深冷处理对AHPT15M粉末高速钢回火转变的影响

对退火态AHP T15M粉末高速钢进行盐浴淬火处理,然后对退火态样品与淬火态样品进行深冷处理、回火处理和同步热磁分析,研究深冷处理对AHP T15M粉末高速钢回火转变的影响。结果表明,退火态粉末高速钢中的铁素体含量(体积分数)约为71.5%;淬火态钢中的马氏体含量(体积分数,下同)约为45.2%,在经过1、2、3次823 K/1 h连续回火处理后,马氏体含量分别约为68.5%、71.0%和71.3%;回火前增加143 K深冷处理工序,在深冷后和1、2、3次回火后,钢中马氏体含量分别约为59.8%、69.9%、70.9%和71.3%。深冷处理可提前残留奥氏体向马氏体的转变进程、抑制残留奥氏体中的碳化物析出,并促进马氏体中更大量(约2.3%)的微细碳化物析出,使钢的硬度提高52 HV0.1。     

冷轧工作辊用半高速钢的二次硬化效应

为开发冷轧工作辊用半高速钢,设计了新钢种的化学成分,研究了试验钢淬火后在回火过程中二次硬化效应及其影响因素,并初步探讨了试验钢的二次硬化机理.研究结果表明,新型半高速钢有显著的二次硬化效应,能满足冷轧工作辊的硬度要求;随Mo、V和Si等合金元素含量升高钢的二次硬度升高,随淬火温度升高钢的二次硬度出现两次峰值.二次硬化效应与残余奥氏体在回火过程中转变为马氏体和马氏体基体中析出细小弥散的Mo2C和VC有关.     

回火对超高强度马氏体钢力学性能的影响

马氏体钢是汽车用先进高强钢的重要品种,主要组织为马氏体,突出特点为合金含量低、强度高。随着强度的提高,马氏体钢组织逐步接近全马氏体,并且马氏体的含碳量也进一步增加,导致弯曲性能和韧性降低。以冷轧C-Si-Mn钢板为研究对象,研究了回火对淬火态超高强度马氏体钢板的弯曲性能和冲击韧性的影响,发现与淬火态相比,回火处理对试验用钢的弯曲性能和冲击韧性有明显改善,但回火温度过高会造成弯曲性能和冲击韧性的下降。     

淬火-配分马氏体钢的组织特征

淬火-配分(Quenching and Partitioning,简称QP)工艺是针对马氏体钢提出的热处理新工艺。利用QP工艺处理40Si2Ni2钢,并通过扫描电镜观察其微观组织特征。结果表明,与传统淬火+回火工艺得到的组织不同,QP组织为低碳(回火态)和高碳马氏体(淬火态)共存,其中高碳马氏体呈现为有规则几何形状、边界清晰、无析出物析出的块状组织,淬火温度(QT)对高碳马氏体(淬火态)量有影响。     

纳米粒子强化含铜双相钢的组织性能关系

 为进一步提高HSLA系列含铜钢的综合力学性能,利用多步骤热处理工艺(QLT工艺:淬火、临界区淬火及回火工艺)在超低碳Ni-Cr-Mo-V-Cu低合金钢中获得了优异的强度及低温韧性匹配(屈服强度895 MPa、抗拉强度950 MPa、-80 ℃冲击韧性188 J)。利用SEM、XRD及TEM等试验方法研究了试验钢在QLT工艺处理后,不同临界区淬火温度下(Ac1~Ac3温度范围内)的双相组织演化规律,阐明了不同临界区淬火温度下的QLT态试样的组织及性能关系。结果表明,QLT态试样的屈服强度与回火二次马氏体体积分数呈二次抛物线关系,抗拉强度与回火二次马氏体体积分数呈线性正相关关系;断裂伸长率则与临界区铁素体含量正相关。临界区淬火温度为720 ℃时的QLT态试样(QL₇₂₀T)表现出优异的强度及低温韧性匹配,其高强度来源于协同析出的纳米级MC(M为铌、钼、钒及钛的任意组合)和铜粒子所强化的回火二次马氏体。QL₇₂₀T态试样优异的低温韧性则由下列因素所致,主要呈片层状的回火二次马氏体及临界区铁素体的平行相间分布而导致的组织细化效应;大量异相界面所导致的脆性渗碳体或合金渗碳体的细化;强度差异较小的回火二次马氏体以及临界区铁素体。     

