26CrMo4钢的热处理工艺

通过Gleeble-1500热模拟试验机测量了26CrMo4钢的相变温度,然后对其进行910 ℃水淬和400~740 ℃回火处理,并用光学显微镜、拉伸试验、硬度试验和冲击试验研究了热轧态和淬火、回火后的显微组织和力学性能。结果表明:26CrMo4钢具有优良的淬透性,910 ℃水淬可得到原奥氏体晶粒细小均匀的马氏体组织。26CrMo4钢的强度和硬度随着回火温度的提高而降低,回火温度在400~600 ℃、600~640 ℃和640~730 ℃之间时,抗拉强度随回火温度升高而下降的速率分别为1.685、1.500和2.822 MPa/℃。26CrMo4钢的冲击性能随着回火温度的升高而提高,700 ℃回火时0 ℃冲击吸收能量达到227 J,但继续提高回火温度至730 ℃时0 ℃冲击吸收能量基本保持不变。26CrMo4钢640 ℃和700 ℃回火后均具有较好的低温冲击性能,-70 ℃冲击吸收能量仍分别可达81 J和110 J。     

淬火温度对30Cr2Ni4MoV钢组织和性能的影响

为了解淬火温度对30Cr2Ni4MoV钢显微组织和力学性能的影响,对尺寸为φ100 mm×200 mm的试棒分别从780℃、820℃和860℃油淬随后640℃回火,检测了钢的显微组织和力学性能。结果表明:①不同温度淬火随后回火的30Cr2Ni4MoV钢的组织均为回火索氏体和残留奥氏体;②较低温度淬火、640℃回火的钢,马氏体呈条带状;③随着淬火温度的提高,钢的组织逐渐均匀化,由条带状转变成等轴状,其硬度和强度增加,冲击吸收能量下降。此外,扫描电镜检验表明,经调质处理的30Cr2Ni4MoV钢冲击试样断口有大量的韧窝,也有细小撕裂棱,基本为韧性断裂。     

回火温度对37CrMnMo钢冲击性能的影响

通过冲击、拉伸试验、光学显微镜和扫描电镜,研究了钻杆接头用37CrMnMo钢在不同回火温度下的显微组织形貌及强度和冲击性能的影响的变化规律。结果表明,37CrMnMo钢经水淬后于500～640 ℃回火后得到回火索氏体,随回火温度的上升其抗拉强度与屈服强度由平缓降低变为陡降趋势。500 ℃的回火组织中碳化物呈现层片状分布,冲击吸收能量为30.94 J;600 ℃回火后碳化物呈均匀弥散分布,冲击吸收能量为117.49 J;经过640 ℃回火后,显微组织中碳化物粗化,直接导致冲击吸收能量下降。故37CrMnMo钢试样在870 ℃淬火后于不同温度回火,碳化物的形貌对其强韧性起着关键作用。     

热处理工艺对新型低温油井管用钢组织和性能的影响

借助光学显微镜、扫描电镜、拉伸试验机等研究了热处理工艺对自主设计的新型高强、高韧、无Ni低温油井管用钢(简称IMR-LS10钢)组织和性能的影响。结果表明:在800~880℃淬火时,随着淬火温度的升高,IMR-LS10钢的平均晶粒尺寸先增大后减小,经650℃回火后的抗拉强度逐渐增大,-45℃低温冲击吸收能量先增大再减小,840℃淬火时达到峰值38.6 J;在880~1000℃淬火时,随着淬火温度的增加,IMR-LS10钢的晶粒尺寸逐渐增大,经650℃回火后的抗拉强度先减小再增大,低温冲击吸收能量逐渐增大;经880℃淬火+200~750℃回火后IMR-LS10钢抗拉强度逐渐降低;回火温度低于500℃时,IMR-LS10钢的低温冲击吸收能量缓慢增加,当回火温度达到550℃时,低温冲击吸收能量达到峰值32.98 J,随后,低温冲击吸收能量出现降低趋势,并在650℃时出现最小值;IMR-LS10钢的最佳调质热处理工艺方案为880℃淬火+550℃回火。     

