条马氏体和残留奥氏体组成，马氏体板条内析出大量彼此平行的针状ε-碳化物，随着回火温度的升高，ε-碳化物的尺寸增大，回火温度较高时会进一步析出渗碳体，产生回火脆性，降低试验钢冲击性能。在220℃进行回火时，可以获得优异的强韧化匹配，基本消除残余应力，具有良好的回火稳定性，抗拉强度达到2207 MPa,冲击吸收能量达到34 J。     

稀土低合金贝氏体耐磨铸钢回火过程中的组织演变

针对添加镧铈混合稀土的20MnCrNi2Mo低合金贝氏体耐磨铸钢,将其铸态组织分别加热到200~650℃并保温1 h进行回火处理,采用扫描电镜和透射电镜观察回火过程中的显微组织,采用物理化学相分析方法对析出相进行定性与定量分析,采用X射线衍射仪对不同温度回火组织中残留奥氏体量进行定量测定,分析回火过程中的组织演变。结果表明,实验钢的铸态组织为粒状贝氏体,回火过程中析出的平衡相碳化物为合金渗碳体,且其中有微量稀土固溶;500℃回火时未观察到明显的回复现象,650℃回火时有亚晶形成,发生明显的回复;200℃回火时M/A岛基本未发生分解,随回火温度的升高,M/A岛逐渐发生分解,到450℃回火时,M/A岛大量分解。     

回火处理对Q420建筑用钢显微组织与力学性能的影响

对控轧控冷态Q420钢板进行了不同回火温度和时间的热处理试验,研究了回火对试验钢拉伸性能和显微组织的影响。结果表明,回火温度为450～600℃时,随着回火保温时间从0～120 min,试验钢的抗拉强度先减小后上升,屈服强度和屈强比均呈现逐渐上升的趋势;在回火温度为550℃时,试验钢具有较高的抗拉强度和屈服强度及较低的屈强比。控轧控冷态试验钢的显微组织为针状铁素体+M/A岛+退化珠光体。550℃回火保温不同时间后,试验钢的组织类型未发生改变,但当回火时间≥60 min,基体组织中铁素体晶粒粗化,且退化珠光体中渗碳体形态有向短片状转变的特征,基体组织中的M/A岛含量和平均尺寸随着保温时间延长而都逐渐减小。550℃/60 min回火处理后,试验钢基体组织中的M/A岛已发生明显分解,位错密度减小,且基体中析出了较多的尺寸约在10～25 nm的(Nb,Ti)C强化相。     

深冷处理后回火温度对15Cr超级马氏体不锈钢组织及耐点蚀性能的影响

利用场发射扫描电镜、透射电镜以及电化学综合测试系统对15Cr超级马氏体不锈钢(SMSS)经不同热处理工艺处理后的显微组织变化和第二相碳化物及其对该钢腐蚀行为的影响进行了研究。结果表明,试验钢经不同热处理工艺处理后组织均由板条马氏体、奥氏体以及M₂₃C₆型碳化物颗粒组成,随着回火温度的增加,试验钢中逆变奥氏体含量增加,且在650 ℃回火时达到体积分数最大值41.41%。当回火温度高于600 ℃时第二相碳化物开始析出,且650 ℃回火后碳化物数量及尺寸较600 ℃增多。点蚀电位随着回火温度的增加而降低,第二相碳化物的析出降低了试验钢的点蚀电位,促进了亚稳点蚀位置的形成,从而降低了试验钢的耐腐蚀性能。     

临界区回火温度对Fe-4Mn-1.2Cr-0.3Cu-0.6Ni中锰钢微观组织和力学性能的影响

研究了临界区回火温度对Fe-4Mn-1.2Cr-0.3Cu-0.6Ni中锰钢组织与力学性能的影响。通过热轧后直接淬火+临界区回火的工艺制备试验钢。采用光学显微镜(OM)、电子探针显微分析仪(EPMA)的扫描功能、透射电镜(TEM)、拉伸试验及冲击试验等对轧后淬火态和回火态试验钢的显微组织及力学性能进行了表征。结果表明,试验钢热轧后淬火可获得较高位错密度的板条马氏体,经过临界区回火后获得在回火马氏体基体上分布残留奥氏体的复合组织。随着临界区回火温度的升高,试验钢的抗拉强度呈升高趋势,而屈服强度先下降后增加,伸长率的变化趋势与试验钢中的残留奥氏体含量相关,冲击性能随临界区回火温度的升高呈先升高后降低的趋势。630 ℃回火后试验钢的拉伸性能最佳,650 ℃回火后试验钢的冲击性能最佳,确定最佳临界区回火温度区间为630~650 ℃。     

