含氮不锈轴承钢的热处理工艺研究

本文通过不同的热处理工艺研究了含氮不锈轴承钢40Cr15Mo2VN的淬火温度、冷处理工艺、回火温度与硬度和残余奥氏体之间的关系,得出该钢种的最佳热处理工艺为1060℃/1 h淬火、两次-196℃/2 h冷处理和160℃/2 h回火。     

30Cr2Ni4MoV钢晶粒细化工艺方法研究

利用金相显微镜对不同热处理工艺下的显微组织进行观察,研究低压转子钢30Cr2Ni4Mo V晶粒度变化的规律。实验结果表明,粗大的奥氏体晶粒经临界区侧正火＋850℃×3 h淬火后,30Cr2Ni4Mo V钢试样的晶粒度等级最高可达8.0级;粗大的奥氏体晶粒经高温正火＋850℃×3 h淬火后,30Cr2Ni4Mo V钢试样的晶粒度等级可达6.5级。上述热处理工艺经二次正火加热后晶粒细化效果更佳。     

10Cr12Ni3Mo2VN马氏体耐热钢奥氏体晶粒长大行为

通过在不同加热温度和保温时间下等温奥氏体化,研究了10Cr12Ni3Mo2VN马氏体耐热钢奥氏体晶粒长大行为。结果表明:900~1150℃温度区间内,10Cr12Ni3Mo2VN马氏体耐热钢奥氏体晶粒尺寸随加热温度升高、保温时间延长而增大,且随保温时间延长,晶粒尺寸均匀性下降;由于碳氮化物在1100℃以上发生溶解,1100℃以上奥氏体晶粒发生粗化;1200~1280℃温度区间内,由于δ铁素体相的析出,10Cr12Ni3Mo2VN马氏体耐热钢奥氏体晶粒尺寸随加热温度升高而减小。拟合得到900~1150℃温度区间内10Cr12Ni3Mo2VN钢奥氏体晶粒生长模型为D=6.67×107×t0.303×exp(-1.81×105/RT)。     

奥氏体化过程对Cr14Mo4V高温轴承钢微观组织的影响

针对高温轴承钢Cr14Mo4V开展了微观组织随奥氏体化参数演化规律研究。利用OM、XRD、SEM及硬度测试对Cr14Mo4V钢中碳化物、残留奥氏体、晶粒尺寸及硬度等进行了分析。结果表明,淬火态Cr14Mo4V高温轴承钢微观组织主要包括淬火马氏体、残留奥氏体和带状碳化物;奥氏体化过程中微观组织演化对奥氏体化温度较为敏感,随着奥氏体化温度的升高,残留奥氏体含量逐渐增加,晶粒尺寸逐渐增大,碳化物逐渐溶解,带状碳化物合金元素分布发生变化。Cr14Mo4V轴承钢硬度随奥氏体化温度的升高呈先略微增加后显著降低的趋势,主要受基体固溶度、残留奥氏体含量及晶粒尺寸等因素综合影响。     

热处理对G95Cr18和G102Cr18Mo钢的组织和力学性能的影响

对G95Cr18和G102Cr18Mo钢进行了1 060℃淬火、-70℃冷处理和250、270℃回火处理,随后采用光学显微镜观察了钢的显微组织,测定了钢的残留奥氏体含量、硬度和冲击韧性。结果表明,回火处理后,与G95Cr18钢相比,G102Cr18Mo钢的二次碳化物较为细小,硬度略高,而残留奥氏体含量的差异不明显。此外,G95Cr18钢的冲击韧性优于G102Cr18Mo钢。提高回火温度,两种钢的硬度均有提高,残留奥氏体含量减少,冲击韧性变化不大。     

