热处理对马氏体不锈钢显微组织和性能影响

借助强度和硬度测量手段以及显微组织观察及EDS能谱分析,研究了奥氏体化温度和时间、回火温度对一种实验室冶炼的马氏体不锈钢的微观组织和力学性能的影响。实验结果表明:奥氏体化温度可以显著影响材料的力学性能,当奥氏体化工艺为1050℃-60 min时,材料的硬度最大(49 HRC),抗拉强度最高(1800 MPa)。在回火温度为400~500℃的范围内,回火温度的升高导致了M_7C_3相的沉淀和二次硬化,使材料的硬度和抗拉强度轻微升高;当回火温度进一步升高至700℃时,M_7C_3碳化物发生粗化并部分地转变为M_(23)C_6碳化物,材料的硬度和抗拉强度明显降低。试样在200℃和700℃回火后的拉伸断口表现出混合断裂机理(脆性和韧性),而在500℃表现为韧性特征。该材料最佳的热处理工艺为1050℃-60 min奥氏体化处理+500℃-60min回火处理。     

回火温度对16Mn钢含钛焊缝组织及性能的影响

对16Mn钢含钛焊缝进行了不同温度的回火处理并进行了组织检验、硬度和冲击试验。结果表明,焊缝组织为贝氏体+弥散碳化物+少量残留奥氏体;经回火处理后,焊缝表面硬度下降且随回火温度升高,硬度增加,同时回复作用增强,小角度晶界逐渐消失,贝氏体板条合并粗化。在400℃下经2 h保温后,TiC弥散析出,焊缝金属的韧性最好;经600℃回火处理后,焊缝区碳化物TiC大量析出,且下贝氏体组织明显粗化,韧性下降。     

奥氏体化温度对离心铸造高速钢耐磨性能影响

在960~1080℃区间4个奥氏体化温度段对离心铸造高碳高速钢进行淬、回火,测试其磨损性能。结果表明:1000℃奥氏体化热处理的试样,磨损13 h后体积损失量最低,仅为960℃奥氏体化处理后的43%。通过光学显微镜(OM)、SEM及XRD对试样组织形貌和结构分析表明:铸造组织为针状马氏体、残留奥氏体、共晶碳化物,晶界碳化物偏析随奥氏体化温度升高有先减后增趋势。1000℃奥氏体化淬、回火后晶粒内球状、短棒状MC型碳化物分布最为均匀。     

回火温度对工程机械用超高强钢组织及回火脆性的影响

通过SEM、TEM、-20 ℃夏比V型冲击试验等分析手段研究了回火温度对工程机械用超高强钢微观组织及回火脆性的影响,并结合断口特征及微观组织分析裂纹扩展路径。结果表明,试验钢在200~500 ℃回火时,随着回火温度的升高,马氏体分解后形成的碳化物的析出位置从马氏体板条内逐步过渡到原始奥氏体晶界和马氏体板条界,其形状由针状变为粒状,并不断粗化。回火温度为200 ℃和500 ℃时,冲击试样断口的不稳定断裂区为韧性断裂。300 ℃回火时,出现了回火脆性,其冲击试样断口的不稳定断裂区为准解理断裂,裂纹扩展路径相对平直。微观组织分析发现,在原始奥氏体晶界及马氏体板条界析出大量的针状碳化物,这些碳化物提供了裂纹形核位置,促进了裂纹扩展,导致了回火脆性的产生。     

热处理工艺对7Cr17MoV马氏体不锈钢组织性能的影响

采用金相显微镜、扫描电镜、洛氏硬度计、冲击试验,观察和分析了7Cr17MoV马氏体不锈钢在990~1110℃淬火+180~220℃回火的组织和性能变化。结果表明:淬火组织为残留奥氏体和碳化物分布于马氏体基体上。随淬火温度的升高,残留奥氏体含量和马氏体过饱和度增加,针状马氏体组织变粗,1080℃淬火硬度升高到最大值62.5HRC。冲击试验结果表明:随回火温度逐渐升高,试样硬度有部分下降,但韧性显著提高,200~220℃时韧性最佳,达到19 J/cm~2。综合硬度和韧性考虑,最佳热处理工艺为1080℃淬火+200~220℃回火。盐雾试验表明:1080℃淬火+200℃回火后腐蚀率小于4%,符合使用要求。     

