心部组织对特厚超高强海工钢力学性能的影响

采用控轧-控冷轧制和淬火-回火热处理制备100 mm厚690 MPa级特厚超高强海工钢,对1/4厚处和心部的组织和性能进行了研究。结果表明:320 mm厚度连铸坯轧制成100 mm厚度钢板过程中,心部累积变形量小,心部晶粒度具有很大差异和出现混晶;同时100 mm厚度特厚钢板,淬火过程中由于心部冷却速度慢,淬透性不足,导致心部形成大量粒状贝氏体,高温回火也难以充分分解粒状贝氏体中M/A岛,两者共同作用,降低了特厚板的心部强度、塑性,尤其降低-60℃和-80℃低温冲击性能。     

特厚超高强海工钢表面回火马氏体组织对冲击韧性的影响

320 mm厚度连铸坯采用控轧-控冷轧制成100 mm钢板,通过淬火-回火热处理制备690 MPa级特厚超高强海工钢,研究了表面和1/4厚度处的回火马氏体对系列低温冲击性能的影响。结果表明:特厚钢板表面奥氏体晶粒均匀细小,回火后获得几乎为全回火马氏体组织,其低温冲击韧性比较低。淬火过程中,过快的冷却速度提高了钢板表面马氏体转变的过冷度,引起马氏体转变的形核率降低,导致特厚板表面马氏体板条束、板条块等亚结构的相对粗大,造成冲击韧性低下,尤其降低-60℃和-80℃低温冲击韧性。     

不同热处理工艺对在线淬火Q690钢组织与性能的影响

研究了不同热处理工艺对在线淬火690 MPa级全压式LPG储罐用钢组织和性能的影响。结果表明,采用在线淬火+离线回火工艺,钢板随着回火温度的提高强度降低,韧性有一定提高,回火后都有较好的强韧性匹配;采用在线淬火+调质热处理工艺后,合适的调质工艺虽能满足技术条件要求,但生产流程较长,能耗高。     

低屈强比超高强EH690钢板的研发

采用常规化学成分、轧制和调质热处理工艺生产的超高强EH690钢板屈强比在0.96以上,为了实现钢板较低的屈强比,一般采用低碳、高合金的化学成分设计,然后再进行两次淬火(常温淬火Q+两相区淬火Q＇)+回火的工艺,生产工艺复杂,生产成本较高。为此,采用低合金化学成分设计,合理的控轧控冷工艺及亚温淬火+回火的热处理工艺,研究了不同亚温淬火温度、回火温度对EH690钢板力学性能和显微组织的影响。结果表明:所设计化学成分的EH690钢板经过815 ℃的亚温淬火+480 ℃回火热处理后,钢板具有合适比例的软相铁素体和硬相马氏体双相组织,这种组织在保证钢板具有较好力学性能的同时屈强比也降低到0.90左右。采用该工艺,简化了生产工艺流程,降低了生产成本,实现了低屈强比超高强EH690钢板的工业化大规模生产。     

热处理工艺对含铜超高强度船板钢组织和性能的影响

研究淬火和回火温度对含铜超高强度船板钢的组织及力学性能的影响。结果表明,试验钢通过控轧控冷工艺(TMCP)可以获得板条贝氏体加少量粒状贝氏体的复合组织。经过直接回火后,获得贝氏体组织,可以满足F550级超高强船板钢的性能要求;通过淬火+回火工艺后,获得回火贝氏体和少量索氏体组织,可以满足F620级超高强船板钢的性能要求。     

淬火工艺对大厚度690 MPa级海工钢板组织性能的影响

通过力学性能分析及显微组织观察,对比了淬火+回火(QT),一次两相区淬火+一次淬火+回火(LQT),一次淬火+一次两相区淬火+回火(QLT)三种热处理工艺对大厚度超高强度690 MPa级海洋工程用钢板组织性能的影响。结果表明,3种不同淬火+回火工艺对690 MPa级海洋工程用钢的低温冲击性能影响不同,其中采用一次淬火+回火工艺不能保证大厚度海洋工程钢板的低温冲击性能,尤其是不能保证钢板心部低温冲击性能,采用一次两相区淬火+一次淬火+回火(LQT)工艺能够一定程度提升钢板的低温冲击性能,一次淬火+两相区二次淬火+回火(QLT)工艺结果最理想,能够大幅度提高钢板的低温冲击性能,同时,还能够获得最好的强韧匹配,其中细化晶粒及适合的显微组织状态是决定钢板优良低温冲击性能的关键因素。     

