形变热处理对11Cr3Co耐热钢组织性能的影响

为了提高火电发电效率，要求耐热钢在更高的服役温度下保持良好的高温性能。利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)与电子探针(EPMA)等手段，研究了不同变形量的形变热处理对11Cr3Co耐热钢组织性能的影响。结果表明，随变形量的增加，11Cr3Co钢板基体组织得到显著细化，马氏体板条宽度变细，小角度晶界数量减少；在200~700 ℃拉伸时，不同变形量形变热处理的钢板抗拉强度均得到提升，伸长率略有降低；在400、600 ℃拉伸时，经20%TMT700-T处理后的钢板抗拉强度分别为299、269 MPa，伸长率分别为19.3% 、21.93%，具有优异的综合力学性能。形变热处理钢板组织中的高密度位错能够促进析出粒子数量增加且使40~100 nm M23C6与10~30 nm MX粒子的分布更加均匀弥散，更好地保证了耐热钢组织的高温稳定性。     

时效工艺对25Cr-20Ni-2.5Al高强耐热钢拉伸和高温压缩性能的影响

通过在25Cr-20Ni耐热钢基体成分中加入质量分数为2.5%Al的方式制备25Cr-20Ni-2.5Al耐热钢,分别采用拉伸和高温压缩试验对其力学性能进行表征分析,研究结果表明:经过36 h时效处理的试样抗拉强度得到明显提升,此时抗拉强度和伸长率分别为803 MPa和27.1%。经过36 h时效处理会减小拉伸断口的韧性,生成部分脆性断裂的痕迹。随时效温度的增加,耐热钢的抗拉强度先增大后减小,伸长率先减小后增大,转折点均出现在时效温度650 ℃,此时抗拉强度和伸长率分别为451 MPa和10.26%。当变形程度增大后,晶粒将达到更大的变形程度,而耐热钢经过热压缩处理后并不会引起晶粒尺寸的明显改变;晶界部位存在析出相,而且当变形量增大后析出相的数量也会略微增加。     

1Cr18Ni9钢的组织及性能与拉伸变形的关系

研究了热电锅炉用1Cr18Ni9钢管经变形和时效处理后的组织、性能与拉伸变形的关系。研究结果表明:钢管的抗拉强度,屈服强度和硬度随着变形量增加而增加,断后伸长率随之下降。随着钢管变形程度增加,硬度大幅上升;而时效时间对硬度影响较小。经800℃×3 000 h的时效处理后,未预变形的钢管在750℃下的高温塑性有所降低;而拉伸变形后钢管在750℃下的高温塑性有小幅提高。     

高锰铸钢的高温形变热处理及其组织和力学性能

高温形变热处理是将高温变形与淬火等热处理工序相结合以提高材料力学性能的热处理工艺。对含1. 11%C、13. 1%Mn、0. 42%Si、0. 047%P和0. 006%S(质量分数)的高锰铸钢试样分别于1 050℃保温2 h水淬即水韧处理,和于1 050℃压缩变形20%和25%再1 050℃水淬即高温形变热处理。随后检测了试样的显微组织、力学性能和低周疲劳寿命。结果表明:与仅仅水韧处理的高锰铸钢相比,经高温形变热处理的高锰铸钢晶粒明显细小,孔洞等缺陷减少,并且随着压缩变形量的增大,钢的晶粒更加细小,组织更加致密,力学性能和低周疲劳寿命均大幅度提高。高温压缩变形25%的高锰铸钢的性能最佳,抗拉强度和断后伸长率分别达927 MPa和50. 7%,低周疲劳寿命较原始状态的钢提高了50%以上。     

10%Cr-W型铁素体耐热钢的成分设计及热处理工艺探讨

在T91、T92等高Cr铁素体耐热钢研究的基础上,对10%Cr-W型铁素体耐热钢进行合金成分设计,主要进行了降低C含量、增加Cr含量及添加Co组元的优化及调整,并加以熔炼、锻造及轧制成型,继而通过对其热处理工艺的探讨制定了10%Cr-W钢的最佳热处理工艺。奥氏体化温度为1 100~1 150℃,回火温度为750~780℃,最终组织为6%的δ铁素体+回火马氏体。性能测试结果表明:10%Cr-W型铁素体耐热钢的常温及高温强度都优于T91钢。     

