SDPM钢高硬度均匀性热处理工艺研究

利用热膨胀仪对塑料模具钢SDPM在不同冷速下的过冷奥氏体连续冷却转变行为进行了研究,并探讨了不同淬火方式获得的两种组织经不同温度回火后的组织和硬度的变化规律。结果表明:SDPM钢过冷奥氏体连续冷却过程只包括贝氏体和马氏体转变,而无珠光体或铁素体转变;当冷速在0.02~0.5℃/s时,转变产物以贝氏体和M/A岛混合组织为主;当冷速大于0.5℃/s时,转变产物以马氏体转变为主。SDPM钢的回火温度从510℃升高到570℃,马氏体淬火组织的硬度从40.3 HRC下降到37.7 HRC,等温贝氏体淬火组织硬度从39.5 HRC下降到38.2 HRC;继续升高回火温度到610℃时,马氏体淬火组织硬度下降到32.8 HRC,等温贝氏体组织硬度下降到33.6 HRC。获得最佳硬度均匀性的回火温度为550℃。     

热处理对经济型高碳马氏体不锈钢J50Cr13组织和硬度的影响

对高碳马氏体不锈钢J50Cr13进行不同淬火温度、不同冷却方式的热处理,通过光学显微镜(OM)观察、X射线衍射(XRD)分析及硬度试验对试验钢进行组织和硬质分析。结果表明,随淬火温度的升高,马氏体组织变粗大,残留奥氏体含量增加,碳化物逐渐溶解入基体;淬火温度为990~1080 ℃时,水冷和空冷试验钢的硬度值均随淬火温度的升高而增加,淬火温度由1080 ℃升高至1110 ℃时,试验钢的硬度值降低。990 ℃淬火时,水冷处理和空冷处理的硬度值相差最大,达3 HRC;淬火温度升高,两种冷却方式对试验钢的硬度影响变小;淬火温度为1110 ℃时,两种冷却方式的硬度值几乎相同。J50Cr13高碳马氏体不锈钢的最优淬火温度为1080 ℃,冷却方式为水冷。     

热处理对30CrMo锯片用钢组织及力学性能的影响

对轧制态30CrMo锯片用钢在830～890℃范围内保温10 min油淬后,在380～500℃温度范围内保温60min后水冷处理。采用光学显微镜、冲击试验机及洛氏硬度计分别分析其金相显微组织、硬度、冲击韧性等。结果表明:淬火组织为淬火马氏体+残余奥氏体;随着淬火温度的升高,淬火马氏体组织数量增多,尺寸长大;硬度随淬火温度的升高由830℃的48 HRC逐渐提高到890℃的54 HRC。随着回火温度的升高,试样的组织由淬火马氏体逐渐转化为回火马氏体、回火马氏体+回火屈氏体、回火马氏体+回火索氏体组织;硬度逐步降低,韧性相应提高。最佳热处理工艺为860℃(保温10 min)淬火+440℃(保温60 min)回火。     

淬火温度对磨球用B3钢组织及性能的影响

对B3钢分别进行了860、920、980、1040、1100℃的淬火处理,并通过金相观察及力学性能测试研究了淬火温度对磨球用B3钢组织及性能的影响。结果表明:在860～1100℃淬火,随着淬火温度的升高,原奥氏体晶粒增大,板条马氏体逐渐增多且粗化;随着淬火温度的升高,钢的硬度逐渐降低,经860℃淬火处理的硬度最高(63.3HRC),1100℃淬火后钢的硬度最低(58.4 HRC);随着加热温度的升高冲击韧性呈先增加后减小变化,经980℃淬火+220℃回火处理,钢的冲击韧性较高(28.5 J/cm~2)。     

在线淬火后回火工艺对塑料模具钢组织和性能影响

研究不同回火工艺参数对在线淬火生产的3Cr2Mn Ni Mo塑料模具钢板组织性能及硬度的影响。利用光学显微镜及硬度仪分析了试样的显微组织及硬度。结果表明:试样在线淬火后回火温度越高,硬度越低;600℃回火1 h到2 h时,硬度下降比较快,回火2 h到8 h时,硬度下降呈线性趋势。回火时间在2 h内时,回火时间对硬度的影响程度要大;采用在线淬火方式冷却钢板硬度可以达到约为46~48 HRC时,应采用630℃回火4 h可以得到28~36 HRC的回火硬度;采用在线淬火冷却钢板硬度达到约为43~46 HRC时,应采用610℃回火4 h可以得到28~36 HRC的回火硬度。     