超高强钢的开发进展及工艺分析

本文对国内外屈服强度为690MPa及以上级别超高强钢的开发进展及生产工艺进行了对比分析,结果表明,采用直接淬火及在线淬火+回火工艺可以简化生产工艺、降低生产成本。     

临界淬火工艺处理高强结构钢Q690GJ的韧化机理

研究了QT(淬火+回火)和QLT(淬火+临界淬火+回火)热处理对高强结构钢Q690GJ微观组织及低温韧性的影响。通过金相、扫描电镜等方法,对低温冲击试样、无塑性转变试样进行了微观分析。结果表明:QLT工艺处理的Q690GJ钢低温韧性明显优于QT工艺。微观组织分析表明:QLT工艺处理试验钢组织为板条马氏体+残留奥氏体,临界淬火工艺形成了更多数量的、且较为稳定的残留奥氏体软相,提高了起裂前的塑性变形能力;同时形成更多取向混乱的马氏体板条束,有效阻碍了裂纹的扩展,从而提高低温韧性、降低无塑性转变温度。     

调质工艺对Cr-Ni-Mo-V超高强韧钢组织和力学性能的影响

利用扫描电镜、金相显微镜、冲击试验机结合维氏硬度计研究了780、830和880℃淬火+500～580℃高温回火处理对Cr-Ni-Mo-V超高强韧钢显微组织和力学性能的影响。结果表明,随回火温度的升高,尺寸较大碳化物会发生溶解转变,合金碳化物由基体中不断弥散析出。硬度和冲击性能均随回火温度升高呈现先增大后降低的趋势,与碳化物弥散析出形貌和残留奥氏体分解转变有关;3种温度淬火试验钢均在540℃回火时出现二次硬化峰值,最高值分别为488、517、532 HV20,在540～560℃回火出现最大冲击吸收能量,分别为49.7、58.5、51.0 J。为充分保证钢的强韧性,最佳热处理工艺为830℃亚温临界淬火+560℃回火。     

回火温度对Q690D级高强结构钢组织和性能的影响

研究了回火温度对经一定温度淬火后Q690D级高强结构钢组织和力学性能的影响。结果表明:930℃淬火并于350~660℃回火时,随回火温度的升高,Q690D的淬火组织逐渐转变为回火马氏体、回火托氏体和回火索氏体;强度逐渐降低,屈强比逐渐升高,出现了第一、二类回火脆性,当回火温度为640℃时强韧性配合最好,此时Rp0.2=748 MPa,Rm=802 MPa,A50=41.0%,AKV2(-20℃)=181 J,AKV2(-40℃)=97 J。     

轧制冷却工艺对低合金超高强钢Q1300组织性能的影响

以开发屈服强度大于1 300MPa低合金超高强结构钢为目的,采用不同的轧制及冷却工艺并进行再加热淬火和回火处理,研究了轧制冷却工艺对低合金超高强钢组织性能的影响规律。结果表明,试验钢经控制轧制后奥氏体晶粒被拉长成扁条状,水冷至600℃后再空冷至室温所得到的粒状贝氏体组织较直接空冷至室温的组织细小,高温连续轧制后空冷至室温得到的组织为粒状贝氏体+板条贝氏体;相比高温热轧工艺,采用控轧控冷工艺能增大轧态组织的原奥氏体晶界面积,能有效细化再加热原始奥氏体晶粒,晶粒尺寸可减小3.5μm;经控轧控冷及调质热处理后,钢板具有较好的强韧性,屈服强度为1 345MPa,抗拉强度为1 590MPa,-40℃冲击功为44J,各项性能指标均达到相关标准要求。     

超高铬铸铁板锤的研制与应用

针对大型反击式破碎机的工况和结构特点,研制开发了具有较高综合耐磨性能的超高铬铸铁板锤。板锤最佳热处理工艺为1020℃高温淬火+400℃高温回火,淬火回火组织为回火马氏体+共晶碳化物M7C3+二次碳化物+残余奥氏体,使用寿命为普通高锰钢的3倍以上。     

铜合金压铸模具钢热处理工艺研究

研究新型铜合金压铸模具钢的热处理工艺,讨论了淬火温度、回火温度和回火时间对模具钢组织和力学性能的影响。结果表明,随淬火温度升高,模具钢晶粒长大,高于1100℃时晶粒变得粗大。淬火温度1100℃时,模具钢硬度为63 HRC,室温抗拉强度为1897 MPa,600℃高温抗拉强度为1117 MPa。最佳热处理工艺为1100℃淬火+500℃回火5 h。     