热处理工艺对S31042奥氏体耐热钢显微组织和力学性能的影响

研究S31042奥氏体耐热钢不同热处理工艺后的显微组织和力学性能。结果表明:随着时效温度由700℃上升到900℃,该钢的晶界M_(23)C_6型碳化物析出量增多,并逐渐呈现连续分布,冲击韧性显著降低,高温抗拉强度逐渐降低,屈服强度基本保持稳定,但900℃时效热处理后屈服强度略微增加;当时效温度由900℃上升到1000℃,该钢晶界碳化物析出量减少;高温抗拉强度变化不明显,屈服强度有所降低,冲击韧性提高;相比于拉伸过程中的低应变速率,在瞬时冲击高应变速率条件下,晶界M_(23)C_6相的聚集析出造成沿晶开裂倾向增加。     

热处理对超(超)临界材料组织性能的影响

选用2Cr11Mo1VNbN、10Cr9W2MoVNbNB、1Cr11Co3W3NiMoVNbNB 3种超(超)临界机组耐热材料,进行热处理工艺、力学性能、金相组织研究.通过实验确定了3种材料最合适的热处理工艺参数:2Cr11Mo1VNbN、10Cr9W2MoVNbNB钢的最佳淬火、回火温度分别为1 060～1 080℃、660～680℃；1Cr11Co3W3NiMoVNbNB钢的最佳淬火、回火温度分别为1080～1 100℃、680～700℃；观察分析发现,3种钢在1 080℃淬火、680℃左右回火的组织均为回火马氏体；找出了材料热处理后的强度与冲击韧度之间的关系.     

冷变形对0Cr18Ni10Ti不锈钢管拉伸性能的影响

研究了经冷拉拔预变形后0Cr18Ni10Ti不锈钢管的室温和320 ℃拉伸性能及其断口形貌特征。结果表明,随着冷变形加工率的增大,0Cr18Ni10Ti不锈钢管室温和320 ℃抗拉强度和屈服强度增大,断后伸长率减小;钢管320 ℃拉伸性能较室温有所下降,其中断后伸长率下降明显。拉伸断口观察表明不锈钢管室温和高温拉伸断口均呈韧性断口特点,320 ℃拉伸断口较室温断口韧窝密度降低,尺寸增大。     

超低间隙TC4钛合金形变热处理工艺

实验用TC4ELI铸锭,经过开坯、锻造、轧制为18 mm的棒材,轧制变形量为91.6%;轧制后进行淬火,淬火温度为830℃,最后对淬火后材料进行温度为650℃、750℃,时间为1 h、2 h的热处理实验。结果表明:淬火后TC4ELI钛合金的抗拉强度最高,达到1064 MPa,此时材料的屈强比只有0.79。XRD结果表明,淬火后β相发生了马氏体转变,提高了材料的强度;在拉伸过程中,亚稳定的转变组织由于应变引起的转变,使材料均匀伸长率提高,增大了抗拉强度与屈服强度的比值。采用轧制(变形量为91.6%)+淬火(830℃)+650℃×1 h的形变热处理工艺后材料的抗拉强度和屈强比分别为1017 MPa和0.94,伸长率为17.5%,综合性能优异。     

热处理对高强00Cr18Ni10N不锈钢丝组织与性能的影响

对面缩率分别为36%、67.3%与84%的00Cr18Ni10N冷拔不锈钢丝进行热处理.并对处理后的试样进行拉伸试验、磁性实验与显微组织观察.结果表明:对于α含量较少的00Cr18Ni10N,通过热处理可使该钢丝的抗拉强度维持在1000 MPa,伸长率达到10%以上.回复过程中形变孪品等形变组织的稳定存在是使强度保持稳定的主要原因,伸长率的提高则是由于在热处理过程中空位等点缺陷的湮灭与重组所致;对α'含量较高的00Cr18Ni10N,热处理过程中首先发生逆转变,随α'含量的减少,抗拉强度由冷拔态的最高值下降到1300 MPa.逆转变过程中伸长率没有明显的提高,逆转变结束之后伸长率开始上升.当抗拉强度下降到900MPa时,伸长率可提高到30%,这是由于经大变形热处理后,在再结晶初期形成了细小的等轴品粒所致.     