T8钢奥氏体逆相变淬火

采用正交回归设计实验方法,分析了T8钢二次淬火温度和二次淬火保温时间对奥氏体逆相变淬火后硬度的影响,建立了硬度回归方程。结果表明,随二次淬火温度的升高,硬度逐渐升高。在820℃和850℃时,随二次淬火保温时间的延长,其硬度增加;而在880℃时,随二次淬火保温时间延长,其硬度却逐渐降低。与常规淬火硬度相比,T8钢奥氏体逆相变淬火后硬度提高6HRC,硬度最大可达68HRC。     

不同淬火工艺对D2钢组织与性能的影响

研究了不同淬火温度、不同冷却方式对新型D2钢硬度及组织的影响。讨论了不同淬火温度下新型D2钢组织和性能变化的原因。结果表明：随着淬火温度的升高,在水冷、油冷、雾冷、风冷等冷却方式下,试样的硬度值都大致呈现先升高后降低的趋势,同时试样的硬度峰值出现在不同的淬火温度,水冷的硬度峰值在980 ℃。油冷的硬度峰值出现在980 ℃和1020 ℃。而雾冷和风冷,获得硬度峰值的淬火温度出现在980 ℃和1040 ℃左右,在1040 ℃淬火其峰值硬度达到61 HRC。     

H13钢CCT曲线的测定与分析

利用DIL805A型淬火变形膨胀仪对H13钢进行连续冷却转变试验。利用膨胀法结合金相-硬度法绘制H13钢的连续冷却转变(CCT)曲线。研究了冷速对试样组织和硬度的影响。比较分析980、1030℃两种奥氏体化温度所测CCT曲线的异同。结果表明:马氏体转变的临界冷速为1℃/s。随奥氏体化温度降低,Ms点升高,贝氏体转变区域减小,珠光体转变区域增大且向左偏移;随冷却速度增大和奥氏体化温度升高,试验钢硬度增大。     

7055铝合金的TTP曲线及其应用

采用分级淬火的方法测定了7055铝合金的温度—时间—性能(TTP)曲线,并结合合金实际淬火冷却曲线通过淬火因子分析方法预测了合金的硬度。结果表明,合金TTP曲线的“鼻尖”温度大约为355℃,淬火敏感温度区间为210~420℃。淬火因子分析方法预测的合金硬度值和实测值吻合较好,淬火敏感温度区间的冷却速率对合金硬度有决定性影响。根据理论计算认为,要获得最大硬度,淬火敏感温度区间的平均冷却速率需大于500℃/s。     

淬火工艺对Cr26高铬耐磨铸铁组织与硬度的影响

利用光学显微镜、洛氏硬度计等研究了不同淬火工艺对Cr26高铬耐磨铸铁组织与硬度的影响。结果表明:铸态Cr26高铬铸铁组织主要由初生奥氏体和碳化物组成。经980~1060 ℃不同温度淬火、空冷后,高铬铸铁组织中有大量二次碳化物析出。随着淬火温度的升高,析出的二次碳化物先增加后减少,试样硬度先升高后降低。1020 ℃淬火试样硬度达到峰值,为65.7 HRC。1020 ℃淬火高铬铸铁,经空淬、油淬和水淬不同方式冷却,随着冷却速度的增大,高铬铸铁组织中碳化物颗粒、碳化物比例逐渐增大,硬度逐渐增大,其中水淬高铬铸铁试样硬度最大,达到68.2 HRC。     

淬火温度对刀剪用M390粉末冶金不锈钢组织和性能的影响

通过对M390粉末冶金不锈钢进行不同温度下的平衡相计算和真空气淬+低温回火处理,研究了淬火温度对回火后显微组织和力学性能的影响。结果表明,随着淬火温度的升高,M390钢回火后的碳化物尺寸不断长大,单位面积的颗粒数量减少而所占面积分数提高,碳化物分布均匀性降低。硬度随淬火温度的升高呈先上升后略微下降趋势,在1130 ℃淬火时达到最大值60.2 HRC,回火后降为58.5 HRC。抗弯强度受淬火温度的影响不大,为4000 MPa级水平。为获得良好性能,淬火温度应控制在1200 ℃以下,1130~1180 ℃真空气淬+200 ℃低温回火是刀剪用M390钢的最佳热处理工艺制度。     