回火温度对柔性齿轮钢40CrNiMo组织及力学性能的影响

通过预处理(固溶处理)、等温淬火以及不同温度回火等处理方法,利用光学显微镜、扫描电镜、洛氏硬度计、拉伸试验机、冲击试验机等设备研究了奥氏体化温度对40CrNiMo钢奥氏体晶粒长大速度以及硬度的影响,探索了回火温度对贝氏体/马氏体多相钢微观组织和力学性能的影响。结果显示,预处理期间,奥氏体晶粒随奥氏体化温度的升高首先缓慢增长然后快速长大,然而硬度保持在56 HRC左右。250~500 ℃回火时,大量细小的碳化物析出,微观组织仍然保持原来的板条状,试验钢的强度、硬度降低,塑韧性呈现先降低后升高的趋势;400 ℃回火试样伸长率最低,冲击吸收能量最小,表明400 ℃回火时出现回火脆性;回火温度升高到600 ℃,基体组织发生再结晶,转变为回火索氏体,此时强、硬度最低,冲击吸收能量高达147 J。     

热处理对耐磨合金铸铁组织和性能的影响

研究了奥氏体化温度及时间、回火温度及时间等热处理工艺参数对耐磨合金铸铁组织和性能的影响。结果表明,880℃保温40 min后油淬,200℃保温50 min回火后,合金的组织为回火马氏体、莱氏体和一些块状碳化物,洛氏硬度大于53 HRC,且冲击韧度和耐磨性能良好。     

热处理对稀土5Cr钢组织及析出相的影响

以稀土5Cr钢为对象,研究了热处理工艺(870、900、930 ℃保温50 min水淬,670、690、710 ℃保温90 min回火)对其组织及第二相析出行为的影响。结果表明,试验钢经870 ℃淬火后,组织未完全奥氏体化;随着淬火温度的升高,试验钢完全奥氏体化,原始奥氏体平均晶粒尺寸从900 ℃的13.49 μm增大到930 ℃的15.01 μm,且组织均匀性明显下降。合适的淬火温度为900 ℃。在670~710 ℃回火后,组织分布为回火屈氏体、回火屈氏体+回火索氏体、回火索氏体。回火后第二相为分布在基体上的Cr₇C₃碳化物及在界面聚集的Cr₂₃C₆碳化物。随着回火温度的升高,Cr₂₃C₆碳化物比例逐渐增加。为避免回火过程中M₂₃C₆型碳化物的聚集和粗化,合适的回火温度为690 ℃。     

高碳高铬铸铁淬回火工艺对组织及硬度的影响

利用金相显微镜、洛氏硬度计等方法,研究了淬回火工艺对3.4wt%C高碳高铬铸铁组织及硬度的影响。结果表明:随淬火温度在960~1100℃逐步升高,基体由铸态的奥氏体转变为马氏体及残余奥氏体,一次碳化物及共晶碳化物未发生转变,二次碳化物逐渐减少,残余奥氏体逐渐增多;硬度先升高后降低,在淬火温度为1050℃时,硬度达到最高值64 HRC。随回火温度在450~650℃升高,基体组织由回火马氏体逐渐转变为回火索氏体,二次碳化物增多粗化,硬度逐步降低;最佳热处理工艺为1050℃/1 h空淬+510℃/1 h空冷回火,试样综合性能较好。     

回火工艺对高镍铬钼铸铁合金组织及硬度的影响

对高镍铬钼铸铁合金进行了回火处理实验,研究了回火温度和保温时间对合金显微组织及硬度的影响规律。结果表明,随着回火温度的升高,组织中的碳化物形成网状结构,二次碳化物弥散析出,残余奥氏体减少,下贝氏体转变充分,提高了合金的硬度和硬度均匀性;随着回火温度继续升高,碳化物粗化、二次碳化物减少以及贝氏体粗化又导致了合金硬度的下降;随着一次和二次回火保温时间的增加,碳化物变得更加连续,二次碳化物颗粒弥散分布,提高了合金硬度和硬度均匀性,但是随着保温时间延长,碳化物和贝氏体都变得粗化,导致了合金硬度又下降。     