回火温度对00Cr13Ni5Mo超级马氏体不锈钢组织及性能的影响

研究了1050 ℃正火+550～700 ℃回火处理对00Cr13Ni5Mo超级马氏体不锈钢中厚板显微组织和力学性能的影响。结果表明,在1050 ℃正火后,随着回火温度的升高,板条状马氏体逐步分解,产生了逆变奥氏体组织,600 ℃回火时其含量最高,之后随着温度的升高逆变奥氏体的含量逐步降低;试验钢的强度、硬度及屈强比均随回火温度的升高先降低后升高。650 ℃回火时,可得到细密的回火索氏体+逆变奥氏体的复相组织,试验钢具有较低的屈强比及良好的冲击性能。     

回火温度对二次硬化马氏体不锈钢组织和性能的影响

二次硬化对回火温度非常敏感,研究了某含Mo二次硬化马氏体不锈钢在250~650 ℃回火时组织和性能的演变过程,并利用XRD、SEM、TEM以及冲击测试等手段分析了显微组织与力学性能之间的关系,着重讨论了试验钢二次硬化与残留奥氏体增韧机理。结果表明: 480~500 ℃回火时,试验钢同时出现了二次硬化和回火脆性现象,宏观硬度达到了56 HRC以上,冲击性能为14 J·cm^-2左右,显微组织主要由纳米级合金碳化物、板条马氏体以及残留奥氏体构成,其中纳米级合金碳化物弥散强化引起了二次硬化,体积分数约为10%的残留奥氏体有利于提高钢的冲击性能。而在上述温度区之外低温和高温回火时,试验钢均具有较高的冲击性能,但宏观硬度相对较低。     

回火温度对铬镍合金结构钢组织性能的影响

利用SEM、TEM手段研究了不同回火温度对铬镍合金结构钢组织性能影响。结果表明:随回火温度的升高,试验钢的硬度、强度呈下降趋势;塑性、韧性先下降,随后出现缓慢上升平台,最后迅速提高;低温下剪切唇主要为韧窝状,有的韧窝较大且较浅,断口心部呈现准解理断裂特征,随回火温度升高,心部的韧窝数量随之增加;淬火后,200 ℃回火组织为合金渗碳体尺寸细小、板条界面清晰的回火马氏体,400 ℃回火组织为合金渗碳体呈杆状、界面较模糊的回火托氏体,600 ℃回火组织为合金渗碳体呈球状、无板条状特征的回火索氏体。     

工程机械用Q1100钢的热处理工艺

以一种屈服强度为1100 MPa的高强度工程机械用钢为对象,研究了再加热淬火温度(880～980 ℃)和回火温度(200～650 ℃)对Q1100钢显微组织和力学性能的影响。结果表明,淬火温度从880 ℃升高至980 ℃,试验钢的平均奥氏体晶粒尺寸从8 μm增加到24 μm,试验钢的屈服强度和抗拉强度都呈先升高后降低的趋势,并在920 ℃时达到最大,而-40 ℃冲击性能则随之持续降低。试验钢经920 ℃淬火+200～650 ℃回火后,随着回火温度的提高,试验钢的马氏体板条合并,板条形貌逐渐模糊,碳化物数量和形貌也随之发生改变,强度大幅下降,塑性和韧性则先降低后升高。试验钢最佳的热处理工艺为920 ℃淬火+200～250 ℃回火。     

淬火温度对新型NM450抗腐蚀磨损钢组织和性能的影响

采用扫描电镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)和力学性能检测等方法,研究了淬火温度对NM450抗腐蚀磨损钢组织和力学性能的影响。结果表明,试验钢在840~960 ℃范围内淬火后低温回火,获得了回火板条马氏体组织。当淬火温度为870 ℃ 或低于此温度淬火时,组织中出现了弥散分布的第二相,其Cr含量明显高于基体,当淬火温度升高至900 ℃及以上时,第二相消失,同时奥氏体晶粒也开始明显长大。随着淬火温度的升高,试验钢的强度和硬度整体趋于下降,冲击吸收能量在900 ℃时达到最高。根据取向分布与晶界分布图可以发现,960 ℃淬火时有效晶粒尺寸最大,大角度晶界占比最低,其冲击性能最差。900 ℃淬火时有效晶粒尺寸与840 ℃相近,但其组织结构更加均匀,大角度晶界所占比例升高,这是900 ℃淬火时冲击性能较高的主要原因。     