1Cr12Ni3Mo2VN耐热钢淬火工艺研究

利用金相显微镜、扫描电镜和透射电镜等研究了1Cr12Ni3Mo2VN耐热钢的淬火工艺对组织的影响。结果表明,淬火温度1 030℃以上时,奥氏体晶粒显著长大,淬火后获得粗大的马氏体,抗拉强度和冲击韧度都显著降低;残余奥氏体发生热失稳分解是引起试验钢淬火缓冷后冲击韧度显著降低的主要原因。最佳淬火工艺为(1 010~1 030℃)×1 h油冷,试样具有优良的综合力学性能。     

冷处理对马氏体不锈钢组织和硬度的影响

将传统马氏体不锈钢9Cr18Mo和新型含氮马氏体不锈钢SV30钢进行1050℃淬火、-80℃低温冷处理和180℃回火。对比不同热处理状态下两种钢的硬度,用光学显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射分析了显微组织及相组成。采用原位纳米力学测试系统Triboindenter测试了SV30钢中马氏体、残留奥氏体的纳米硬度。结果表明:SV30钢淬火后硬度仅为39.8 HRC,残留奥氏体含量高达67%;经冷处理后SV30钢残留奥氏体含量略微降低,但硬度显著提高至58 HRC。与冷处理促进传统马氏体不锈钢9Cr18Mo残留奥氏体继续转变导致硬度提高不同,冷处理促进了SV30钢中马氏体相内部的弥散析出强化,而大幅度提高了硬度。     

淬火温度对5Cr15MoV钢空冷淬火组织与性能的影响

通过1000~1200 ℃间隔50 ℃的系列加热温度对5Cr15MoV马氏体不锈钢进行空冷淬火试验,并采用光学显微镜、EBSD和洛氏硬度计对不同温度淬火后组织和硬度进行检测,研究了淬火温度对试验钢组织、晶粒尺寸、残留奥氏体含量以及硬度的影响。结果表明,试验钢淬火后组织为马氏体+未溶合金碳化物+残留奥氏体。随着淬火温度升高,马氏体板条尺寸增大,未溶碳化物量逐渐减少直至消失,残留奥氏体含量先增加后减少。试验钢的硬度变化趋势为先增加后显著降低,在淬火温度为1050 ℃达到最大值60.8 HRC。试验钢硬度主要是马氏体的含碳量、晶粒尺寸、残留奥氏体含量和碳化物含量综合作用的结果。     

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...     

热处理工艺对M2高速钢组织和性能的影响

研究了热处理工艺对M2高速钢组织和性能的影响。结果表明:M2高速钢淬火后的组织为淬火马氏体+残留奥氏体+大量碳化物;随着淬火温度的升高,M2钢淬火后残留奥氏体含量(质量分数)升高,经3次回火后残留奥氏体基本上完全消除,增加冷处理后残留奥氏体的含量相对于3次回火的要多,钢的强度和韧性得到改善。对比M2高速钢在不同热处理工艺条件下的组织和性能,最佳热处理工艺为850 ℃×30 min预热+1160 ℃×30 min淬火+(－65 ℃×1 h)冷处理+560 ℃×2 h回火3次。     

奥氏体化温度对Cr5合金钢组织和性能的影响

研究了Cr5钢经(810~1050)℃×1 h油冷处理后的组织和性能。结果表明,随着奥氏体化温度的提高,Cr5钢中的游离碳化物减少,细针状马氏体粗化,晶粒逐步长大。在930~950℃奥氏体化,淬火基体组织为隐针马氏体及弥散粒状M7C3型碳化物,且晶粒较小、硬度较高。     

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。     

冷处理温度对1Cr20Co6Ni2WMoV钢组织和硬度的影响

采用SLX-50程序控制深冷箱研究了马氏体热强钢1Cr20Co6Ni2WMoV经淬火(1060℃×1h)、不同温度(-30℃、-70℃、-196℃×2h)冷处理、回火(640℃×2h)后的微观组织及硬度变化。研究结果表明,经不同温度冷处理后,钢中析出M23C6型碳化物。随冷处理温度的降低,马氏体板条宽度减小,析出相M23C6数量增多,残余奥氏体的含量降低,钢的硬度值升高。     

