30Cr2Ni4MoV加热过程的晶粒长大模型及其在大锻件加热制度中的应用

针对30Cr2Ni4MoV加热过程中的晶粒长大,在900℃～1250℃温度范围内实测了不同保温时间下的奥氏体晶粒尺寸。观察实验结果发现,该材料的晶粒长大在950℃～1100℃范围内存在两个温度拐点,即随着温度升高,奥氏体晶粒先是正常长大,然后在950℃以上温度时缓慢生长,二次相"钉扎"作用明显。当温度高于1050℃时,"钉扎"作用减弱,晶粒尺寸随温度升高显著增大。据此,在3个阶段内分别建立了奥氏体晶粒尺寸与温度及保温时间的关系模型。以此为依据,讨论了加热制度对30Cr2Ni4MoV大型钢锭晶粒长大及其均匀度的影响,并提出了一种新的加热制度。     

18Ni马氏体时效钢奥氏体晶粒长大规律研究

对18Ni(1800 MPa级)马氏体时效超高强度钢的奥氏体晶粒长大规律进行研究.结果表明,随加热温度的升高和保温时间的延长,奥氏体晶粒尺寸逐渐增大,当温度高于1000℃时,晶粒迅速发生粗化,当温度低于1000℃时,晶粒尺寸随保温时间的延长变化不明显;晶粒平均尺寸与保温时间的关系符合Beck方程,且温度越高,晶粒生长指数越大;在850～1150℃,18Ni(1800MPa级)马氏体时效钢奥氏体晶粒长大激活能为223.106kJ/mol,其奥氏体晶粒平均尺寸与加热温度之间符合Arrhenius关系,并建立了该马氏体时效钢的奥氏体晶粒度长大数学模型.     

1Cr12Ni3Mo2VN耐热钢淬火工艺研究

利用金相显微镜、扫描电镜和透射电镜等研究了1Cr12Ni3Mo2VN耐热钢的淬火工艺对组织的影响。结果表明,淬火温度1 030℃以上时,奥氏体晶粒显著长大,淬火后获得粗大的马氏体,抗拉强度和冲击韧度都显著降低;残余奥氏体发生热失稳分解是引起试验钢淬火缓冷后冲击韧度显著降低的主要原因。最佳淬火工艺为(1 010~1 030℃)×1 h油冷,试样具有优良的综合力学性能。     

锻造加热温度对20Cr2Ni4A钢奥氏体晶粒长大及力学性能的影响

研究了锻造加热温度(1050~1200 ℃)和锻造保温时间(40~120 min)对20Cr2Ni4A钢经相同锻造变形后锻后奥氏体晶粒长大行为的影响,并对不同锻造加热温度下的淬火态20Cr2Ni4A钢进行了力学性能检测。结果表明,锻后20Cr2Ni4A钢奥氏体晶粒长大规律在低于1150 ℃仍然符合Beck模型,模型计算值与实际测量值相吻合。随着锻造加热温度的升高,奥氏体晶粒长大呈现先缓慢增加后快速增加的规律。当锻造加热温度超过1150 ℃时,第二相粒子大量溶解,对晶界的钉扎作用急剧减弱。综合考虑20Cr2Ni4A钢锻后奥氏体晶粒尺寸均匀性、热处理后力学性能测试结果及可锻性因素,确定最优锻造加热温度为1150 ℃。     

P92耐热钢加热过程中奥氏体晶粒长大规律

对P92耐热钢在箱式电阻炉中进行晶粒长大实验,实验温度为1000℃、1050℃、1100℃、1200℃和1250℃,保温时间为1h、3h、5h、8h、10h和15h。采用ZEISS-AXIO显微镜观察奥氏体晶粒长大组织,用截线法进行奥氏体平均晶粒尺寸的测定。结果表明,P92耐热钢奥氏体晶粒随加热温度的升高和保温时间的延长而增大,并得到晶粒长大的数学模型。     

42CrMo钢加热时奥氏体晶粒长大演化规律

对42CrMo钢在不同加热温度(850~1150℃)和保温时间(0~1200 s)下的奥氏体晶粒长大规律进行了研究。采用金相定量法对加热后材料的奥氏体晶粒度进行测量,建立42CrMo钢加热时奥氏体晶粒长大演化模型。结果表明:奥氏体晶粒尺寸随加热温度升高呈指数关系长大,随保温时间的延长呈近似抛物线形式长大;利用基于唯象理论的Sellars模型,通过非线性回归方法建立42CrMo钢加热时奥氏体晶粒长大演化模型;将该模型导入有限元软件中预报42Cr Mo钢加热时奥氏体晶粒变化,预报结果与实验结果吻合,验证了该模型的正确性。     