回火温度对不同自回火程度的中碳马氏体钢组织和拉伸性能的影响

为探究不同自回火程度的中碳马氏体钢在回火过程中的组织演化及其对材料力学性能的影响，采用水淬与油淬2种方式淬火，研究了2种自回火程度存在明显差异的马氏体组织在不同回火温度区间内的组织演化，并对比分析了2种淬火态及回火后板料的拉伸性能。结果表明：在淬火及低温回火过程中，马氏体组织内析出的ε-碳化物会明显改善材料的塑韧性。水淬马氏体组织中的ε-碳化物是在温度为200℃的回火过程中析出。油淬马氏体组织中的ε-碳化物则是在淬火过程中析出，而在低温回火过程中，淬火态组织中的亚稳ε-碳化物会发生分解。当回火温度为300和400℃时，2种淬火态组织的演化依次为残余奥氏体的分解以及渗碳体的形成，马氏体组织中的位错密度均逐渐降低。     

淬火方式对M42高速钢组织和性能的影响

采用不同淬火方式(沙冷,雾冷,油冷,水冷)处理M42高速钢,通过SEM、AFM、XRD及维氏硬度仪研究不同冷却速率(1~35℃/s)对该合金微观组织与硬度的影响。结果表明,随淬火冷却速率增大:冷却过程中碳化物析出减少,淬火态残余奥氏体量增加;回火马氏体尺寸从150~200 nm减少到30~60 nm,马氏体晶界上二次碳化物析出量增多且尺寸减小;淬火态合金硬度从835 HV降低至788 HV,回火时二次硬化效果更加明显,回火态合金硬度从945 HV升高至1 002 HV,红硬性硬度从856 HV升高至924 HV。     

粉末冶金高速钢AHPT15M中碳化物的变化规律研究

为了了解粉末高速钢中碳化物的组成及变化规律,以AHPT15M(S390)为研究对象,采用物理化学相分析法,分析了退火态、淬火态及回火态中碳化物的含量、种类及尺寸的变化规律。结果表明,退火、淬火、回火态中碳化物的总质量分数分别为28.08%、18.40%和24.84%。     

热处理工艺对NM450耐磨钢组织与性能的影响

对控轧控冷工艺生产的16 mm厚度规格NM450耐磨钢板进行930℃+保温20 min淬火、200℃+保温25 min回火处理,并对热轧态、淬火态及回火态的钢板取样进行组织性能分析。结果表明,热轧后钢板组织为铁素体+珠光体以及少量贝氏体,淬火组织为马氏体+残余奥氏体以及少量贝氏体,回火组织为马氏体+残余奥氏体+针状贝氏体。试验钢淬火+回火处理后Rm1 378 MPa,A5021.5%,-20℃夏比冲击功61 J,表面布氏硬度443 HBW,具有良好的综合力学性能。     

冷处理对超级马氏体不锈钢组织及逆变奥氏体的影响

为研究冷处理对超级马氏体不锈钢的组织性能及逆变奥氏体的影响,通过淬火+回火(A钢)、淬火+冷处理+回火(B钢)以及淬火+深冷处理+回火(C钢)3种工艺进行对比研究。结果表明:实验钢中基体组织为回火马氏体,随回火温度的升高,马氏体板条变细。在相同回火温度下,A钢马氏体板条尺寸较大,B钢次之,C钢尺寸较小、且更平直。实验钢中逆变奥氏体含量随回火温度的升高先增加随后降低,在650℃时达到最大,整个过程中C钢逆变奥氏体含量高于B钢和A钢。实验钢的硬度随回火温度的升高而降低,在650℃时达到最小,随后增大。相同回火温度下,C钢硬度高于B钢,B钢高于A钢。A钢中逆变奥氏体多为块状,尺寸较大,分布较少;B钢次之;C钢中逆变奥氏体多为条状,尺寸较小,且分布均匀。     