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。     

NM500耐磨钢的QLT热处理工艺

对NM500耐磨钢进行940℃淬火+两相区淬火+回火(QLT)热处理，研究了两相区淬火温度(820～880℃)和回火温度(200～600℃)对试验钢显微组织和力学性能的影响。结果表明，在两相区淬火温度从820℃升至880℃的过程中，试验钢为马氏体和铁素体双相组织，且铁素体含量逐渐降低，马氏体含量增多，试验钢的强度和硬度提高，-40℃冲击吸收能量从67 J降低至33 J。在870℃两相区淬火，200～600℃范围内回火时，随回火温度的升高，板条马氏体和残留奥氏体逐渐分解，碳化物形态和分布发生变化；试验钢抗拉强度和硬度逐渐降低，低温冲击性能先降低后升高，试验钢达到良好强韧性匹配的回火温度区间为200～250℃。     

在线淬火型微合金高强钢的回火组织与性能

对在线淬火型微合金高强结构钢在400~600 ℃范围内进行回火40 min处理,以研究不同回火温度对试验钢显微组织和力学性能的影响。通过光学显微镜、扫描电镜等进行组织观察分析,同时测量试验钢回火后的强度、硬度及-40 ℃冲击吸收能量等进行力学性能分析。试验结果表明:随着回火温度的升高,试验钢强度及硬度整体呈下降趋势,冲击性能整体上升,并在450~500 ℃出现回火脆性区。同时随着回火温度升高,试验钢组织中马氏体逐渐宽化减少,铁素体含量增多。450 ℃回火时,试验钢的组织为回火托氏体,此时其屈服强度和硬度分别为840 MPa和304 HV3,断后伸长率为14.4%,-40 ℃冲击吸收能量为129 J,达到良好综合力学性能。     

800 MPa级在线淬火水电钢的回火处理

对800 MPa级在线淬火(DQ)水电钢回火工艺进行试验研究,分析了3种不同回火温度对试验钢组织和性能的影响。结果表明,控轧后770~820 ℃快速水冷淬火后,在620~680 ℃之间回火,随着回火温度的升高,钢的屈服强度、抗拉强度下降,伸长率和冲击吸收能量提高。650 ℃回火处理可使试验钢达到最佳的强度和韧性匹配。试验钢在620~680 ℃回火后的组织为回火贝氏体,随回火温度的升高,组织中的碳化物逐渐长大并呈现粒状分布,贝氏体组织呈现多边形化特征。     

27CrMoTi钢热处理工艺及性能

采用DIL805A热膨胀仪对石油井下工具用27CrMoTi钢进行了连续冷却转变试验,结合组织观察和硬度,获得了钢的CCT曲线。研究了不同淬火、回火温度对该钢力学性能的影响。结果表明,在500~640 ℃回火温度范围内,随回火温度升高,强度呈不断下降趋势,冲击性能有所提高。根据实际应用要求,该钢合适的热处理工艺为870 ℃淬火+640 ℃回火。     

调质工艺对Cr-Ni-Mo-V超高强韧钢组织和力学性能的影响

利用扫描电镜、金相显微镜、冲击试验机结合维氏硬度计研究了780、830和880℃淬火+500～580℃高温回火处理对Cr-Ni-Mo-V超高强韧钢显微组织和力学性能的影响。结果表明,随回火温度的升高,尺寸较大碳化物会发生溶解转变,合金碳化物由基体中不断弥散析出。硬度和冲击性能均随回火温度升高呈现先增大后降低的趋势,与碳化物弥散析出形貌和残留奥氏体分解转变有关;3种温度淬火试验钢均在540℃回火时出现二次硬化峰值,最高值分别为488、517、532 HV20,在540～560℃回火出现最大冲击吸收能量,分别为49.7、58.5、51.0 J。为充分保证钢的强韧性,最佳热处理工艺为830℃亚温临界淬火+560℃回火。     