回火温度对无碳化物贝氏体钢组织和性能的影响

研究了无碳化物高强度贝氏体钢正火后回火温度对其组织和性能的影响。结果表明,经920℃奥氏体化加热空冷及200～350℃回火,实验钢具有良好的强韧性。该温度范围回火获得的抗拉强度为1 370～1 472 MPa,断后伸长率为15%～16%,断面收缩率为47%～62%,冲击功AKV为76～86 J;组织主要为板条状贝氏体铁素体和残余奥氏体,即无碳化物贝氏体组织。550℃回火冲击值最低,出现贝氏体回火脆性,断口特征为沿晶脆性断裂。     

冷轧辊用MC5锻钢的碳化物超细化工艺

对轧辊用MC5钢试样采用高温固溶+高温回火以及高温固溶+低温奥氏体循环+高温回火两种不同热处理工艺处理后的显微组织及碳化物进行了观察,研究了高温固溶温度、奥氏体化温度以及奥氏体循环次数对MC5钢组织及碳化物转变的影响,研究结果表明,MC5钢试样采用1050℃×1 h高温固溶+840℃×0.5 h循环奥氏体化3次+740℃×6 h高温回火工艺处理后可获得最佳的碳化物细化及组织均匀化效果,碳化物平均尺寸可控制在0~0.5μm之间,且85%的碳化物尺寸在0~0.3μm之间。     

奥氏体化温度对3Cr3Mo2NiVNb钢组织和力学性能的影响

利用SEM、TEM和高温共聚焦显微镜技术,研究了3Cr3Mo2NiVNb二次硬化钢不同奥氏体化温度下淬火的显微组织和力学性能。结果表明,在900～1000℃奥氏体化时,淬火组织中存在未溶碳化物,导致硬度偏低。在1000～1050℃,大部分碳化物溶解,晶粒长大,韧性缓慢下降,这说明MC型碳化物仍能有效抑制奥氏体晶粒的长大。在1050～1100℃,奥氏体晶粒迅速长大,韧性急剧减小,说明MC型碳化物已不能有效抑制晶粒的长大。随淬火温度升高,钢的淬火硬度增大,但淬火态与回火态硬度差值减小。     

热处理工艺对衬板用低碳高合金钢组织和性能的影响

研究了经不同介质和不同温度淬火并于250℃回火后衬板用低碳高合金钢的组织和性能。结果表明,淬火和回火后钢的组织为板条马氏体、少量残留奥氏体及碳化物,具有较高的强韧性。该钢获得良好的韧性与硬度配合的热处理工艺为1020℃油淬、250℃回火。     

13Cr-4Ni型铸钢的回火脆化现象

本文研究了13Cr-4Ni型马氏体不锈钢中因回火脆化而导致的韧性下降的机理。韧性的变化、脆断的模式以及残留奥氏体的份额均被作为回火温度和550～450℃范围中的随后等温处理的函数而进行了考察。在较低的温度下回火和在较高的温度下进行随后等温处理之后,FATT的提高和晶间断裂在份额上的增加,被认为是回火脆化现象。业已发现,脆化及晶间断裂,与沿原始奥氏体晶界上的碳化物沉淀有关。脆化的程度,实质上与原始奥氏体晶界上的磷的偏析无关。晶间碳化物的沉淀,源自回火期间逆变奥氏体中碳的溶解度降低。随着回火温度的升高,该钢种的回火脆化敏感性受到了抑制。     

锯片基材75Cr1钢的热处理工艺及其组织性能

研究了锯片基材75Cr1钢不同热处理工艺下的组织、晶粒度、碳化物分布以及力学性能。结果表明:780~840 ℃之间淬火,组织为细小的针片马氏体+少量残留奥氏体。随淬火温度升高,硬度略有升高,但均在63 HRC水平附近,晶粒度由10级降至8级,晶粒不均匀程度也更加明显;随回火温度升高,组织由回火屈氏体转变为回火索氏体,细小的颗粒状碳化物增多。800 ℃淬火+540 ℃回火,75Cr1钢组织为回火索氏体,细小碳化物弥散分布,硬度36.5 HRC,具有良好的强度和塑韧性匹配。     

