热处理工艺对9Ni钢组织和低温韧性的影响

对9Ni钢进行三种热处理工艺试验,分别为两次淬火+双相区淬火+回火（RLT）、淬火+双相区淬火+回火（QLT）、淬火+回火（QT）。采用X射线衍射仪、扫描电镜及多功能内耗仪等对不同工艺下9Ni钢的组织和低温韧性进行分析研究。结果表明,9Ni钢经QT处理后组织为马氏体+逆转奥氏体;经RLT和QLT处理后,组织中的马氏体变得细小,逆转奥氏体含量增加,并有23%左右的铁素体生成。RLT工艺下试验钢在－196 ℃下的低温冲击吸收能量最高,达到188 J,此时测得的逆转奥氏体含量也最多,为8.90%。RLT工艺下增韧归因于：晶粒细化;增加了逆转奥氏体形核点,逆转奥氏体含量增加,马氏体基体得到净化;铁素体组织粗化。     

深冷处理最低温度对9%Ni钢力学性能及逆转奥氏体含量的影响

通过实验研究了深冷处理过程中的最低处理温度对9%Ni钢力学性能和逆转奥氏体含量的影响。采用了不同的深冷处理温度和保温时间,并与9%Ni钢新发展起来的热处理工艺淬火、亚稳淬火、回火(QLT)相结合。结果表明,-80℃和-110℃的冷处理对9%Ni钢的力学性能和逆转奥氏体含量没有明显影响。然而,-140℃保温24小时的深冷处理能够提高9%Ni钢的冲击韧性,其机理主要在于深冷处理使得块状的逆转奥氏体转变为条状。此外,-140℃深冷处理通过等温马氏体转变值得逆转奥氏体的含量减少。-196℃保温24小时深冷处理增加了逆转奥氏体的含量,同时细化了二次马氏体板条组织, 从而使得9%Ni钢的室温和低温冲击韧性均得到提高。其机理主要是由于深冷-196℃深冷处理促使了超细碳化物的析出,同时增加了组织内应力,从而为逆转奥氏体在回火过程中的形核提供了更多了形核位置。     

临界淬火工艺对9Ni低温钢力学性能及精细组织的影响

研究了临界淬火热处理(QLT)工艺对LNG工程用9Ni低温钢力学性能及精细组织的影响。与常规调质(QT)工艺的对比研究显示,QLT工艺在略微降低强度水平的情况下,显著提高9Ni钢的低温韧性水平及工艺稳定性,屈强比降低。随着两相区淬火温度的提高,9Ni钢的抗拉强度基本不变,屈服强度逐渐升高,低温冲击功在640~680℃范围达到最高值,为200 J以上。QLT工艺处理9Ni钢良好的低温韧性水平与层片化的细化马氏体组织及一定数量的稳定逆转变奥氏体直接相关。实验钢在640~680℃的两相区淬火,可获得10%以上含量的逆转变奥氏体,有利于低温韧性的改善。     

两相区淬火对10Ni5CrMo钢组织与性能的影响

研究了10Ni5CrMo钢经调质处理和淬火 两相区淬火 回火(QLT)热处理后的组织与性能.结果表明,1ONiSCrMo钢经两相区淬火处理后,得到板条状的二次回火马氏体 铁素体的混合组织,并且在板条边界及板条内部析出逆转变奥氏体,该逆转变奥氏体与基体遵从K-S关系.10Ni5CrMo钢经QLT处理后改善了钢的回火稳定性,屈强比降低,尤其是低温韧性显著提高.随着回火温度的升高,逆转变奥氏体的含量增多.稳定的逆转变奥氏体提高了低温韧性.     

调质处理对9Ni钢逆转奥氏体形成的影响

通过扫描电镜定性地观察了不同调质热处理工艺下9Ni钢中逆转奥氏体的分布情况.采用热膨胀的方法,测定不同工艺下的膨胀曲线来分析工艺参数对逆转奥氏体生成规律的影响.结果表明:不仅回火过程对9Ni钢逆转奥氏体的生成具有直接影响,在回火前的淬火过程也对其有显著的作用.细化淬火组织,可以使有利于奥氏体形核的位置增多,减少马氏体条块内部的“空白”区域,促进逆转奥氏体的形成和长大,有利于9Ni钢低温韧性的改善.     

