快速热处理超细贝氏体钢构筑梯度结构研究

心部高韧性、表面高硬度的材料是抗冲击载荷轴承、齿轮等关键零部件的重要要求。以超细贝氏体为对象，进行局部快速热处理，得到局部高硬度、心部高韧性的梯度结构，研究快速热处理过程中超细贝氏体组织的相变行为，以及梯度组织和性能变化规律。结果表明，超细贝氏体钢在加热时，残余奥氏体分解为铁素体和碳化物，贝氏体铁素体粗化，在快速热处理中存在相变滞后。超细贝氏体钢经过局部快速热处理后形成一个组织和性能梯度过渡的结构。硬化区组织由淬火得到的马氏体和残余奥氏体组成，随着深度增加，组织中的马氏体含量减少，初始超细贝氏体的回火产物逐渐增加。硬化区的硬度高达63HRC,随着深度增加逐渐降低至38HRC,硬度相对基体下降约6HRC。     

调质处理工艺对微合金化Q960E钢70 mm板组织性能的影响

采用890～920℃淬火和560～600℃回火工艺对Q960E钢70 mm板进行性能测试,并利用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)对Q960E钢板显微组织进行分析。结果表明：采用920℃淬火和560℃回火工艺的钢板强韧性匹配最优(UTS 1048 MPa, YS 1005 MPa, el.14%,-40℃KV₂ 52～61 J),钢板全厚度方向性能分布相对均匀,硬度值为27.5～33HRC;组织从表面至心部为回火索氏体和残余奥氏体。     

P20塑料模具钢的组织对抛光性能的影响

测试和研究了P20塑料模具钢900℃淬火马氏体和900℃加热450℃等温淬火粒状贝氏体在400～700℃回火的托氏体组织的硬度和表面粗糙度。结果表明，P20钢回火后的硬度越高，粗糙度越低，抛光性能越好；马氏体回火组织较粒状贝氏体回火组织细小，具有良好的抛光性能；当P20模具钢的硬度HRC为32～38时，钢的抛光性能稳定。     

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。     

卷取机助卷辊表面堆焊研制

采用埋弧堆焊工艺在20CrNiMo表面堆焊6-8mm的Cr13系列新型马氏体不锈钢熔覆材料，分析熔覆金属的组织形貌，并进行耐磨性和硬度测定。研究结果表明，熔覆金属的焊态组织主要为板条状马氏体和大量的残余奥氏体，并伴有少量的回火马氏体，同时在马氏体间可见少量较小的碳化物。经500℃回火后其组织为回火马氏体和少量残余奥氏体，碳化物析出相增多。焊态硬度值为46-50HRC,回火后硬度值为54-58HRC,磨损失重是45#淬火钢的0.31倍。经过六个月的使用后，助卷辊的单边磨损量1.13mm,辊面平均硬度值在54.2HRC,说明该熔覆金属具有优异的耐磨性能。     

出口钢球的研制

采用U71Mn生产出口钢球。钢坯出炉温度1100～1150℃,开轧温度1050～1100℃,终轧温度950～1050℃,采用淬火回火热处理工艺。表面硬度平均为HRC54.18,平均体积硬度基本合乎要求。淬火钢球表面组织为回火马压体+少量贝氏体+残余奥氏体,心部为珠光体。还存在一些问题有待今后解决。     

热处理工艺对EH690级特厚钢板心部组织及性能的影响

针对不同热处理工艺对EH690级特厚钢板心部组织和性能的影响展开研究,结果表明：经过在线淬火+回火处理,钢板心部的强度能够满足性能要求,但冲击韧性极差,显微组织为粗大粒状贝氏体和珠光体的混合组织;一次淬火+回火处理后,强度下降明显,冲击性能有所改善,但是不能满足-40℃低温冲击吸收功≥69 J的要求,存在混晶,组织为粒状贝氏体+少量马氏体;二次淬火+回火处理后,强度整体偏高,冲击功均值满足标准要求,强韧性匹配程度一般,晶粒细化明显,马氏体含量占比增多。通过调整回火温度,最终获得晶粒细小均匀、以高密度位错回火索氏体为主的组织,钢板心部强韧性匹配较好。     

影响40Mn钢链片淬回火硬度的原因分析

采用金相显微镜、洛氏和显微硬度计对40Mn钢链片淬火硬度不足的原因进行分析,并探讨影响淬回火试样显微组织和硬度的因素。结果表明,40Mn钢链片淬回火后表面脱碳300μm左右时,表面洛氏硬度只有HRC 16.8;脱碳66～84μm时,表面洛氏硬度约为HRC 30,表面洛氏硬度随脱碳层的增加而急剧降低。较高的淬火加热温度能促进马氏体转变,回火组织更粗大,从而提高淬火硬度。40Mn钢热轧状态容易形成带状组织,带状组织在热处理时增加奥氏体化难度,从而影响淬硬性。理论计算40Mn钢的Ac_3点为795℃,6 mm厚度的试样淬火所需最小保温时间约为7 min。     

预硬型塑料模具钢4140的研制开发

在研制开发预硬型塑料模具钢4140过程中,以P20钢成分为依据设计了Cr-Mo和Cr-Mo-V两种成分体系,并根据现场实际情况制定了TMCP+回火工艺方案。Cr-Mo成分体系钢板硬度分布极不均匀,心部硬度在热处理前低于HRC28,不符合技术要求;Cr-Mo-V成分体系钢板平均硬度为HRC28～32,同板硬度差≤HRC2,组织为回火贝氏体。     

热处理工艺对100mm特厚07MnCrMoVR水电钢板组织性能的影响

对07MnCrMoR水电钢板的淬透性曲线进行了测定,利用淬火机和热处理炉对100 mm厚试验钢板进行了淬火和回火试验,并对试验钢进行了组织观察和力学性能测定。结果表明,随着试验钢距水冷端的距离增大,淬火组织由马氏体转变为粒状贝氏体,距离端部50 mm处转变为铁素体和粒状贝氏体的混合组织。试验钢板利用淬火机淬火后得到板条贝氏体+粒状贝氏体+先共析铁素体,回火后转变为铁素体+粒状贝氏体,同时大量的碳化物在铁素体基体和晶界处析出。试验钢最合理的热处理工艺为930℃ 30min水冷淬火,660℃ 60min空冷回火。