轧制工艺对14Cr1MoR钢板组织与性能的影响

采取光学显微镜、扫描电镜及拉伸、冲击试验机对板厚60 mm的14Cr1MoR热轧钢板正火+回火态和模拟焊后态的组织与性能进行了研究。结果表明:一阶段控轧与两阶段控轧的钢板相比,终轧温度高,轧后冷却速度慢,钢板铁素体晶粒尺寸粗大,珠光体含量多;钢板的强度低,伸长率高,冲击性能低。两阶段控轧的钢板经655 ℃保温3 h模拟焊后热处理,屈服强度下降44 MPa,抗拉强度下降24 MPa,冲击吸能能量降低;模拟焊后保温时间延长到12 h,强度和冲击性能变化不大。两阶段控轧的14CrMoR钢板,经正火+回火或再经过655 ℃模拟焊后热处理,钢板的力学性能优良。     

HG785D塔式起重机用高强特厚焊接钢板的研发

介绍了南阳汉冶特钢有限公司利用自主研发的水冷模,通过成分设计、轧制工艺和热处理工艺设计,采用100t转炉—模铸—3800mm轧机—热处理的工艺,成功试制出240mm厚塔式起重机用高强度特厚焊接HG785D钢板,该钢板屈服强度达678～686MPa,抗拉强度达768～772MPa,伸长率达17%～20%,-20℃纵向冲击功达189～208J,抗层状撕裂性能达Z35级别,满足了大型塔式起重机的材料设计要求。     

AerMet100钢力学性能的回火温度敏感性研究

研究了超高强度钢AerMet100在427~510℃范围内回火的力学性能,重点关注了在宇航材料规范AMS6532推荐的482℃附近回火时这一材料力学性能的变化,并从理论上进行了解释。结果表明,AerMet100钢的力学性能对回火温度的敏感性较大,当回火温度由476℃提高到488℃,其抗拉强度从2037 MPa下降到1915 MPa,断裂韧度从115.08 MPa.m1/2升高到145.60 MPa.m1/2。482℃附近温度回火力学性能变化显著的主要原因是基体和M2C中的Cr、Mo比值比其它高Co-Ni超高强度钢高,从而加速了过时效过程,使析出强化相的长大速率加快。     

低温压力容器用SA537 CL2钢板的开发

为满足市场对低温压力容器用钢板强度高、可焊接性好、抗断裂性能优异、韧性转变温度低且生产成本低的要求,河北普阳钢铁有限公司开发了美标调质型低温压力容器用钢板SA537 CL2。其采用低碳成分设计,并添加Cr合金元素来提高钢板的淬透性;通过生产试验,获得了最佳生产工艺参数,即第1阶段开轧温度不小于1 050 ℃,终轧温度950～1 000 ℃;第2阶段开轧温度860~890 ℃,终轧温度820~850 ℃;钢板ACC冷却速率控制为5 ℃/s;轧后钢板淬火温度910～930 ℃,在炉时间为(2.2×板厚)min,回火温度(650±10)℃,在炉时间(3×板厚)min。对试制钢板组织、力学性能和模拟焊后热处理性能进行了研究。结果表明,试制钢板显微组织为回火索氏体,屈服强度均值为549 MPa,抗拉强度均值为643 MPa,断后伸长率均值为52.8%,-68 ℃低温冲击功均值为139.4 J,兼具良好的高温拉伸性能和模拟焊后热处理性能,满足了低温压力容器用钢板的要求。     