化学成分对耐磨铸钢组织与性能的影响

为了克服高锰钢作为履带板材料具有的耐磨性能较差、力学性能较低的缺点,设计了能够作为高锰钢替代材料的一种新型双相(马氏体+贝氏体)耐磨铸钢.研究结果表明:试验钢在淬火回火态下为马氏体+贝氏体双相组织,另外还残存着极少量的残余奥氏体组织.含碳量的增加使试验钢的冲击韧性和延伸率趋向降低.随着铬含量的升高,冲击韧性在淬火回火态下升高.含质量分数为0.30%C,0.6%Cr合金的综合力学性能最优,组织为马氏体+贝氏体双相组织.经由400 h磨损试验后,在干态磨损条件下,其耐磨性能比高锰钢提高了56%,而在有腐蚀介质的湿态磨损条件下,耐磨性能比高锰钢提高了22.5%.     

摩托车零件用GL—90粉末冶金钢的研制与应用

测定了高强度可热处理粉末冶金钢GL-90的力学性能、显微组织与密度、回火温度的关系。密度大于6.90g/cm~3的粉末冶金钢在可控气氛下淬火、低温回火后,组织为细束板条马氏体,具有最佳的综合力学性能。其性能与日本高强度热处理粉末冶金钢H-90相仿,抗拉强度达890 MPa,耐磨性能优于45~#钢。已成功地用GL-90粉末冶金钢制成全城摩托车传动轴内、外套异形齿轮。     

冷处理对16Cr14Co12Mo5轴承钢组织和性能的影响

 通过对16Cr14Co12Mo5 轴承钢经冷处理后的组织和性能进行研究,发现与淬火态相比,试验钢经两次冷处理和高温回火后,表面硬度达到50.7HRC,抗拉强度Rm达到1820MPa,屈服强度Rp0.2达到1410MPa,冲击功为75.0J,试验钢的强度和硬度得到了显著提高。经XRD检测,经过两次冷处理后残余奥氏体体积分数由26.0%下降到3.1%。研究表明,经过2次冷处理并配合高温回火后,钢中残余奥氏体88.1%转变为马氏体,残余奥氏体含量明显降低,组织变得稳定,并且在回火过程中伴随有一定量微细第二相的析出。     

淬火温度对添加B_4C的ASP30粉末冶金高速钢组织及力学性能的影响

采用粉末冶金方法制备添加B_4C的全致密ASP30高速钢,样品在1 040℃到1 200℃范围内淬火,并且经过560℃三次回火,研究淬火温度对其力学性能及显微组织的影响。采用扫描电子显微镜、洛氏硬度计和材料力学性能测试机研究高速钢的组织和力学性能。结果表明:添加质量分数为0.025%B_4C的ASP30粉末冶金高速钢在1 160℃下烧结2 h后会形成月牙形液相碳化物,从而获得全致密的烧结组织。随淬火温度升高,显微组织中碳化物的数量明显减少,基体中合金元素固溶含量提高,基体晶粒长大,断口形貌呈准解理断裂但断口平整度下降。随淬火温度升高,钢的硬度提高,最高值达到69 HRC。抗弯强度、断裂韧性均下降,抗弯强度最高值达4 357MPa,断裂韧性最高值为48.6 MPa/m1/2。冲击韧性先升高后下降,在1 080℃最高为18.85 J/cm2。     

热处理工艺对18%Cr马氏体不锈钢组织与力学性能的影响

以羰基Fe粉以及Cr_3C_2,VC,Mo_2C等碳化物粉末为原料,制备Cr含量(质量分数,下同)为18%的粉末冶金马氏体不锈钢。将不锈钢分别在1 050℃和1 150℃下淬火,然后于200~590℃下进行回火处理,研究热处理工艺对不锈钢组织与力学性能的影响。结果表明:粉末冶金18%Cr马氏体不锈钢的基体中存在M_7C_3型以及MC型碳化物,随回火温度升高,碳化物数量增多并且碳化物形态由原来的部分连续状向孤立、块状转变。1 150℃温度下淬火的不锈钢,其硬度较高,HRC最高达63.9,在较低温度下(200℃)回火时,抗弯强度为2 002 MPa,而在530℃温度下回火后,抗弯强度大幅升高至3 093 MPa。1 150℃淬火的不锈钢,其冲击韧性较低,随回火温度升高而升高。热处理后的不锈钢断裂形式均为准解理断裂。     

