大型锻件晶粒细化热处理研究进展

主要介绍了大型锻件中的组织遗传现象,分析了其形成机制,并总结了切断组织遗传达到晶粒细化的若干热处理工艺和途径,主要包括临界区快速加热、高温正火、高温回火、过冷奥氏体平衡转变等;最后介绍了典型的汽轮机低压转子锻件和超超临界高中压转子锻件的锻后热处理工艺。     

热处理工艺对超细贝氏体钢显微组织及耐腐蚀性能的影响

采用一步贝氏体等温转变、两步贝氏体等温转变和淬火工艺对中碳钢进行热处理,对不同实验钢的显微组织、物相分布、原位腐蚀和电化学性能进行了表征和测试.结果 表明,与一步贝氏体等温工艺和淬火工艺相比,两步贝氏体等温转变工艺后形成的超细贝氏体钢中残余奥氏体含量更小,组织更加均匀.在贝氏体铁素体-残余奥氏体形成的微电偶作用下,超细...     

塑料模具钢10Ni3MnCuAl的相变特性及热处理工艺

采用膨胀法,辅以硬度测试和金相分析测定了时效硬化型塑料模具钢10Ni3MnCuAl的相变点,以及900℃奥氏体化后过冷奥氏体的连续冷却转变曲线.根据相变特性结合切削试验确定该钢的热处理工艺以正火 时效更为合适,所获贝氏体组织的工件直径范围为200～1000mm.     

18CrNiMo7-6齿轮钢温锻后余热等温正火工艺

对18CrNiMo7-6齿轮钢进行了温锻余热等温正火工艺研究。结果表明:在温锻余热等温正火工艺中,冷却速度、等温温度、等温时间为关键的工艺参数。较低冷却速度和较高的等温温度,可在有限等温时间内有效提高珠光体的转变量,减少残留奥氏体含量及室温马氏体和贝氏体等非平衡组织,获得理想的组织及性能。以0.1 ℃/s和1 ℃/s冷却速度降至等温正火温度650 ℃保温1 h 后冷却可获得硬度163~164 HBS,F晶粒度10~11.5级,带状组织1.5级,组织及性能均符合技术要求,可具有良好的切削加工性能,并为后续热处理工艺提供理想组织。     

基于神经网络的齿轮钢预备热处理性能预测

通过不同的奥氏体化温度、奥氏体化时间、等温前冷速、等温温度和等温时间下的20MnCr5齿轮钢预备热处理工艺试验获得齿轮钢硬度试验数据,将其作为神经网络的训练样本和验证样本,构建出5×30×12×1四层神经网络,对齿轮钢预备热处理性能进行预测,并对网络模型的预测精度进行研究和分析.结果表明,该神经网络的识别能力较强,预测精度较高.     

620℃汽轮机转子锻件用钢晶粒细化热处理工艺研究

结合9%~10%Cr铁素体钢的材料特点,对620℃汽轮机转子锻件用COST-FB2钢晶粒细化热处理工艺进行试验研究及分析。研究结果表明,原始组织为马氏体,晶粒度大于00级的COST-FB2钢试样,经660~760℃长时间等温转变处理后,可获得铁素体加碳化物扩散型转变组织。扩散型转变组织试样在1 080~1 100℃温度区间奥氏体化后淬火,可获得6级~1级晶粒度,粗大原始组织遗传被切断。这可为转子锻件产品热处理工艺的制定提供依据。     

预先热处理对工程机械齿轮材料性能的影响研究

预先热处理对金属材料性能有明显影响。采用不同的预先热处理工艺对20MnCr5钢工程机械齿轮材料试样进行了处理,并进行了显微组织、表面硬度和耐磨损性能的测试与分析。结果表明,与常规正火处理相比,等温正火处理、均匀化处理后等温正火处理均能有效提高材料的的表面硬度和耐磨损性能,尤其是均匀化处理后等温正火处理的效果更为显著。与常规正火处理相比,等温正火处理25℃试样的磨损体积减小22%、300℃磨损体积减小37%;均匀化处理后等温正火处理试样25℃磨损体积减小58%、300℃磨损体积减小70%。20Mn Cr5钢工程机械齿轮材料的预先热处理工艺优选为900℃×2 h均匀化退火后950℃×2 h+600℃×1 h等温正火的预先热处理。     

热处理工艺对汽车齿轮腐蚀性能的影响分析

通过盐雾腐蚀、全浸腐蚀和电化学腐蚀试验,分析了正火和等温退火两种处理工艺条件下的汽车齿轮20MnCr5钢在NaCl溶液中的腐蚀情况.研究表明,经过正火预先热处理的汽车齿轮20MnCr5钢的腐蚀严重,而等温退火的腐蚀情况远小于正火处理的;从耐腐蚀角度看,汽车齿轮的预先热处理工艺应优选等温退火.     

