正火与变形处理对高强度低温用结构钢组织和力学性能的影响北大核心CSCD

通过正火热处理+20%冷轧变形+650℃高温回火1 h的工艺制备了高强度低温用结构钢,采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)及力学性能测试研究了处理工艺对高强度细晶粒低温用结构钢组织与力学性能的影响。结果表明:冷轧变形后高温回火处理的试样显微组织由粗大多边形先共析铁素体、珠光体以及少量上贝氏体组成,800℃亚温正火处理试样组织为铁素体和回火粒状贝氏体,920℃、950℃完全正火处理后组织均由铁素体和珠光体组成。正火处理后试样晶粒尺寸均得到细化,晶粒尺寸随着正火温度的升高而增大。800℃亚温正火处理试样具有最佳的强韧性匹配,其屈服强度、抗拉强度分别为637 MPa、706 MPa,-20℃和-50℃下冲击吸收能量分别为63 J、40 J,比冷轧变形后高温回火处理试样的冲击韧性提高了约4倍。     

热处理对建筑用20MnV钢组织与性能的影响

采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、万能拉伸试验机等研究了完全正火、亚温正火/亚温淬火对冷轧+回火态20MnV钢组织与性能的影响。结果表明:冷轧+回火态20MnV钢的组织由针状铁素体+块状铁素体+珠光体组成,完全正火+冷轧+回火态20MnV钢中的珠光体中片状渗碳体演变成断续分布的球状或者短棒状;800℃正火+冷轧+回火态20MnV钢的组织为铁素体+M/A岛+细小碳化物;800℃淬火+冷轧+回火态20MnV钢的组织为铁素体+回火索氏体,晶内和晶界上弥散分布着细小碳化物颗粒。冷轧+回火态20MnV钢具有较高的强塑性和较低的低温冲击韧性,完全正火/亚温正火+冷轧+回火态20MnV钢的强度和塑性相对冷轧+回火态试样有不同程度降低,但是低温冲击吸收能量明显提高,在正火温度为800℃时强度降低最为显著;亚温淬火+冷轧+回火态20MnV钢的强度与冷轧+回火态试样相当,断后伸长率略有减小,而-25℃和-45℃冲击吸收能量明显提升。与冷轧+回火态20MnV钢冲击断口截面上的剪切裂纹相比,800℃正火/800℃淬火+冷轧+回火态20MnV钢中的微裂纹数量更少、长度和宽度更小,裂纹扩展呈现弯曲和曲折状;800℃淬火+冷轧+回火态20MnV钢具有较高的强塑性和最佳的低温冲击韧性。     

热处理对高强韧船舶用钢板组织及性能的影响

采用光学显微镜和力学性能测试设备研究了不同热处理方式对550 MPa级高强度船板组织和性能的影响。结果表明:随正火温度的升高(低于860℃),组织的变化并不明显,均为铁素体+粒状贝氏体+M/A;继续升高温度,铁素体晶粒尺寸明显粗大,带状组织减轻;钢板的屈服强度、抗拉强度都下降,屈服强度不能满足标准要求。高温热处理再经回火后,组织中的M/A岛几乎完全分解;屈服强度、伸长率及低温冲击韧度明显提高,抗拉强度下降。在高出Ac3点0~40℃进行正火+650℃回火处理,钢板的综合力学性能最佳。     

正火工艺对420 MPa级海上风电用钢板组织及性能的影响

利用扫描电镜、激光共聚焦显微镜、室温拉伸、低温冲击测试等试验方法,采用了正火、强化正火、正火+400 ℃回火的热处理工艺,研究了不同正火工艺对420 MPa级海洋风电用钢板组织和性能的影响。结果表明:通过正火处理后,正火态试验钢的平均晶粒尺寸由轧态试验钢的8 μm细化至6 μm,带状组织得到改善,强度与低温冲击性能均得到提升,屈服强度提升至442 MPa,－50 ℃下的冲击吸收能达到120 J;通过正火+400 ℃回火处理后,平均晶粒尺寸为7 μm,虽然大幅度提升了钢的低温冲击性能,－50 ℃下的冲击吸收能量达到194 J,但是钢的屈服强度降低为422 MPa。强化正火后组织为铁素体+珠光体+少量贝氏体,平均晶粒尺寸为5.6 μm,屈服强度提升至460 MPa,断后伸长率和低温冲击吸收能量相较于正火后试验钢有所降低但仍能满足EN10025性能标准,达到强韧性的最佳匹配,是生产420 MPa级海上风电用钢的最佳热处理工艺。     