逆转变奥氏体对9Ni钢低温冲击韧度的影响

对经淬火+回火(QT)与淬火+两相区淬火+回火(QLT)工艺处理后的9Ni钢中的逆转变奥氏体含量和其对原位拉伸时裂纹形成和扩展时所起到的作用进行了观察和分析。结果表明:经QT工艺处理的钢中的逆转变奥氏体含量为2%,在裂纹扩展过程中,裂纹尖端成锐角,加剧了应力集中;经QLT处理后,钢中的逆转变奥氏体含量提高为6%,在裂纹扩展的过程中,裂纹尖端成钝角,弱化了应力集中。逆转变奥氏体并不能直接阻碍裂纹的扩展,通过提高基体的韧性,间接地阻碍裂纹的扩展,从而优化实验钢的低温韧性。     

回火温度对7Ni钢组织和性能的影响

利用OM、SEM、TEM和XRD试验方法,分析在两相区淬火+回火(QLT)工艺中,不同回火温度下7Ni钢组织形貌和逆转变奥氏体含量的变化,研究回火温度对7Ni钢低温强度和低温韧性的影响。结果表明:随着回火温度升高,7Ni钢抗拉强度逐渐提高,而低温韧性呈现先升高后降低的趋势。回火温度从560 ℃提高到620 ℃过程中,7Ni钢马氏体组织由粗大转变为均匀弥散细小,抗拉强度逐渐提高。当回火温度较低时,钢中马氏体回复不充分,析出的逆转变奥氏体量较少,低温韧性偏低。随着回火温度升高,7Ni钢逆转变奥氏体含量不断升高,但稳定性下降,大量不稳定的逆转变奥氏体在低温下发生转变,不利于钢低温韧性的改善。7Ni钢低温韧性随着回火温度升高呈现先升高后降低的趋势,并在580 ℃时获得最好的低温韧性。     

快速加热回火过程中9Ni钢组织的演化

采用淬火膨胀仪模拟了9Ni钢的快速加热回火工艺,并结合显微组织观察、淬火后残留奥氏体含量的计算以及回火过程中热膨胀曲线的分析,研究了9Ni钢快速加热回火过程中组织的演变行为。结果表明:淬火终冷温度略高于M_f点时,淬火组织中存在少量的残留奥氏体,经快速加热后能够促进回火过程中逆转变奥氏体的生成;但当终冷温度过高时,残留奥氏体量大幅增加,反而会抑制逆转变奥氏体的形成;快速加热有利于马氏体的逆转变及碳原子在奥氏体中的富集,但这两种机制存在竞争关系,快速加热回火后组织中的奥氏体较少时,碳原子的富集会使其稳定性上升,反之则导致碳原子在奥氏体中的富集程度减弱,稳定性变差。     

亚温淬火温度对45钢组织性能的影响

研究了亚温淬火工艺对45钢显微组织和力学性能的影响,探讨了亚温淬火条件下,奥氏体晶粒细化和马氏体转变的特点.结果表明,在760～810℃,随淬火温度升高,45钢的强度、硬度升高:高于810℃后,强度、硬度逐渐下降.45钢亚温淬火后得到细小的板条状马氏体组织,其原因与奥氏体品粒细化及铁素体存在分布状态有关.     

9%Ni钢亚温淬火处理工艺参数试验研究

研究了亚温淬火工艺中淬火加热温度、两相区淬火温度、回火温度等参数对试制的国产9%Ni钢组织的影响,通过试验分析确定了实验室最佳亚温淬火工艺,即:淬火加热温度宜为800℃,两相区淬火温度宜为680℃,回火温度宜为580℃。对亚温淬火热处理中容易出现的问题及其与QT处理的不同进行了讨论。研究表明,亚温淬火处理中出现的带状组织是由于两相区淬火加热保温时间过长引起元素偏聚造成的,将亚温淬火保温时间控制在30 min以内,可避免带状组织出现。亚温淬火处理可获得比调质处理更细小的晶粒及更细的组织,逆转变奥氏体量增多且分布更加弥散均匀。