热处理工艺对510 MPa级船板用钢组织及性能的影响

分别采用870、900、930 ℃淬火及620、650、680 ℃回火,研究不同热处理制度对510 MPa级船板用钢原始奥氏体晶粒度、显微组织、强韧性的影响。结果表明:510 MPa级船用试验钢随870、900、930 ℃淬火温度的升高,晶粒度变为7.5、7、6.5级,强度、平均冲击吸收能量下降;不同温度淬火试验钢随620、650、680 ℃回火温度升高,强度下降,平均冲击吸收能量均呈现先升高后下降趋势;510 MPa级船用试验钢在900 ℃×1.5 h淬火+650 ℃×2 h回火时具有优良的强韧性配合。对于强度有更高要求的试验钢可以选择870 ℃×1.5 h淬火+620 ℃×2 h回火。     

回火温度对40NiCrMo7钢力学性能及显微组织的影响

对40NiCrMo7钢进行了850℃淬火,然后分别在620℃650℃、680℃和710℃回火3 h。研究了回火温度对40NiCrMo7钢显微组织和力学性能的影响。结果表明,40NiCrMo7钢在上述温度回火后,其显微组织均主要为回火索氏体,而且随着回火温度的升高,钢的硬度和强度降低,而冲击韧度增加。     

淬回火工艺对建筑用20MnSi钢组织与力学性能的影响

利用光学显微镜、拉伸试验机等研究了不同淬回火工艺对20MnSi钢显微组织与力学性能的影响。结果表明:经920℃淬火后,20MnSi试验钢的组织为板条状马氏体。当淬火温度升高到960℃时,组织中马氏体发生粗化。在840～960℃,随着淬火温度的升高,试验钢强度先升高后降低,920℃淬火试验钢的强度达到最大值。在420～620℃,随着回火温度的升高,试验钢的强度、屈强比逐渐降低,伸长率逐渐升高。经920℃淬火+420℃回火处理的20MnSi钢强度达到900 MPa,伸长率、屈强比满足使用要求,为理想的淬回火工艺。     

调质热处理对EH47船板钢显微组织的影响

在实验室条件下研究了调质工艺参数(淬火温度870～960℃,回火温度580～670℃)对EH47船板钢显微组织的影响。结果表明:试验钢经调质处理后的显微组织是以针状铁素体为主,含一定量粒状铁素体、准多边形铁素体和粒状贝氏体的混合组织。回火温度相同,随着淬火温度的升高,试验钢的组织更为细小均匀,贝氏体含量稍有增加;淬火温度相同,随着回火温度的升高,组织更为细小,针状铁素体含量增加,贝氏体含量减少。930℃保温30 min淬火、640℃回火30 min的钢的组织最为细小均匀。因此,EH47船板钢的实际调质淬火温度应高于900℃,回火温度控制在580～640℃。     

热处理对25CrMoNiVNbTi钢的高温拉伸性能的影响

研究了淬火温度对25CrMoNiVNbTi钢的高温拉伸性能和组织的影响。结果表明：在900~1100 ℃温度范围内,随着淬火温度的升高,25CrMoNiVNbTi钢在600 ℃的高温拉伸性能先增加后降低,本试验条件下的最佳热处理工艺为1000 ℃淬火30 min+620 ℃回火2 h,经该工艺处理后该钢在600 ℃下拉伸时其屈服强度和抗拉强度分别达到974 MPa及1046 MPa,洛氏硬度为40.5 HRC,显微组织为回火索氏体、贝氏体、碳化物和少量的残留奥氏体,而且钢的晶粒细小,位错密度高,大大提高了该钢在高温下的力学性能。扫描观察结果表明该钢在高温下拉伸后的断口为韧性断裂。     

回火温度对大厚度低碳高强度Q690D钢板组织和力学性能的影响

低碳高强度Q690D钢适用于大型工程的结构件。对含碳量为0.14%～0.16%(质量分数)、厚度为100 mm的Q690D钢板进行了920℃水淬和分别于560℃、580℃及620℃回火处理。分别检测了钢板淬火态及淬火和不同温度回火后的显微组织和力学性能,以研究回火温度对钢板组织和性能的影响。结果表明:①淬火并经3种温度回火的钢板的力学性能均满足标准要求,随着回火温度的提高,强度略有下降,620℃回火的钢板屈服强度为810 MPa,抗拉强度为880 MPa,断后伸长率达16.5%,-20℃纵向冲击吸收能量达137 J;②淬火后钢板从表面到心部的组织均为板条马氏体和少量板条贝氏体,经560℃、580℃、620℃回火后,其组织为回火索氏体加板条贝氏体。综合起来看,大厚度Q690D钢板淬火后的回火温度以620℃最佳。     