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。     

淬火温度对高铁车轴用钢组织及性能的影响

利用扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)研究了淬火温度对高铁车轴用钢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,抗拉强度和规定塑性延伸强度先快速增大后缓慢减小,塑性变化不明显,冲击吸收能量持续下降,同时试验钢原始奥氏体晶粒长大,马氏体板条束(Packet)长大,淬火温度升高到900℃后晶粒迅速粗化,后续回火碳化物有所细化。在淬火温度为850℃时(675℃回火)试验钢具有最佳的综合性能:抗拉强度为796 MPa,规定塑性延伸强度为677 MPa,伸长率为24.5%, 25℃和-40℃的冲击吸收能量(A_(KU2)/sub,5 mm缺口)分别为82 J和72 J。     

回火温度对PRO500超高强钢的组织与冲击断裂行为的影响

采用显微硬度仪、摆锤冲击试验和扫描电镜等研究了PRO500超高强钢经200℃～600℃回火处理后的显微组织和力学性能,并利用图像分析软件定量分析了其冲击断口特征。结果表明:从200℃开始板条马氏体随回火温度升高逐渐分解、合并变宽,在250℃时出现第一类回火脆性;从250℃开始随回火温度的升高,实验钢的硬度降低、冲击吸收能量增加,379℃回火时实验钢的综合力学性能最佳,此时硬度和冲击吸收能量分别为398 HV和54.7 J;冲击断口纤维区面积和冲击吸收能量大小随回火温度的升高变化趋势相近,250℃回火时断口观测区韧窝面积占总面积百分比为20.4%,冲击吸收能量最低,为45 J,600℃时该比例升高至44.5%,最大韧窝直径为17.5μm,冲击吸收能量最大,为72.5 J。     

淬火温度对N63钢组织和力学性能的影响

采用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、透射电镜(TEM)和X射线衍射(XRD)等研究了淬火温度对N63钢组织及性能的影响。结果表明：当淬火温度低于1050℃时，N63钢中观察到M₂₃C₆型未溶相；随淬火温度升高，N63钢中未溶相逐渐溶解，晶粒有长大趋势；N63钢在900～1150℃范围内淬火时(淬火后还进行了深冷及回火处理),随着淬火温度的升高，其抗拉强度先升高后降低，在1000℃淬火时达到峰值，为1479 MPa,屈服强度整体上呈降低趋势，在950℃淬火时达到峰值，为1209 MPa,冲击吸收能量先升高后略有降低，在1100℃淬火时达到峰值，为148 J。N63钢在1100℃淬火及深冷和回火处理后，碳化物完全溶解且组织完全奥氏体化，具有最佳的强韧性匹配，其抗拉强度为1470 MPa、屈服强度为1136 MPa,冲击吸收能量为148 J。     

低碳高强钢热处理后的组织和力学性能

研究了低碳高强钢在不同淬火和回火温度下的显微组织和力学性能。结果表明,随淬火温度升高,强度呈现先升后降的趋势,冲击功先缓慢增长再急剧下降;随着回火温度升高,强度逐渐降低,冲击功逐渐增大。当淬火温度为900℃、回火温度为500℃时,回火屈氏体细小致密,碳化物均匀分布,钢的综合力学性能较好。     

两相区淬火+回火对建筑用钢组织与性能的影响

对建筑用低合金钢进行了直接淬火+回火、一次淬火+回火和二次淬火+回火热处理,研究了奥氏体化温度对试验钢拉伸性能、-20℃冲击性能和显微组织的影响规律,优化了试验钢的淬火+回火工艺,并分析两相区淬火+回火工艺的作用机理。结果表明,三种不同热处理工艺下,试验钢的抗拉强度、规定塑性延伸强度、屈强比和-20℃冲击吸收能量都随着奥氏体化温度的升高而呈现不断降低的趋势,采用一次淬火+回火或二次淬火+回火热处理可以显著降低试验钢的屈强比并提高冲击吸收能量,适宜的奥氏体化温度为900~1000℃;直接淬火+回火试样的显微组织为回火马氏体,一次淬火+回火和二次淬火+回火试样的显微组织都为回火马氏体+铁素体,同时在马氏体板条界面或者相界面处析出了尺寸不等的细小M_(23)C_6相。     