铲齿用新型空冷贝氏体钢的热处理工艺

为了解决铲齿使用寿命短的问题,对新型贝氏体组织铲齿用钢及其热处理工艺进行了研究。通过火花直读光谱仪和热膨胀仪检测了贝氏体钢的化学成分和相变点,采用正交试验的方法研究了正火温度、回火温度、回火时间对贝氏体钢韧性的影响,确定了最优的热处理工艺,借助扫描电镜(SEM)、Image-J软件、X射线衍射仪(XRD)及数显显微硬度仪等检测了铲齿用贝氏体钢的组织和组织中相组成比例以及其硬度。研究结果表明贝氏体铲齿用钢在热处理过程中影响冲击性能最主要的因素为正火温度,其次为回火温度、最后为回火时间,得到的最优热处理工艺制度为1080 ℃正火后在250 ℃回火90 min,此热处理条件下贝氏体钢具有良好的韧性(18.45 J)和硬度(46.85 HRC)结合,其组织中马氏体含量为23.985%,残留奥氏体含量为9.850%。     

热处理工艺对齿轮钢组织与性能的影响

以22Cr Mo H和20Mn Cr5钢为对象,通过金相观察和硬度测试研究锻后连续冷却、普通正火、等温正火和锻造后余热正火等工艺对渗碳齿轮钢组织与性能的影响。结果表明,随着等温温度的降低,组织中贝氏体数量增加,齿轮钢的硬度逐渐增大。在同一等温温度下,22Cr Mo H钢的硬度高于20Mn Cr5钢。     

锻造及热处理工艺对耐磨钢组织及耐磨性能的影响

研究了锻造变形量与热处理工艺对一种新型耐磨钢显微组织、硬度和耐磨性的影响,并用彩色金相法定量分析了钢中马氏体+残留奥氏体含量。结果表明:不同变形量下耐磨钢组织均为贝马复合相,贝氏体板条厚度由30%变形量的524 nm降低到70%变形量的292 nm,马氏体+残留奥氏体体积分数由25.4%增加至41.1%;与直接进行260 ℃等温转变时相比,先在Ms点以上的330 ℃保温5 min,再进行260 ℃等温转变时的贝氏体板条厚度减少了357.2 nm,磨损量降低了0.02 g,且平均摩擦因数由0.311降至0.212。     

均匀化退火加等温正火工艺对20CrMoH齿轮钢组织和性能的影响

研究了均匀化退火加等温正火对20CrMoH齿轮钢组织、硬度及齿轮最终热处理畸变的影响。结果表明,均匀化退火加等温正火处理能够改善20CrMoH钢的带状组织,使硬度分布均匀,并使齿轮的最终热处理畸变量不超过30μm。     

Nb对中低碳超级贝氏体钢组织与性能的影响

针对无Nb和0.05wt%Nb两种中低碳钢,研究了Nb对0.25wt%C超级贝氏体钢组织与性能的影响。结果表明,对两种试验钢采用轧后先快冷后缓冷的等温工艺,均可获得贝氏体组织。300 ℃等温8 h,含Nb钢贝氏体含量达到80%,屈服强度提高12% (109 MPa),冲击吸收能量达到52 J。通过Thermal-Calc软件计算并结合TEM观察发现,含Nb钢中Nb元素与Mo等元素形成复杂碳化物,析出的细小碳化物钉扎板条边界,细化贝氏体板条,抑制板条合并与粗化,提高板条的稳定性。等温8 h后,含Nb钢的贝氏体铁素体板条尺寸在150~200 nm之间。利用背散射电子和EBSD分析发现,Nb元素通过促进碳化物的析出,降低过冷奥氏体稳定性,促进贝氏体转变,抑制马氏体转变,细化残留奥氏体,提高了组织的均匀性和稳定性,是性能提高的主要机制。     