热处理对25CrMoNiVNbTi钢高温拉伸性能的影响

研究了淬火温度对25CrMoNiVNbTi钢的高温拉伸性能和组织的影响。结果表明:在900~1100℃温度范围内,随着淬火温度的升高,25CrMoNiVNbTi钢在600℃的高温拉伸性能先增加后降低,本试验条件下的最佳热处理工艺为1000℃淬火30 min+620℃回火2 h,经该工艺处理后该钢在600℃下拉伸时其屈服强度和抗拉强度分别达到974 MPa及1046 MPa,洛氏硬度为40.5 HRC,显微组织为回火索氏体、贝氏体、碳化物和少量的残留奥氏体,而且钢的晶粒细小,位错密度高,大大提高了该钢在高温下的力学性能。扫描电镜观察结果表明该钢在高温下拉伸后的断口为韧性断裂。     

回火温度对不同冷速淬火Q690钢组织及力学性能的影响

利用扫描电镜和拉伸、冲击试验研究了回火温度对不同冷速Q690钢的组织及力学性能的影响。结果表明,试验钢淬火态组织主要为板条贝氏体,经不同温度回火后,组织为板条贝氏体、粒状贝氏体、多边形铁素体的混合组织,不同回火温度下各组织所占比例不同;随着回火温度的升高,Q690钢的屈服强度趋于稳定,抗拉强度呈下降趋势,伸长率总体呈上升趋势;在500℃回火时,组织性能最优。与低冷速相比,高冷速钢强度较高,伸长率及冲击吸收能量较低。     

两相区淬火+回火对600 MPa级低合金高强钢组织与性能的影响

对某600 MPa级低合金高强钢采用了淬火+回火的热处理方式,研究了不同回火温度以及不同淬火温度对其组织性能的影响。结果表明,随着回火温度的升高,屈服强度、抗拉强度以及屈强比都呈下降趋势,伸长率逐渐上升,在620 ℃以上回火时出现第二类回火脆性,导致冲击性能急剧降低;在淬火温度达到820 ℃后得到的两相区淬火组织为铁素体+粒状贝氏体,有利于阻止裂纹的扩展,确保有较高的冲击性能。     

回火温度对E690海洋用钢组织和显微硬度的影响

在Gleeble-3500型热模拟试验机上,对E690海洋用钢进行直接淬火及快速加热条件下不同温度的回火处理,并采用光学显微镜等设备研究了不同的回火温度对其组织、析出物及显微硬度的影响。结果表明:实验钢直接淬火态组织以板条贝氏体为主,经回火后,组织为板条贝氏体、粒状贝氏体、多边形铁素体的混合组织,不同的回火温度下各自所占比例不同;回火后的析出物主要是10 nm以内的ε-Cu颗粒和20 nm以内的Nb、Ti、Cu的复合析出颗粒,它们均匀、弥散、细小地分布于基体上;550、580和620℃回火时的晶界取向差以≤15°的小角度晶界较多,使材料具有优良的韧塑性;不同回火温度对试样的显微硬度值影响较大,其随回火温度的升高呈现先升高后下降再略微升高的趋势。     

回火温度对高强无碳化物贝氏体钢无缝管组织和性能的影响

研究了正火后回火温度对无碳化物贝氏体钢无缝钢管组织和性能的影响。试验结果表明,930 ℃正火后在600 ℃以下回火时,随回火温度的提高,试验材料的抗拉强度有降低的趋势,但降幅不大,强度在973~1012 MPa变化。试验材料的冲击吸收能量在300 ℃达到最大值,为72 J;400 ℃回火时,冲击吸收能量出现最低值,出现无碳化物贝氏体钢的回火脆性;回火温度超过400 ℃时,冲击吸收能量上升;300~350 ℃回火时,伸长率和断面收缩率最高。在400 ℃以下回火时,试验材料的组织由无碳化物贝氏体、块状铁素体和残留奥氏体组成;超过400 ℃回火时,组织为粒状贝氏体及块状铁素体。无碳化物贝氏体钢无缝钢管930 ℃正火,300 ℃回火时具有较佳的综合力学性能。     

回火温度对热轧态高强度贝氏体钢管组织性能的影响

热轧态高强度新型贝氏体钢管具有较高强度,但冲击值较低,回火可以改善其冲击韧性。研究回火温度对热轧态高强度新型贝氏体钢管组织和性能的影响。试验结果表明:550℃以下温度回火,随回火温度提高,该新型贝氏体钢管的抗拉强度有降低趋势,但下降幅度不大;350℃以下温度回火,其冲击值随回火温度的提高而增加;400℃回火时冲击值降低,出现回火脆性;450℃以上温度回火时冲击值增加;250~350℃回火时钢管强度较高,550~650℃回火时韧性较高。400℃以下温度回火,该新型贝氏体钢管的组织均为板条贝氏体、粒状贝氏体、铁素体及残余奥氏体组织;回火温度超过500℃,残余奥氏体完全分解,组织为铁素体和粒状贝氏体。     