压裂泵阀箱用30CrNi2MoV钢回火工艺研究

采用OM观察、拉伸试验、冲击试验等方法,研究了不同温度回火对30CrNi2MoV钢显微组织及性能的影响规律。结果表明:540℃回火处理后,30CrNi2MoV钢试样组织为铁素体和片状渗碳体,630℃回火时组织为铁素体与颗粒状碳化物的混合组织。在540～630℃范围内,随着回火温度的升高,铁素体基体重新结晶,片状渗碳体逐渐发生粗化、扩散,最后呈颗粒状,均匀分布在基体中,30CrNi2MoV钢试样的抗拉强度和屈服强度逐渐降低,伸长率逐渐升高,冲击吸收能量先降低后升高。630℃回火后,30CrNi2MoV钢屈服强度满足压裂泵阀箱材料≥680 MPa的技术要求,且韧性最高,达到183 J/cm~2,可以更好地抵抗冲击应力,提高产品使用寿命。     

淬火工艺对含Ni中锰钢组织和性能的影响

通过扫描电镜观察、拉伸及低温冲击试验,研究了不同淬火工艺对含1%(质量分数)Ni的中锰钢组织和性能的影响。结果表明,随着淬火温度升高,试验钢的屈服强度和抗拉强度先增大后减小,随后再逐渐增大,低温冲击吸收能量具有相同变化趋势;中锰钢的最优调质工艺为900 ℃淬火后于600 ℃回火,其屈服强度、抗拉强度及伸长率分别能达到560 MPa、640 MPa及21.8%,-50 ℃ 冲击吸收能量达到270 J,获得了良好的综合力学性能。调质态试验钢在不同淬火温度下均获得了铁素体和回火马氏体组织,随着淬火温度升高,马氏体比例增加,晶粒尺寸逐渐减小。     

Q345钢热处理组织与性能研究

对Q345钢板进行热处理,研究了淬火温度和回火温度对Q345钢显微组织、室温拉伸和冲击性能的影响。结果表明,热轧态Q345钢板的组织为铁素体和珠光体,晶粒大小不一、形状不规则,同时还含有少量混晶组织;随着回火温度的升高,Q345钢的屈服强度、抗拉强度、断后伸长率和断面收缩率都呈先增加而后降低趋势;当900℃淬火+600℃回火时,Q345钢具有较好的综合力学性能。回火温度为200~680℃时,Q345钢的拉伸断口表现为韧性断裂特征;低温下回火(≤400℃),冲击断口表现为解理和准解理断裂特征,在600℃和680℃较高温度回火后,冲击断口为韧性断裂特征。     

回火温度对DQ工艺1000 MPa级高强钢组织及性能的影响

采用OM、SEM、TEM研究了1000 MPa级高强钢在直接淬火条件下550～670℃范围内回火后的组织和性能。结果表明,在550℃至610℃之间回火时,马氏体板条开始回复,碳化物析出,试验钢组织以回火马氏体为主;在640℃至670℃之间回火时,马氏体板条开始发生再结晶,碳化物逐渐长大,试验钢组织以回火索氏体为主。采用DQ-T工艺生产1000 MPa级高强钢的最佳回火温度区间为610～640℃,此时规定塑性延伸强度为1012～1053 MPa,抗拉强度为1045～1092 MPa,塑性冲击吸收能量为38～39 J,伸长率为17%～19%,断面收缩率为40%～42%,有较好的综合力学性能。