等温淬火温度对含铌TRIP钢组织和力学性能的影响

利用金相显微镜、X射线衍射等方法研究了0.15C-1.46Si-1.56Mn-0.06Nb冷轧TRIP钢板等温淬火温度对组织和力学性能的影响。结果表明,试验钢最佳的临界热处理工艺:在840℃两相区保温180 s,再快速冷却到420℃并在该温度保温240 s,进行贝氏体等温转变处理。采用这种热处理工艺,试验钢的微观组织为铁素体+贝氏体+残留奥氏体,其中铁素体占72%,贝氏体占20%,残留奥氏体占8%,可获得较佳的相变诱发塑性和较好的强韧性配合,其强塑积可达到2.5×104MPa.%,提高或降低贝氏体等温淬火温度都会降低强塑积。结果还表明,在840℃,适当的延长热处理时间可以提高残留奥氏体体积分数及残留奥氏体的碳含量,有助于提高材料的强塑积。     

高温形变热处理对20CrMnTiH钢锻件组织及性能的影响

为探究锻件在锻后空冷+正火+淬火+回火后性能合格率低的原因,以及采用高温形变热处理对其进行工艺改进后的具体影响,通过显微组织观察和力学性能检测等方法,研究了20CrMnTiH钢锻件在原工艺和高温形变热处理后的组织转变特性和力学性能。结果表明,原工艺的冷速不足导致其淬火组织中出现粒状贝氏体,粒状贝氏体回火产生的碎片状铁素体导致其硬度不足且分布离散,晶粒不够细化则导致冲击性能不足。改进后的工艺保证了充足的冷速,最终得到大量回火托氏体+少量贝氏体的均匀混合组织,而锻热淬火保留的大量塑性变形位错则在回火过程中形成亚晶块,极大地细化了晶粒,同时α相上大量弥散分布的θ-Fe₃C 质点对拉伸变形时的位错起到了钉扎作用,最终使锻件性能得到显著提升。     

U76CrRE钢轨热处理过程组织控制及性能

通过对U76CrRE钢轨热处理时的冷却工艺进行优化,消除了钢轨脱碳层中的异常上贝氏体组织。对异常组织产生的原因进行了分析,提出了U76CrRE钢轨的最佳热处理工艺。在分段冷却过程中,U76CrRE钢轨的强冷介入温度在568 ℃。钢轨内部相变潜热与表面急冷层容易在钢轨脱碳层内形成等温层,是异常上贝氏体组织产生的温度条件;同时,钢轨近表面晶界处严重脱碳为上贝氏体组织形成提供了化学成分条件。U76CrRE钢轨的最佳热处理工艺为淬火开冷温度780 ℃,淬火时间120 s(20 s+100 s),淬火终冷温度控制在410 ℃,返温温度控制在540 ℃。     

Dependency of Deformation Behavior of Retained Austenite in TRIP Steels on Microstructural and Chemical Homogeneity

The room-temperature stability of the retained austenite against strain-induced martensitic transformation, its deformation behavior, the response to the bainitic isothermal treatment, the appearance of yield point elongation and other peculiarities of plastic flow, and the mechanical properties of transformation-induced plasticity(TRIP) steel were tailored based on the chemical homogeneity and the relative distribution of the retained austenite, bainite, and ferrite in the microstructure. The presence of ferritic-pearlitic banded structure in the initial microstructure resulted in an inhomogeneous TRIP microstructure, in which the retained austenite and bainite were confined to some bands and it was found to be responsible for the resultant inferior mechanical properties. The appearance of discontinuous yielding for the chemically inhomogeneous material was related to the martensitic transformation of unstable retained austenite at the initial stage of tensile deformation. These results are essential for better understanding of the behavior of advanced high-strength steels and their applications.     

18CrNiMo7-6渗碳钢等温正火新工艺探讨

18CrNiMo7-6渗碳钢采用常规等温正火处理,极易产生粒状贝氏体组织,很难有效改善二次带状.对18CrNiMo7-6渗碳钢等温正火新工艺的组织和性能进行了研究,具体工艺为?40 mm的试棒保温结束后,直接浸入正火液冷却至700～750℃出液,迅速转移到等温炉650℃等温5～7 h.结果表明,采用等温正火新工艺,获得...     

高硅马氏体型热作模具钢贝氏体等温工艺的研究

研究了贝氏体等温工艺对高硅马氏体型热作模具钢SDH3组织和性能的影响.选择的热处理工艺为固溶+贝氏体等温+回火,结果表明:贝氏体等温处理后SDH3钢的组织为贝氏体+马氏体+残余奥氏体+碳化物,且经320℃贝氏体等温处理试样的强韧性要比380℃等温处理的好.