建筑用冷轧态高强度低温钢热处理工艺研究

采用光学显微镜(OM)、拉伸性能测试、显微硬度测试等方法,研究了不同温度热处理工艺对冷轧态高强度低温钢20MnV显微组织与力学性能的影响。结果表明:经700、750、800、860℃,保温60 min热处理的冷轧20MnV钢组织基体为铁素体,700℃热处理后试样中铁素体发生回复。随着温度的升高,试样再结晶过程逐步进行;正火温度达到860℃时,试样组织为等轴铁素体和珠光体,10%、20%变形量试样铁素体晶粒尺寸分别达到11.9、10.1μm。随着热处理温度的升高,冷轧20MnV钢试样硬度逐渐降低,在750～800℃温度范围时,试样硬度降幅最为显著。经700℃×60 min热处理,冷轧20MnV钢强度和硬度保持在较高水平。     

正火温度对建筑用新型低温钢组织和力学性能的影响

以新型高强度低合金低温钢20MnV为研究对象,对其进行不同温度的正火处理,采用OM、SEM、力学性能测试、低温冲击性能测试等试验方法,研究正火温度对高强度低合金低温钢组织与力学性能的影响。研究表明:20MnV钢热轧态试样组织由条状铁素体、少量针状铁素体和珠光体组成,组织中有明显珠光体条带;随着正火温度的升高,组织中的条状、针状铁素体逐渐消失,组织更为均匀,且混晶组织逐渐等轴化。860℃正火处理后20MnV钢的塑性和低温性能最佳,伸长率达到21.5%,低温冲击吸收能量为59 J;920℃正火处理后20MnV钢的综合性能最佳,屈服强度与抗拉强度分别达到450 MPa与744 MPa,伸长率达到20.5%,低温冲击吸收能量为45 J。     

热处理对EH36高强度船板结构钢组织及性能影响

对EH36钢分别进行淬火+空冷、淬火+回火、淬火+回火+亚温淬火+回火的不同热处理。采用金相显微镜、拉伸试验机、冲击试验机及扫描电镜(SEM)测试了试样组织及力学性能。结果表明:原始组织主要为粗大的粒状铁素体以及聚集分布在基体的晶粒之间的珠光体,力学性能最差,同时断口中出现较大的断裂平面,韧窝较少较浅,为脆性断裂的特征;淬火+回火+亚温淬火+回火处理后,钢的铁素体晶粒尺寸发生明显细化,出现由渗碳体与珠光体组成的回火屈氏体,并且珠光体均匀弥散分布在铁索体晶粒之间,组织发生明显改善,力学性能最好,断口中的断裂平面消失,出现大量小而深的断裂韧窝。     

多元低合金耐磨铸钢热处理过程中的碳化物析出行为

借助OM、SEM、TEM、EDS和JMat Pro模拟软件研究和分析了正火及正火后回火低合金铸钢试样中碳化物的析出行为及碳化物析出对试样组织和性能的影响。结果表明,Mo、Nb等合金元素的加入使珠光体转变C曲线右移,正火后试样由铸态粗大的铁素体和珠光体转变为铁素体和贝氏体铁素体组织,晶内有少量含Nb碳化物析出。试样890℃正火后500~650℃内回火,回火后试样组织转变为粒状珠光体和铁素体,560~590℃回火试样具有较优的综合力学性能;回火后试样的晶界处有少量合金碳化物析出,晶内有大量细小弥散的含Nb碳化物析出。     