锻态12%Cr超超临界转子钢的奥氏体晶粒长大行为

通过研究锻态12%Cr超超临界转子钢在不同加热温度和不同保温时间下的奥氏体化过程,并利用线性回归法和Arrhenius模型对奥氏体晶粒长大行为进行分析。结果表明:当奥氏体化温度为1050℃时,晶粒长大缓慢,保温时间对晶粒长大影响不显著;1050~1100℃温度区间内,加热温度对晶粒长大的影响明显高于保温时间;1100~1250℃温度区间内,晶粒长大主要受保温时间的影响。拟合试验结果,得到了锻态12%Cr超超临界转子钢的奥氏体晶粒长大动力学方程。     

一种磨球用高碳钢奥氏体晶粒长大行为

研究了一种磨球用钢GN-6A在不同加热温度(800~1050℃)和保温时间(30~120 min)下的奥氏体晶粒长大规律。采用直线截点法计算各试样的奥氏体晶粒尺寸,通过Arrhenius公式对奥氏体晶粒尺寸进行拟合,建立GN-6A钢在加热保温过程中的奥氏体晶粒长大模型,并验证模型的准确性。结果表明,随加热温度的升高,GN-6A钢奥氏体晶粒尺寸的长大呈指数趋势,随保温时间增加,呈抛物线趋势长大,900℃为奥氏体晶粒粗化温度,T≥900℃后奥氏体晶粒长大迅速。通过对950℃×45 min、1000℃×150 min、1000℃×180 min模型拟合的晶粒尺寸和试验结果进行比较,吻合度均高于94%,验证了该模型的正确性。     

一种马氏体时效钢奥氏体晶粒长大动力学

在光学显微镜下,利用Leica Metal Work软件研究了一种强度级别为2100MPa的超高强度马氏体时效钢在850～1150℃的奥氏体晶粒长大规律.结果表明,实验钢奥氏体平均晶粒尺寸随加热温度升高和保温时间的延长而增大,其奥氏体平均晶粒尺寸与保温时间规律符合Beck方程,奥氏体化温度宜控制在800～950℃,其晶粒增长指数随温度的升高而减小,850～1150℃时实验钢奥氏体晶粒长大平均激活能为108.5kJ/mol-1,并建立了实验钢在等温加热过程中的奥氏体晶粒长大方程.     

20CrMnTiH钢奥氏体晶粒长大规律及有限元模拟

通过金相实验,对20Cr Mn Ti H钢在不同加热温度(850~1150℃)及保温时间(10~40 min)下的晶粒长大规律进行了研究,基于所得数据,通过回归分析建立了适用于此种材料加热与保温过程的奥氏体晶粒长大模型,并将该模型引入有限元软件对奥氏体晶粒长大行为进行数值模拟。结果表明,奥氏体晶粒尺寸随加热温度升高而增大,且长大速度越来越快,随保温时间延长而增大,且长大速度不断减缓;1000℃为20Cr Mn Ti H钢的粗化温度,T≤1000℃时,晶粒长大缓慢,T≥1000℃时,晶粒急剧长大;有限元软件成功模拟了奥氏体晶粒长大过程,模拟结果与实验结果相符。     

高铁轴承用20CrNi2MoV钢奥氏体晶粒长大行为研究

在温度为900、1000、1050、1100、1150、1200℃保温时间为10、20、30、60 min时,利用管式电阻炉加热了20CrNi2MoV钢,并研究了钢的奥氏体晶粒长大行为,测试了不同工艺下的晶粒尺寸。结果表明,随着加热温度的升高和保温时间的延长,奥氏体晶粒尺寸增大;当温度超过1050℃或保温时间超过30 min时,实验钢奥氏体晶粒开始发生明显的粗化。通过对实验数据的拟合,获得了20CrNi2MoV钢奥氏体晶粒长大数学模型。与实验结果比较,拟合效果良好。     

9Cr-3W-3Co耐热钢奥氏体晶粒长大行为

通过将9Cr-3W-3Co耐热钢试样在1000~1150℃分别进行60~240 min等温奥氏体化处理,研究了其奥氏体晶粒长大行为。结果表明:试验钢奥氏体平均晶粒尺寸随奥氏体化温度升高呈指数递增,而析出相的大量固溶会使晶粒长大速率明显升高;相同奥氏体化温度下,奥氏体平均晶粒尺寸随保温时间增加近似呈抛物线增长,并获得了预测晶粒长大的Beck方程;构建了试验钢奥氏体晶粒尺寸与奥氏体化温度和保温时间关系的Sellars模型,并验证了该模型的准确性与适用性。     

低碳微合金钢的奥氏体晶粒长大倾向性研究

研究了加热温度和保温时间对低碳微合金钢奥氏体晶粒长大的影响.结果显示,在950～1150℃内加热,晶粒尺寸随加热温度有近似成线性增大的趋势;高于1150℃加热,晶粒有明显加速增长倾向;在950～1200℃加热的奥氏体晶粒尺寸为17～51μm,没有出现异常长大现象,这表明在1200℃加热具有可行性.     