热处理工艺对300M超高强度钢组织和性能的影响

采用SEM、TEM等方法研究了不同回火温度对300M超高强度钢的显微组织和力学性能的影响。结果表明,300M钢经870℃淬火后,在290～320℃范围内回火,显微组织为板条马氏体、下贝氏体和残留奥氏体组成。随着回火温度的升高,板条马氏体宽度由260 nm增加到437 nm,位错密度减小,下贝氏体含量增多;合金的抗拉强度有所下降,韧性呈上升趋势,而屈服强度、伸长率和断面收缩率变化较小。当回火温度为300℃时,强度、塑性和韧性达到一个最佳匹配,合金具有最优的综合力学性能。     

热处理对极寒服役条件下弯管用X80钢焊缝组织性能的影响

利用显微组织分析、低温冲击试验、断口分析等手段,研究了不同热处理工艺对弯管用X80钢焊缝显微组织与低温冲击性能的影响。结果表明,在890~980 ℃范围内正火,随着正火温度升高,焊缝组织逐渐粗化,M-A组元和碳化物数量增多且聚集程度逐渐增加,低温冲击性能下降。在620~680 ℃范围内回火,随着回火温度的升高,焊缝中贝氏体及针状铁素体的混合组织发生回复与再结晶,碳化物析出和先共析铁素体含量增加,硬脆M-A组元逐渐分解,低温冲击吸收能量则先升后降,显微硬度逐渐降低。热处理后焊缝组织主要以针状铁素体(AF)和粒状贝氏体(GB)为主,同时存在少量的先共析铁素体(PF)和弥散分布的M-A组元。采用920 ℃正火+660 ℃高温回火时,焊缝低温冲击吸收能量最优,为148 J,同时显微硬度波动较小,冲击断口放射区为准解理断裂,无大尺寸裂纹且出现部分韧窝,表明该热处理工艺下处理的弯管可以满足在-45 ℃极寒条件下的服役要求。     

回火温度对柔性齿轮钢40CrNiMo组织及力学性能的影响

通过预处理(固溶处理)、等温淬火以及不同温度回火等处理方法,利用光学显微镜、扫描电镜、洛氏硬度计、拉伸试验机、冲击试验机等设备研究了奥氏体化温度对40CrNiMo钢奥氏体晶粒长大速度以及硬度的影响,探索了回火温度对贝氏体/马氏体多相钢微观组织和力学性能的影响。结果显示,预处理期间,奥氏体晶粒随奥氏体化温度的升高首先缓慢增长然后快速长大,然而硬度保持在56 HRC左右。250~500 ℃回火时,大量细小的碳化物析出,微观组织仍然保持原来的板条状,试验钢的强度、硬度降低,塑韧性呈现先降低后升高的趋势;400 ℃回火试样伸长率最低,冲击吸收能量最小,表明400 ℃回火时出现回火脆性;回火温度升高到600 ℃,基体组织发生再结晶,转变为回火索氏体,此时强、硬度最低,冲击吸收能量高达147 J。     

回火温度对40CrMoVNbTi钢组织和性能的影响

采用780℃亚温淬火和不同温度回火,探究回火温度对40CrMoVNbTi钢组织和力学性能的影响。对淬火不同温度回火40CrMoVNbTi钢的力学性能变化及显微组织和冲击断口断貌进行观察和分析。结果表明,780℃亚温淬火,随回火温度的提高,40CrMoVNbTi钢的强度下降,塑性呈上升趋势,300℃回火冲击吸收能量值最低,出现回火脆性。200℃回火组织为回火马氏体和残留奥氏体,其抗拉强度为2150 MPa,KV₂为23.8 J;550～600℃回火组织为回火索氏体,韧性较好,其抗拉强度为1190～1070 MPa,KV₂为94～123 J,满足AISI 4140钢的力学性能要求,具有较高的冲击性能。     

回火温度对42CrMo钢组织和力学性能的影响

通过显微组织观察和力学性能检测,分析了42CrMo钢在不同回火温度下微观组织形貌和力学性能的变化。通过三维原子探针(3DAP)技术分析500 ℃回火温度下42CrMo钢中元素分布情况,研究了Cr、Mn、Mo等合金元素对钢性能的影响。结果表明,42CrMo钢水淬后在450 ℃回火时显微组织为回火屈氏体,在500~650 ℃区间回火时显微组织均为回火索氏体,随着回火温度的增加,颗粒状碳化物增多;抗拉强度和规定塑性延伸强度降低,-40 ℃低温冲击性能升高。在500 ℃回火可达到12.9级螺栓力学指标(R_m≥1200 MPa,KV₂≥27 J),力学性能最佳,且满足低温环境下螺栓用钢的使用要求。3DAP结果表明,钢中的合金元素通过固溶强化和沉淀强化提高了钢的性能。     

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 ℃。