多元低合金耐磨铸钢热处理过程中碳化物析出行为的研究

借助OM、SEM、TEM、EDS和JMatPro模拟软件研究和分析了正火及正火后回火低合金铸钢试样中碳化物的析出及碳化物析出对试样组织和性能的影响。结果表明,Mo、Nb等合金元素的加入使珠光体转变C曲线右移,正火后试样由铸态粗大的铁素体和珠光体转变为铁素体和贝氏体铁素体组织,晶内有少量含Nb碳化物析出。试样890 ℃正火后500~650 ℃内回火,回火后试样组织转变为粒状珠光体和铁素体,560~590 ℃回火试样具有较优的综合力学性能;回火后试样的晶界处有少量合金碳化物析出,晶内有大量细小弥散的含Nb碳化物析出。     

13MnNiMoR埋弧焊接头焊后热处理的组织和韧性

采用埋弧焊焊接13Mn Ni Mo R厚钢板,焊丝为H10Mn2Ni Mo A,焊剂为SJ102。对经热冲压模拟、正火、亚温正火、高温回火的焊接接头进行了-20℃冲击试验。采用显微镜观察各热处理状态下的焊缝和热影响区的金相组织。结果表明:未高温回火前,焊接接头的组织以粒状贝氏体为主,M-A尺寸均较大;亚温正火后还存在部分铁素体,粒状M-A组元呈链状分布,冲击功最高仅为19 J;高温回火后,M-A组元大量分解,其面积比例及最大尺寸大大降低,基体组织为回火索氏体与回火贝氏体,冲击功得到较大提高,最低值为46 J。     

高强度Q550D钢板的研制及热处理工艺优化

工程机械用低成本高强度Q550D钢板已研制成功。研究了Q550D钢板的显微组织、力学性能和回火工艺。研究结果表明,随着钢板厚度的增加,其组织也发生变化,由回火贝氏体加少量铁素体转变为粒状贝氏体加少量铁素体和少量珠光体。Q550D钢板的屈服强度达600 MPa以上,抗拉强度达700 MPa以上,断后伸长率大于18%,-20℃低温冲击吸收能量大于120 J。热轧后的Q550D钢板应在650℃左右回火。     

热处理工艺对40Cr组织和摩擦性能的影响

研究了40Cr钢在不同热处理工艺下的组织和摩擦性能。结果表明,40Cr钢经过正火+淬火+中温回火后,组织为回火屈氏体;经过正火+超高温淬火+低温回火处理后,组织为晶粒相对较小的回火马氏体;正火+亚温淬火+低温回火后,组织为晶粒细小的回火马氏体。三种的热处理工艺比较得出,经正火+亚温淬火+低温回火处理后马氏体的晶粒较小,硬度较高,耐磨擦性能最佳。     

07MnCrMoVR水电钢的生产工艺及组织性能

采用激光共聚焦扫描显微镜对07MnCrMoR水电钢奥氏体晶粒长大的动态过程进行了原位观察,并对其静态CCT曲线进行了测定,利用淬火机和热处理炉对38 mm厚的试验钢进行了淬火和回火试验。结果表明:试验钢在1200℃以下加热时奥氏体晶粒长大趋势不明显;当冷却速率为0.05~0.25℃/s时,试验钢的组织转变为多边形铁素体+珠光体,冷却速率为0.5~20℃/s时转变为贝氏体组织,冷却速率为20~50℃/s时转变为马氏体组织;930℃淬火后,试验钢的组织转变为板条贝氏体+马氏体,600℃回火后转变为铁素体+回火贝氏体,大量的碳化物在铁素体基体上析出,其屈服强度为602 MPa,抗拉强度为713 MPa,-20℃低温冲击吸收能量为259 J,力学性能高于国家标准的要求,为最佳的调质生产工艺。     

热处理对大截面LS8铸钢组织和性能的影响

对自主研发的LS8铸钢大截面试样采用完全淬火+高温回火(QT)、亚温淬火+高温回火(LT)和完全淬火+亚温淬火+高温回火(QLT)3种不同工艺进行热处理,分析了热处理工艺对大截面试样组织和力学性能的影响。结果表明,经QLT工艺处理后大截面试样心部的低温冲击性能最好,满足API Spec 8C要求。显微组织观察及冲击断口形貌分析结果表明,低温冲击性能的提高与亚温淬火后组织中弥散分布的细小铁素体有关。     