热处理工艺对高铁耐蚀60Si2Mn弹簧钢组织和性能的影响

在常规高铁弹条60Si2Mn弹簧钢基础上,通过添加Cr、Ni、Cu等耐蚀元素设计了耐蚀60Si2Mn弹簧钢,研究了热处理工艺对耐蚀弹簧钢显微组织、力学性能的影响规律,并评价了其耐蚀性能。结果表明,淬火+回火处理后耐蚀60Si2Mn钢显微组织为回火屈氏体,870 ℃保温45 min,油淬+440 ℃回火60 min处理后,耐蚀弹簧钢的综合力学性能最佳,屈服强度为1606 MPa,抗拉强度为1716 MPa,断后伸长率为5.3%,洛氏硬度为50.2 HRC。添加耐蚀元素的60Si2Mn钢耐蚀性较常规60Si2Mn钢得到较大提升。     

不同回火温度下Nb、Ti对785 MPa级特厚齿条钢板组织性能的影响

针对特厚齿条用钢板的开发,通过微合金化设计、控制轧制、调质热处理等工艺,制备了两种不同成分的785 MPa级别高强韧特厚齿条钢,研究了不同回火温度下Nb、Ti对钢板微观组织和力学性能的影响。结果表明,随着回火温度的升高,试验钢板屈服强度、抗拉强度、硬度逐渐降低。NbTi钢板回火脆性区间为300~500 ℃,3Ni钢板回火脆性区间为200~550 ℃。Nb、Ti微合金化可显著细化奥氏体晶粒,增加了大角度晶界的比例和密度,从而提高了钢板的强度和冲击韧性。NbTi钢板在650 ℃回火时获得最优强韧性匹配,其屈服强度和-60 ℃冲击功分别为805 MPa和200 J;3Ni钢板在600 ℃回火时获得最优强韧性匹配,其屈服强度和-60 ℃冲击功分别为881 MPa和140 J。     

回火温度对30Cr3Si2NiMoWNb钢组织性能的影响

采用扫描电镜、能谱分析和力学试验等研究了回火温度对30Cr3Si2NiMoWNb超高强度钢组织和性能的影响。结果表明,回火温度变化可实现对力学性能的大幅度调控。200~350 ℃回火,微观组织为回火马氏体与细小弥散的ε-碳化物,此阶段强韧性变化幅度较小,抗拉强度等级1700 MPa、屈服强度等级1300 MPa;350~500 ℃回火由于渗碳体的不均匀析出,强度和韧性同时下降,其中500 ℃左右回火脆性最为严重,冲击吸收能量下降至最低点;500~700 ℃回火生成较稳定的球状渗碳体,强度大幅下降,韧性大幅上升。回火温度对强韧性的影响机理为ε-碳化物、渗碳体等析出相演变过程的影响;一定含量的Si元素可以提高渗碳体形成温度和回火脆性温度。     

Ti微合金化700 MPa级高强钢性能均匀性研究

对Ti微合金化700 MPa级高强钢钢卷头、中、尾部力学性能、金相组织及析出物进行了研究。结果表明：钢卷头、中、尾部力学性能波动的主要原因是钢卷内外圈析出强化效果不同而导致的。为此,在生产薄规格Ti微合金化700 MPa级高强钢时,采用U形冷却工艺,将钢卷最内圈15 m内的带钢卷取温度提高15～20 ℃,将最外圈15 m内的带钢卷取温度提高10～15 ℃,可使钢卷最内圈强度提高约40 MPa,钢卷最外圈强度提高约20 MPa,有效改善了带钢通卷性能均匀性,提高了通卷性能合格率。     

奥氏体化温度对15Cr2MnNi2TiA高强钢强韧性的影响

采用光学显微镜、扫描电镜分析技术,研究了奥氏体化温度对15Cr2MnNi2TiA低合金高强钢强韧性的影响。结果表明:在830℃奥氏体化温度和170℃时效处理下,钢的力学性能达到最佳强韧性匹配,即抗拉强度为1 339 MPa、屈服强度为1 131 MPa、伸长率为13%、断面收缩率为66%、冲击吸收功为200.2 J、硬度为372HBW。