激光增材制造H13钢及回火处理的组织和性能

利用激光增材制造技术成功制备了H13钢,并研究了回火处理对其显微组织和性能的影响。通过光学显微镜、SEM以及XRD衍射仪对各试样进行分析。结果表明,激光增材制造H13钢显微组织主要为马氏体、残余奥氏体以及细小碳化物,回火处理使得马氏体向回火马氏体转变,同时有细小合金碳化物析出。当回火温度超过550℃时,碳化物开始粗化。随回火温度升高,显微硬度呈先升后降的趋势。550℃回火后,试样硬度达到峰值600 HV_(0.3)。摩擦磨损测试结果表明,不同处理状态下各试样主要以粘着磨损为主,同时包含轻微氧化磨损。与沉积态试样相比,550℃回火后,试样耐磨性提高了2倍;650℃回火2 h后,由于基体软化,试样的耐磨性能最差。拉伸测试表明,当回火温度低于550℃时,断口主要以解理断裂为主,550℃回火时抗拉强度最大,为1 928.2 MPa,延伸率为6.4%;当回火温度升高到600~650℃时,断口呈现出韧性断裂,抗拉强度降低,延伸率增大。     

热处理工艺对新型贝氏体钎具钢组织和力学性能的影响

采用金相组织观察和力学性能测定,研究了热处理对新型贝氏体钎具钢组织与力学性能的影响.结果表明,奥氏体化经不同冷却介质冷却后,新型贝氏体钎具钢具有较高的强韧性配合及淬透性,经900 ℃奥氏体化空冷300 ℃回火后材料具有最佳的强韧性配合;500 ℃回火出现回火脆性,其原因与组织中的贝氏体铁素体及残留奥氏体分解形成的碳化物有关.提出了适合新型贝氏体钢钎具的最佳热处理工艺及应用结果.     

锥形磨浆机磨片用新型马氏体不锈钢的组织性能

针对锥形磨浆机磨片的工作条件和失效分析,设计制备了一种低碳马氏体不锈钢Fe-0.04C-15Cr-3Ni-0.5Mo-0.1Nb。采用光学显微镜、扫描电子显微镜以及硬度、冲击和摩损试验等方法研究了热处理工艺对试验钢显微组织和性能的影响。结果表明,试验钢在940~1100℃之间加热保温1 h后空冷淬火,显微组织为板条马氏体和均匀分布的细小颗粒状含Nb的MC型碳化物,随加热温度的升高原始奥氏体晶粒逐渐长大,MC型碳化物颗粒减少,硬度在1020℃达到最大值45.2 HRC;经1020℃淬火550~750℃之间回火后,随回火温度的升高,在原奥氏体晶界和板条界析出M23C6型碳化物,硬度先减小后增大,韧性先增大后减小,700℃回火时,冲击吸收功达到最大值102.8 J,硬度达到最小值33 HRC,750℃回火时,由于开始形成奥氏体和M23C6型碳化物的溶解,回火后的空冷过程中奥氏体又形成马氏体,使硬度升高,冲击吸收功降低,在550~700℃之间回火,试验钢的耐磨性随回火温度的升高而降低。     

回火工艺对15MnTi焊缝组织和性能的影响

对15MnTi钢焊缝进行了不同温度的回火处理并进行了组织观察、硬度、拉伸及冲击试验.结果表明:使用JH-J506焊条焊接后,焊缝组织为贝氏体十碳化物十残余奥氏体;经240℃回火处理后,由于回复作用使韧性增加,屈服强度略微下降;随回火温度升高,焊缝金属硬度增加,屈服强度下降,这是由固溶强化作用减弱引起的.同时,随回火温度升高,组织粗化以及碳化物大量析出,导致脆化,因此经650℃回火处理后,焊缝金属韧性大幅下降.