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。     

Effects of heat treatment on properties of multi-element low alloy wear-resistant steel

The paper has studied the mechanical properties and heat treatment effects on multi-element low alloy wear-resistant steel (MLAWS) used as a material for the liner of rolling mill torii. The results show that when quenched at 900-920℃ and tempered at 350-370℃, the MLAWS has achieved hardness above 60 HRC, tensile strength greater than 1 600 MPa, impact toughness higher than 18J/cm2 and fracture toughness greater than 37 MPa·m1/2. When the quenching temperature is lower than 900℃, the hardness of the MLAWS increases with the temperature. When the quenching temperature is higher than 900℃, the hardness decreases with the increase of temperature. At a quenching temperature below 920℃, the effect of quenching temperature on the impact toughness is not obvious. In quenching at above 920℃, impact toughness decreases as the temperature increases. When the tempering temperature is exceeding 450℃, the hardness begins to decrease significantly. Tempering at 350℃ has produced the best wear resistance on the MLAWS.     

淬火温度对5Cr15MoV钢空冷淬火组织与性能的影响

通过1000~1200 ℃间隔50 ℃的系列加热温度对5Cr15MoV马氏体不锈钢进行空冷淬火试验,并采用光学显微镜、EBSD和洛氏硬度计对不同温度淬火后组织和硬度进行检测,研究了淬火温度对试验钢组织、晶粒尺寸、残留奥氏体含量以及硬度的影响。结果表明,试验钢淬火后组织为马氏体+未溶合金碳化物+残留奥氏体。随着淬火温度升高,马氏体板条尺寸增大,未溶碳化物量逐渐减少直至消失,残留奥氏体含量先增加后减少。试验钢的硬度变化趋势为先增加后显著降低,在淬火温度为1050 ℃达到最大值60.8 HRC。试验钢硬度主要是马氏体的含碳量、晶粒尺寸、残留奥氏体含量和碳化物含量综合作用的结果。     

4Cr5Mo2VCo钢的热处理工艺优化

对不同工艺下4Cr5Mo2VCo钢的硬度及冲击性能进行测定,并用SEM对其显微组织和断口形貌进行了分析。结果表明,在1000~1100 ℃淬火温度范围内,4Cr5Mo2VCo钢的硬度先升高后降低,最高达59.2 HRC;未溶碳化物数量随淬火温度上升不断减少,在1100 ℃时基本全部溶入基体。回火过程中4Cr5Mo2VCo钢的二次硬化峰值温度为520 ℃,硬度随回火温度继续升高而逐渐降低。不同温度淬火试样的冲击吸收能量随回火温度的上升呈先增大后逐渐降低趋势。在44~46 HRC的硬度使用范围内,4Cr5Mo2VCo钢具有最佳强韧性配比的热处理工艺为1060 ℃×30 min淬火+(600~610) ℃×2 h回火两次,平均冲击吸收能量可达410 J。     

淬火工艺对H13E钢显微组织及力学性能的影响

H13E钢是通过调整合金元素对H13钢进行了一定的改性,研究了淬火工艺对H13E钢显微组织及力学性能的影响。结果表明:随着淬火温度的升高,奥氏体晶粒尺寸单调增加,从1020 ℃升高至1080 ℃时,平均奥氏体晶粒尺寸增长了约40 μm;硬度在1060 ℃达到最大值,为61.6 HRC,相较于传统H13钢硬度高3~5 HRC,同时冲击吸收能量可达16 J以上。当保温时间在20~50 min时,奥氏体晶粒增长速率较缓慢,平均奥氏体晶粒尺寸仅增长7 μm左右,同时硬度仅下降0.2 HRC左右。相同条件下油冷后H13E钢马氏体更细小,力学性能优于空冷后的H13E钢。考虑综合力学性能,H13E钢较佳淬火工艺为:1060 ℃保温20～30 min,油冷。     