正火处理对新型低温钢组织和力学性能的影响

分析了正火处理对TMCP新型低温钢组织、力学性能及断裂机理的影响。结果表明:随着正火温度的增加,不完全正火处理试样的屈服强度和抗拉强度均降低,完全正火处理试样的则提高,断后伸长率和夏比V型缺口冲击吸收功的变化规律与其强度变化规律相反;920℃完全正火处理试样的综合力学性能最佳;不完全正火处理后TMCP试样组织中的针状铁素体逐渐消失,晶粒细化并伴随等轴化;860℃和920℃完全正火处理试样组织为等轴铁素体和珠光体,待正火温度增加至1 000℃时,组织晶粒粗化并出现魏氏体。完全正火处理试样的断裂形式由TMCP试样的准解理断裂变为韧性断裂。     

亚温淬火对高温热成形后连铸10CrNi3MoV钢组织和性能的影响

研究了亚温淬火工艺参数对高温热成形后连铸10CrNi3MoV钢组织和力学性能的影响。结果表明,在亚温淬火工艺条件下,热成形后的连铸10CrNi3MoV钢组织得到细化,同时获得回火索氏体+贝氏体回火组织+粒状贝氏体+未溶铁素体的混合组织,使钢强韧性得到较大改善;在820℃×2 h淬火+800℃×2 h淬火+620℃×3 h回火工艺参数条件下处理时可获得良好的强韧性匹配。     

正火处理对建筑用20MnSiV钢组织与力学性能的影响

通过光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、拉伸试验机、冲击试验机等手段研究了不同温度正火处理对20MnSiV钢显微组织与力学性能的影响。结果表明:热轧态20MnSiV试验钢显微组织由板条状、针状铁素体和珠光体组成。在850～920℃,随着正火温度的升高,试验钢组织中的条状、针状铁素体逐渐减少,晶粒呈等轴趋势变化并逐渐细化,组织均匀性逐渐提高。960℃正火试样晶粒明显长大粗化。在850～960℃,随着正火温度的升高,试验钢强度先降低后升高,伸长率先升高后降低,低温冲击吸收能量先升高后降低。880℃正火试样-20℃低温冲击吸收能量达到58J,比热轧态试样的提升了222%,正火处理对20MnSiV钢的低温冲击韧性改善最为显著。     

核电站安全壳钢衬里用20HR-B钢的试制

通过采用热轧+正火工艺,鞍钢试制生产了核电站安全壳钢衬里用20HR-B钢板。经正火处理后,20HR-B钢板的显微组织为均匀细小的铁素体和珠光体,晶粒度级别为9级,带状组织较轻,力学性能得到改善,室温最低抗拉强度为485 MPa,-20 ℃冲击功大于75 J,高温拉伸和冷弯性能优良,均满足RCC-M标准要求。     

热处理工艺对低温压力容器用钢组织性能的影响

对低温压力容器用09MnNiDR钢板热轧、正火和回火后组织进行观察,分析热处理工艺对该钢组织的影响规律.结果表明,正火后钢板晶粒明显细化,沿厚度方向均得到铁素体+片层珠光体组织,珠光体分布更均匀;回火后大部分片层状珠光体组织消失,渗碳体由片层状变为球形,且组织中大量弥散的纳米级微合金粒子的析出导致部分铁素体晶粒内部位错密度仍较高.最终回火态钢板力学性能的检测结果表明,实验所得回火态钢板综合性能良好.     

基于正交试验的10CrNiCu低合金铸钢热处理工艺优化

通过正交试验及方差分析研究了正火次数、回火温度、回火时间对10CrNiCu低合金铸钢力学性能和组织的影响。结果表明：多次正火能够细化晶粒，从而提升铸钢屈服强度并提升其低温冲击性能。提高回火温度及增加回火时间可使铸钢铁素体及偏析带内的贝氏体中的M/A岛发生回复，从而导致屈服强度大幅降低，并在一定程度上提升低温冲击性能。但回火时间过长，碳化物和纳米Cu颗粒析出量增加，尺寸增大，导致低温冲击性能的提升并不显著。采用900℃正火2次+630℃回火4 h的热处理方案时，铸钢的屈服强度保持在440 MPa,-40℃和-80℃KV₂分别达到246 J和137 J的较高水平。