奥氏体晶粒度对汽车齿轮钢热处理畸变的影响

采用由化学成分与20Cr钢近似的2种汽车齿轮钢制备了尺寸为外径70 mm、内径40 mm、厚25 mm的试样,研究了奥氏体晶粒度对其热处理畸变的影响以及轧制工艺对奥氏体晶粒度的影响。结果表明,奥氏体晶粒较细的试样,其淬火畸变比奥氏体晶粒较粗的试样小;提高轧制温度有助于试样获得细小的奥氏体晶粒,从而减小其淬火畸变。     

冷处理对0Cr16Ni5Mo马氏体不锈钢组织和性能的影响

通过对0Cr16Ni5Mo钢进行淬火+回火及淬火+冷处理+回火工艺的热处理,研究了冷处理对0Cr16Ni5Mo马氏体不锈钢组织和性能的影响。结果表明,0Cr16Ni5Mo钢经调质处理后具有良好的综合性能;其显微组织得到了改善,板条马氏体束发生碎化,位错缠结增加,且残留奥氏体组织转变彻底,其强度得到提高。冷处理后钢的性能改善与残留奥氏体转变及晶粒碎化有关。     

丝杠用1Cr15Ni4Mo2CuN不锈钢热处理温度场的有限元数值模拟

基于ANSYS有限元平台,结合热物性参数的温度敏感性和现行热处理工艺对1Cr15Ni4Mo2CuN钢不同尺寸丝杠工件在淬火加热和深冷处理过程中的温度场变化规律进行了模拟,通过显微组织观察、XRD和硬度测试分析了不同深冷处理时间下工件的残留奥氏体含量。结果表明,?40、?45和?50 mm工件在1070℃加热时的温度均一时间分别为1100、1294和1446 s;?40 mm工件在-196℃深冷79 s时整体温度降至Mf点以下,此时工件中的残留奥氏体已大量转变为马氏体,硬度明显升高,残留奥氏体含量随深冷时间延长而降低,但深冷1800 s后,继续延长深冷时间时残留奥氏体含量变化不明显。     

38CrMoAl钢尺寸稳定性的热处理工艺研究

系统研究了深冷处理和回火对38Cr Mo Al钢组织、硬度和残余奥氏体含量的影响,并在此基础上使用开口环试样进一步研究了不同热处理工艺对材料尺寸稳定性的影响。结果表明:38Cr Mo Al钢淬火后直接在-75℃深冷处理,试样尺寸稳定性要好于未深冷或回火后深冷的试样;试样淬火和深冷处理后,在620℃回火的试样尺寸稳定性要好于720℃回火的试样。     

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。     

晶粒度对40Cr钢淬火组织的影响

使用热模拟试验机对40Cr钢进行830、890、950℃正火试验,得到晶粒度不同的铁素体和珠光体组织,再将正火后的试样加热至850℃保温10 min后,以不同的冷却速度淬火,对比晶粒度不同的试样淬火后的组织和硬度变化。结果表明:随着淬火前晶粒尺寸的增大,40Cr钢淬火后的马氏体组织含量增加,贝氏体的含量减少,硬度增大;淬火前40Cr钢的晶粒尺寸越大,淬透性越好。     

淬火温度对20CrNi2Mo钢拉伸性能的影响

通过SEM、室温拉伸试验分析了20CrNi2Mo钢经900~1200℃淬火+200 ℃回火后的显微组织及力学性能。结果表明：随淬火温度的升高,20CrNi2Mo钢原奥氏体晶粒尺寸增加,强度和硬度降低,塑性有所增加。不同淬火温度下,马氏体板条间均会形成一层很薄的残留奥氏体薄膜,而且随淬火温度的提高,薄膜的分岔和弥散分布特征更加明显。拉伸断裂方式为韧性断裂,且放射区韧窝尺寸随淬火温度升高而增大。