冷轧中间辊用半高速钢16Cr5D 的组织和性能

试验研究了20kg中频感应炉冶炼的半高速钢16Cr5D(%:0.50～0.56C,0.36~0.39Mn,0.95~ 1.03Si,5.34～5.68Cr,0.31~0.41Ni,1.00～1.04Mo,0.29～0.30V)的铸态组织以及880～1060℃淬火、200～750 ℃回火后的锻态组织和机械性能。试验结果表明,该钢最佳淬火温度为970～1000℃,在500 ℃回火有明显 的二次硬化,淬回火后具有良好的综合机械性能,是优良的冷轧中间辊材质     

预处理组织对低碳钢IQ&P工艺下组织及性能影响

采用γ单相区和γ+α双相区轧制并淬火工艺以及双相区再加热-淬火-碳配分(IQ&P)工艺,研究预处理组织对低碳钢室温状态多相组织特征及力学性能的影响规律.实验用低碳钢经两种工艺轧制并淬火处理,获得马氏体和马氏体+铁素体的预处理组织,再经双相区IQ&P工艺处理后均获得多相组织.马氏体预处理钢的室温组织由板条状亚温铁素体、块状回火马氏体以及一定比例的针状未回火马氏体和8.2%的针状残余奥氏体组成;马氏体+铁素体预处理钢由板条状亚温铁素体、块状和针状未回火马氏体以及14.3%的短针状或块状残余奥氏体组成.在相同的双相区IQ&P工艺参数下,预处理组织为马氏体的钢抗拉强度为770 MPa,伸长率为28%,其强塑积为21560 MPa·%;而预处理组织为马氏体+铁素体的钢抗拉强度为834 MPa,伸长率增大到36.2%,强塑积达到30190 MPa·%,获得强度与塑性的优良结合.      

喷射成形取代粉末冶金生产超高合金高速钢的可行性研究

利用喷射成形工艺和粉末冶金工艺比较相近的特点,通过锻造+退火+淬火回火处理,对喷射成形超高合金高速钢(BSF-HSS)与成分相同的粉末高速钢(DEX40)的使用性能进行了对比,前者性能达到甚至超过了后者性能,表明喷射成形工艺取代粉末冶金工艺制备超高合金高速钢具有可行性.     

淬火温度对M4粉末高速钢组织和性能的影响

为了研究淬火温度对M4粉末高速钢组织和性能的影响, 利用光学显微镜观察高速钢试样的金相组织, 对淬火组织的晶粒度进行评级, 并对回火组织中碳化物的组成和分布进行统计; 采用洛氏硬度计和材料万能试验机测试试样的硬度和抗弯强度。结果表明: 随淬火温度的升高, M4粉末高速钢淬火后硬度先上升后下降, 在1200 ℃时出现最大值HRC62.9;淬火态试样的晶粒度随淬火温度的升高而降低。经三次回火后M4粉末高速钢硬度值较淬火态均有提高, 且随淬火温度的升高, 先增高后下降, 在淬火温度为1190 ℃时达到最大值HRC66.4。随淬火温度的升高, 回火态试样的抗弯强度逐渐下降, 碳化物聚集长大倾向明显, 尺寸均匀性下降。M4粉末高速钢的最优淬火温度区间为1180~1190 ℃。     

W9高速钢机用锯条两次回火工艺研究

根据回火参数公式并通过实验制定了W9Mo3Cr4V高速钢机用锯条高高温两次(HH)和高低温两次(HL)回火工艺。分析了不同回火工艺对W9高速钢组织性能和锯条切削寿命的影响。指出提高回火温度使残余奥氏体转变形成的那部分马氏体的碳含量降低,从而使钢的韧性提高,锯条寿命提高。结果表明,高高温两次回火节能显著,操作简便,值得推广应用。