加热工艺参数对12%Cr钢晶粒长大行为的影响

研究了不同加热工艺参数下(加热温度1050~1300 ℃,保温时间0.25~24 h)12%Cr超超临界转子钢的奥氏体晶粒长大行为,并通过光学显微镜(OM)观察晶粒尺寸的变化规律,建立晶粒长大数学模型。结果表明:随着加热温度增加,晶粒尺寸逐渐增加,加热温度低于1150 ℃时,晶粒尺寸增加明显,而温度高于1150 ℃后,晶粒尺寸逐渐趋于稳定;随着保温时间的增加,晶粒尺寸逐渐增加,保温时间增加到3 h后,晶粒尺寸增加趋势放缓。采用非线性回归方法和Arrhenius晶粒长大模型,建立了该钢的晶粒长大数学模型。     

淬火工艺对40Cr15Mo2VN高氮钢组织和硬度的影响

40Cr15Mo2VN钢是一种可用于制作轴承的高氮不绣钢。对尺寸为φ12 mm×12 mm的40Cr15Mo2VN钢试样分别在900℃、950℃、1 000℃、1 050℃和1 100℃奥氏体化45 min后油淬,部分试样淬火后进行了-70℃×2 h冷处理。随后检测了试样的显微组织(包括晶粒度和残留奥氏体量)和硬度。结果表明:随着泮火温度的提高,钢中球状碳化物减少,其分布也逐渐不均匀;淬火后再冷处理的钢的硬度随着淬火温度的升高而提高;淬火后冷处理和未冷处理的钢,其晶粒度均随着淬火温度的升高而减小,且均是1 100℃淬火的钢的残留奥氏体含量最高。     

新型冷轧辊用高合金锻钢的奥氏体晶粒长大规律

通过Gleeble-3800型热模拟机研究一种新型冷轧辊用高合金锻钢在不同加热速率(5~50℃/s),加热温度(1050~1150℃)及保温时间(10~800 s)下的奥氏体晶粒长大规律。结果表明:试验钢的平均奥氏体晶粒尺寸随加热速率的升高而减小,同时随加热温度的升高和保温时间的延长而增大。基于金相试验数据利用回归分析建立了描述新型冷轧辊用高合金锻钢不同加热速率下加热与保温过程的奥氏体晶粒长大规律的数学模型。     

含Nb中碳钢加热过程中的奥氏体晶粒长大规律

研究了加热温度(1000～ 1250℃)和保温时间(0.5～3.0 h)对一种高Si含Nb中碳钢奥氏体晶粒尺寸变化的影响.结果表明,随保温时间延长,加热温度低于1150℃,奥氏体晶粒尺寸增长缓慢;在1150℃以上温度加热,奥氏体晶粒长大趋势显著增加.通过对试验数据进行非线性回归建立了试验钢奥氏体晶粒长大规律的数学模型,模型的计算结果与实测值吻合很好.     

15Cr12CuSiMoMn钢的奥氏体晶粒长大动力学

利用箱式炉将15Cr12CuSiMoMn钢加热至900～1100 ℃奥氏体化温度区间分别保温15～120 min,研究了不同奥氏体化温度和保温时间下原奥氏体晶粒的长大行为。结果表明,随着奥氏体化温度的升高,晶粒尺寸不断增大,长大行为呈幂函数规律;在1000 ℃以上加热,晶粒显著粗化;随着保温时间的延长,晶粒长大行为呈近似于抛物线匀减速规律;保温时间<60 min时,晶粒长大速率较快,当保温时间超过60 min时趋于平稳。基于Arrhenius公式,通过对试验数据进行线性回归拟合分析,建立了适合于本钢种的晶粒长大动力学模型,对比模型计算值与实际测量数据间的误差(2%＜ΔXi＜5%)验证了该模型的准确性与可靠性。     

X120管线钢晶粒长大动力学研究

利用金相实验方法测定了在930~1270℃保温30~150min时X120管线钢的奥氏体晶粒尺寸,并对其晶粒长大的理论模型进行了研究。结果表明:随加热温度的上升和保温时间的延长,晶粒尺寸逐渐增加。当温度低于1100℃时,晶粒的长大较为缓慢;加热温度超过1100℃后,晶粒迅速粗化。通过回归分析,获得了X120管线钢的奥氏体晶粒长大激活能,建立了X120管线钢奥氏体晶粒长大的数学模型。     

M50NiL轴承钢的奥氏体晶粒长大行为

利用Gleeble-3500型热模拟试验机研究不同加热温度(900~1200℃)和保温时间(3~60 min)下轴承钢M50NiL的奥氏体晶粒长大规律。结果表明:随着加热温度的升高和保温时间的延长,M50NiL钢奥氏体晶粒尺寸都会增大。在温度低于1100℃时,奥氏体晶粒长大较缓慢,M50NiL钢表现出良好的抗晶粒粗化能力,但是当温度升高到1200℃时,保温时间小于30 min时,奥氏体晶粒迅速长大;通过对试验数据进行线性拟合得出了M50NiL钢奥氏体晶粒长大模型。