55SiCr弹簧钢中的残留奥氏体与碳化物

通过扫描电镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)、透射电镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、热膨胀仪、洛氏硬度计等手段研究了弹簧钢55SiCr的组织和相变点以及残留奥氏体和碳化物在热处理过程中的组织演变。结果表明:55SiCr弹簧钢淬火后残留奥氏体以块状分布在基体上;随回火温度的升高,残留奥氏体减少并呈粒状和薄膜状分布;C在残留奥氏体中富集,使其稳定性增强;Si抑制了碳化物的析出,提高了残留奥氏体的稳定性。低温回火时,Si延缓了渗碳体析出;高温回火时,C原子扩散速率提高,促进渗碳体析出,引起体积的收缩。慢速加热回火时,C有足够的时间扩散,从而促进渗碳体的形成,使渗碳体的形成温度提前;快速加热回火时,C来不及扩散,抑制了渗碳体的析出。回火加热速率一样时,试验钢的硬度随回火温度的提高而下降。当回火温度为400 ℃时,硬度值最大为51 HRC;当回火温度为650 ℃时,硬度值最小为37 HRC。当加热速率为0.1 ℃/s时,硬度值最小为33 HRC;当加热速率为200 ℃/s时,硬度值最大为40 HRC。     

热处理工艺对高强韧耐磨铸钢组织和性能的影响

研究了淬火温度及回火温度对高强韧耐磨铸钢组织和性能的影响.结果表明:淬火温度低于930 ℃时,材料的硬度随淬火温度的升高而增大;高于930 ℃时,硬度降低,在930 ℃出现硬度峰值;冲击韧度随淬火加热温度的升高先降低后增大.随着回火温度的升高,材料的硬度缓慢降低,而冲击韧度值升高.高强韧耐磨铸钢经930 ℃×2 h淬火(油淬)+240 ℃×2 h回火+240 ℃×2 h回火后,具有较高的强韧性,硬度≥54 HRC,冲击韧度≥43 J/cm~2,组织为回火马氏体+少量的残留奥氏体,试样冲击断口为准解理断裂.     

P20塑料模具钢淬火及回火组织性能的研究

利用扫描电镜、金相显微镜、洛氏硬度计研究了P20塑料模具钢淬火及回火组织,并测定了硬度随淬火温度以及回火温度的变化.P20钢经830～920℃淬火得到板条马氏体.淬火后晶粒尺寸随淬火温度的升高有粗化的趋势但并不明显,直到890℃以后才明显粗化,因此,淬火温度应在830～890℃,以860℃为宜.P20钢硬度随回火温度升高而降低,碳化物析出增多并逐渐球化,马氏体板条边界逐渐变得模糊,有些板条合并变宽.P20钢经620℃×1 h回火后其硬度为32.8～35.8HRC,能满足预硬化硬度要求,而且经830～890℃淬火+620℃×1 h回火,硬度基本不随淬火温度变化,这将有利于工厂组织生产,因此最终选择预硬化工艺为860℃×30min淬火+620℃×1 h回火.     

热处理工艺对30Cr16Mo1VN钢组织和性能的影响

为探索30Cr16Mo1VN钢最佳的热处理工艺,采用冲击、拉伸试验机、洛氏硬度计、OM、SEM、XRD、TEM研究了淬、回火温度对该钢组织和力学性能的影响。结果表明:该钢最佳的淬火温度为1050 ℃,淬火后存在少量M₂₃C₆碳化物和M₂N氮化物阻碍晶界迁移,其平均晶粒尺寸为14.1 μm,而大部分碳/氮化物固溶进基体中,导致Ms点降低,残留奥氏体含量增至59.2%。经-73 ℃冷处理后,大量残留奥氏体转变成马氏体,硬度提高至57 HRC。该钢300 ℃回火时具有良好的强韧性匹配,抗拉强度达2030 MPa,断面收缩率为10.0%。回火后基体发生回复,位错密度降低,随回火温度的升高,基体上析出细小弥散的球状碳化物阻碍位错运动产生二次硬化,450 ℃回火时出现硬度峰值。回火温度低于500 ℃时,该钢的硬度值皆大于55 HRC,具有良好的回火稳定性。