回火温度对Q1100超高强钢组织和性能的影响

采用力学性能测试、显微组织观察、扫描电镜观察,研究回火温度对Q1100超高强钢组织和性能的影响规律。结果表明:试验钢900 ℃保温后水淬再200~300 ℃回火后,为回火板条马氏体组织;在 400 ℃和500 ℃回火后,为回火屈氏体组织;在600 ℃回火后,为回火索氏体组织。试验钢具有较高的回火稳定性,在400~600 ℃回火时,α铁素体仍保持板条马氏体的形状和位向。在200 ℃回火后,小角度晶界含量较多,阻碍微裂纹扩展,韧性较好,随着回火温度的升高,小角度晶界占比逐渐减少,在400 ℃回火后,小角度晶界占比较少,碳化物的析出恶化试验钢的韧性,发生了回火脆性,韧性最差,500 ℃和600 ℃回火后,试验钢的小角度晶界占比较400 ℃相差不明显,但试验钢回复程度较大且600 ℃回火发生部分再结晶,回火软化作用较大,韧性较高。当回火温度为200 ℃时,试验钢具有最佳的综合性能,屈服强度为1164.38 MPa,抗拉强度为1429.70 MPa,断后伸长率为14.66%,硬度为430.27 HV3,标准试样-40 ℃冲击吸收能量为92.30 J。     

淬火温度对中合金马氏体耐磨铸钢组织和性能的影响

对自行设计的矿山球磨机衬板用中合金马氏体耐磨铸钢在900、950、1000、1050、1100 ℃淬火后回火,研究了淬火温度对试验钢组织和性能的影响。试验结果表明,经过淬火、回火处理后的试验钢显微组织由板条马氏体和残留奥氏体组成。当保持回火温度250 ℃不变,随着淬火温度的升高,马氏体组织先变细密后又变粗大,抗拉强度、冲击性能及残留奥氏体含量均呈现先增大后减小的趋势,在1050 ℃淬火取得最优综合力学性能:抗拉强度1623 MPa,冲击性能14.4 J,此时试验钢的强化机理为孪晶马氏体和高密度位错缠结。通过冲击磨损试验解释了试验钢在该工艺下的磨损行为与磨损机理。     

回火温度对X80钢级热煨弯管组织性能的影响

采用热模拟试验方法、力学性能测试技术及显微分析技术研究了回火温度对X80钢级热煨弯管组织性能的影响规律。结果表明,当回火温度区间为550～650℃时,贝氏体铁素体及粒状贝氏体中板条宽化现象的增强及沉淀强化效应的降低不利于其强度的提高。位错亚结构的变化,Nb、V、Ti的碳、氮化物对位错及亚晶钉扎作用的降低及板条间M-A组元的逐渐分解等组织因素有利于其韧性的提高。当回火温度升高到700℃时,组织中板条宽化现象进一步增强,部分组织发生再结晶而出现多边形铁素体,以及位错密度的降低导致了材料强度和韧性的快速下降。综合考虑X80热煨弯管的强韧性,适宜的回火温度为650℃×1 h。     

回火温度对40CrNiMo调质钢CMT堆焊HAZ组织性能的影响

针对海洋钻井平台齿轮的修复问题,采用冷金属过渡(CMT)技术在40CrNiMo调质钢表面进行堆焊,利用扫描电镜、显微硬度测试、冲击性能测试和拉伸性能测试等手段,研究了焊后回火温度对40CrNiMo调质钢堆焊热影响区(HAZ)组织和性能的影响。结果表明:随着焊后回火温度的升高,焊接热影响区的硬度逐渐下降,堆焊试样的抗拉强度逐渐下降,伸长率逐渐提高。焊后回火温度为400 ℃和500 ℃时,析出的碳化物在马氏体的条界、束界和晶界上分布,恶化了堆焊试样的冲击性能;焊后回火温度为600 ℃时,碳化物聚集长大和球化,并愈发弥散分布,从而改善了冲击性能。