帘线钢小方坯82A铸坯表面和内部缺陷分析

帘线钢的表面裂纹缺陷和中心偏析是影响铸坯质量的关键因素。采用了铸坯表面宏观缺陷分析、裂纹微观形貌表征、Gleeble高温力学性能、中心偏析等检测手段,对帘线钢82A断面150 mm×150 mm小方坯在稳态和非稳态浇铸条件下,铸坯表面和内部质量缺陷进行了分析。结果表明,铸坯振痕间距为13 mm,角部出现振痕紊乱;非稳态铸坯表面振痕波谷和凹坑处均发现了明显的横裂纹,而稳态样品则未见明显的表面横裂纹。铸坯内部沿着中心缩孔有长约55 mm中心裂纹,铸坯平均中心碳偏析指数达到1.09。根据该钢种的高温力学性能并结合裂纹形貌分析,非稳态下铸坯表面易冷却不均,造成局部温度在弯曲矫直时处于第Ⅲ脆性温度区;内部中心裂纹表面出现明显的液膜,在第Ⅰ脆性区凝固阶段产生。     

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。     

含铜超级奥氏体不锈钢的析出行为

含Cu超级奥氏体不锈钢经1200 ℃保温2 h固溶后,在600、700、800、900、1000和1100 ℃分别进行2 h时效处理,然后采用Thermo-Calc热力学计算、SEM、EDS及TEM等方法对析出相进行研究。结果表明,所有试验钢在低温600~800 ℃时效时析出相主要为沿晶σ相,在中温900 ℃时效时析出相主要是沿晶的块状σ相和晶内圆棒状的Laves相与长针状、梭状的χ相,在高温1000 ℃时主要是沿晶块状σ相,时效温度升高到1100 ℃时无析出相;随着温度的升高,析出相尺寸增大,析出相总量先增加后减少,在900 ℃时达到峰值;Cu的增加促进了Laves相与χ相的析出。     

热处理工艺对5Cr5Mo2V钢组织与性能的影响

利用洛氏硬度计及场发射扫描电镜等研究了奥氏体化温度和回火温度对热锻模具用钢5Cr5Mo2V组织和性能的影响。结果表明:试验钢经过不同温度的淬火和回火处理后,组织均为回火马氏体+残留奥氏体+碳化物。当5Cr5Mo2V钢在920~1030 ℃淬火时,随淬火温度升高硬度值增加并于1030 ℃达到最大值62.53 HRC,之后硬度值趋于稳定,且在1030 ℃淬火时晶粒较为细小,超过1030 ℃淬火晶粒开始粗化;试验钢在480~550 ℃回火时,硬度值随回火温度升高逐渐增加,并于550 ℃出现二次硬化峰值,但在此温度下试验钢的冲击性能为最低,此后随回火温度升高冲击性能逐渐增加,当回火温度为600 ℃时,试验钢在维持较高硬度(49 HRC)的同时,冲击吸收能量可达21 J,故5Cr5Mo2V钢的最佳热处理工艺为:1030 ℃淬火30 min后油冷,随后在600 ℃回火(2 h)2次空冷。     

基于22MnB5钢的铌钒微合金化热成形钢的研发

基于现有热成形零件冷弯性能不足、氢脆敏感性强等共性技术问题,在22MnB5钢的基础上采用Nb、V微合金化的设计思路,对试验钢的显微组织、淬透性和极限尖冷弯性能进行研究。结果表明:微合金化前后22MnB5热成形钢的显微组织均为全马氏体,但是微合金化后的试验钢组织更为细小;Nb-V微合金化能有效提高22MnB5热成形钢的淬透性,其淬硬层深度达到13～14 mm,并且试验钢的极限尖冷弯角达到58°～72°,进一步拓宽了热冲压成形的工艺窗口。综合分析试验钢微观组织、淬透性能及极限尖冷弯性能的检测结果,添加0.04%Nb和0.04%V实现复合微合金化,提升材料的综合强塑性,满足了高冷弯性能汽车零部件用材需求。     

氮-甲醇保护气氛对45CrNiMoVA高强钢氢致断裂的影响

采用化学成分分析、断口形貌分析、显微组织分析、力学性能测试等方法对断裂后的45CrNiMoVA钢制高强扭杆进行了分析,并开展了氮-甲醇保护气氛下零件表面氢含量的测定,探讨了氢致缺陷对高强钢零件扭转疲劳的影响机理,提出了防止渗氢的预防措施,并进行了试验验证。结果表明,在氮-甲醇保护气氛下进行高强钢加热可导致氢的侵入,产生氢脆现象,影响高强钢零件扭转疲劳寿命。将氮-甲醇可控气氛更改为氮气保护,配合花键部位人工涂刷防脱碳涂料可有效防止表面氧化脱碳。采用改进工艺,高强钢扭杆未发生断裂现象。     

回火温度对高性能耐火钢组织和性能的影响

利用光学显微镜、透射电镜、力学性能测试等方法,研究了回火温度对某高性能耐火钢组织和性能的影响。研究表明,回火后试验钢均表现出良好的高温性能和强韧性匹配,650 ℃回火时试验钢的耐火性能和低温冲击性能达到最优。回火前后试验钢的组织以多边形F+板条/粒状B为主,含有少量M/A岛,且有较多近似球形或椭圆形碳化物或复合碳氮化物析出。随着回火温度的升高,组织稍有粗化,部分板条B合并变成胞状结构,M/A岛数量及形态变化不大,但有效尺寸略有减小,600 ℃回火后析出相增加,650 ℃和680 ℃回火后有大量尺寸在50 nm以下的第二相质点析出,进一步确保了试验钢的耐火性能和低温冲击性能。     

终轧温度及退火温度对5052铝合金板材组织及性能的影响

采用拉伸和硬度测试、显微组织及拉伸断口观察等方法研究了终轧温度及退火温度对5052铝合金板材组织及性能的影响。结果表明,未经退火时,板材表层已经发生再结晶,而中心层组织仅发生回复过程。退火处理后,随退火温度的升高,合金板材的强度、硬度下降,而伸长率增加。5052铝合金终轧温度不低于330 ℃时,可在后续的冷加工获得较为均匀的组织,经400~500 ℃退火可获得综合性能较为优异(R_m≥175 MPa、R_p0.2≥65 MPa和A≥32%)的5052-O态合金板材。     

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。     

预处理温度对Cr-Ni-Co-Mo马氏体时效不锈钢强度的影响

研究了预处理温度对Cr-Ni-Co-Mo马氏体时效不锈钢强度的影响,其内容包括预处理温度对原始锻态粗晶遗传及自发再结晶的影响,以及对最终热处理后残留+逆转变奥氏体量和力学性能的影响。结果表明:900 ℃以下预处理遗传锻态粗晶,即通过α′→γ切变机制形成高缺陷密度的奥氏体。预处理温度升高,最终750 ℃固溶、－73 ℃冷处理后的残留奥氏体量,以及500 ℃时效的残留+逆转变奥氏体量减少,因此最终的抗拉和屈服强度升高。预处理温度提高到800 ℃以上,则不再影响最终热处理后的残留+逆转变奥氏体量,因此抗拉和屈服强度趋于稳定。900 ℃以上预处理遗传的锻态粗晶自发再结晶使晶粒细化,降低形成的奥氏体内的缺陷密度,降低750 ℃固溶处理后奥氏体内累积的缺陷密度,最终的时效强化效应下降,导致晶粒细化并不能提高最终的强度。