临界区热处理对高温回火脆的影响及其遗传效果

本文通过系列冲击试验,断口分析、俄歇电子能谱分析和金相分析研究了30CrMnSiA 钢临界区热处理以及临界区淬火十低温奥氏体化处理抑制高温回火脆的效果。试验结果表明:1)临界区热处理能有效抑制其高温回火脆。2)临界区淬火十低温奥氏体化处理不能保留临界区热处理改善回火脆的大部分有利作用。在此基础上本文运用断裂能量的观点分析了临界区热处理改善回火脆的原因,并指出了临界区热处理状态的脆断特点;本文还就临界区淬火+低温奥氏体化处理对临界区热处理改善回火脆的遗传效果和机理作了讨论。     

18Cr2Ni4WA钢真空渗碳后热处理工艺的优化

制定了两种不同的热处理工艺,研究18Cr2Ni4WA钢真空渗碳后回火、淬火和深冷工艺对材料组织和性能的影响。结果表明,18Cr2Ni4WA钢渗碳后,经高温回火、淬火、深冷和低温回火处理后,渗碳层深度几乎不受影响,表面残留奥氏体含量显著降低。经680 ℃×5 h两次高温回火+860 ℃淬火+－115.3 ℃深冷+160 ℃低温回火工艺处理后,试样表面硬度为64.2 HRC,渗碳层深度为0.86 mm;并得到由针状回火马氏体、少量残留奥氏体和弥散分布的点状碳化物组成的渗碳层组织和由低碳板条状回火马氏体组成的心部组织,不仅使得表面获得高硬度,同时保证了心部的强韧性。     

中间高温回火工艺对15MnNi4MoA渗碳钢微观组织及性能的影响

研究了15MnNi4MoA钢渗碳后的热处理工艺对其微观组织及性能的影响。设计了3种不同的渗碳后热处理工艺:淬火+低温回火、一次高温回火+淬火+低温回火、两次高温回火+淬火+低温回火,并对热处理后的力学性能及微观组织进行了对比和分析。通过扫描电镜对3种不同热处理后的显微组织和冲击断口形貌进行了观察。同时,对不同热处理工艺的试样进行了维氏硬度和常温冲击吸收能量(U型缺口)检测。结果表明,经3种不同的热处理后,试样的微观组织差异不大,均为马氏体+残留奥氏体组织。其中,经两次高温回火处理所得到的试样,马氏体组织更加细小,力学性能更加突出,心部硬度降低至358 HV,表面硬度提高到664 HV,常温冲击吸收能量达到143 J。     

Q690E海事起重船主弦杆用无缝钢管的开发

1 600 t级海事起重船主弦杆用Φ630 mm×30 mm规格Q690E钢级无缝钢管,一直以来无法顺利实现热轧生产。通过优化钢种化学成分,使钢种1 200℃时的热塑性达到40.8%,有效降低了轧制力及生产难度;控制钢种的碳当量在0.62%以下,保证了材料的可焊性;生产前进行端部淬火试验并测量相变点,热处理采用浸入式淬火,保证了管材的淬透性,热处理加热制度为940℃水淬+650℃回火空冷。最终使得产品的屈服强度达到760 MPa以上。     

35CrMo钢强韧化工艺研究

研究了35CrMo钢经不同工艺热处理后的组织和力学性能。结果表明,与经常规调质处理的35CrMo钢相比较,经790℃亚温淬火+高温回火或常规调质处理后再经790℃亚温淬火+高温回火的35CrMo钢具有更好的强韧性,特别是后者,其抗拉强度、屈服强度、断后伸长率、断面收缩率和冲击韧度分别达到了986MPa、923MPa、18%、41%和156J/cm2。钢的塑性和韧性的提高是由于组织均匀细小、具有少量游离铁素体存在所致。     

热处理制度对960MPa级高强度钢板的组织与性能的影响

研究了热处理制度对960 MPa级高强度工程机械用钢组织与力学性能的影响.结果表明,淬火温度和时间、回火温度对钢的组织、性能和析出物的数量和形态有明显影响;合适的在线淬火加回火工艺可以提高钢的强度和韧性;通过优化热处理工艺成功生产出厚16～50 mm的960 MPa高强度工程机械用钢中厚板.     

亚温淬火工艺对EH47船板钢组织和性能的影响

采用力学性能测试和光学显微镜观察研究亚温淬火工艺对厚度为25 mm的控轧控冷(TMCP)态EH47船板钢组织与性能的影响。结果表明:热处理后TMCP态船板钢的综合性能有较大提高。最佳的亚温淬火工艺为850℃淬火/30 min+500℃回火/30 min,其显微组织为铁素体+回火索氏体。