热处理制度对低碳马氏体钢组织及性能的影响

以Ti微合金马氏体钢为研究对象,通过光学显微镜、扫描电镜等手段,研究了加热温度对试验钢奥氏体晶粒大小的影响,同时研究了奥氏体化温度对试验钢组织和力学性能的影响。结果表明,随着加热温度的升高,试验钢的奥氏体晶粒呈增大趋势,晶粒粗化温度为1050 ℃。随着重新奥氏体化温度升高,奥氏体晶粒呈现先细化再粗化的过程,880 ℃下奥氏体晶粒最细,抗拉强度和屈服强度分别达到1657 MPa和1343 MPa,韧性优于传统马氏体钢。     

热处理工艺对Q125钢组织性能的影响

采用Gleeble-2000热模拟试验机,以套管钢Q125为研究对象,研究了连续冷却过程冷速对相变行为的影响,以及奥氏体化温度、加热速率对试验钢组织遗传的影响和晶粒细化作用的机制。结果表明:热轧生产在580～660℃终冷可以获得铁素体+珠光体的低强度组织;试验钢在950℃及以上温度可以充分奥氏体化,随奥氏体化温度的升高淬火态组织呈细化趋势;经1～100℃/s的加热速度升温至950℃奥氏体化后淬火,淬火态组织随加热速度升高亦呈细化趋势。根据热模拟的结果进行实验室调质热处理,经950℃淬火+550℃回火后,屈服强度提高至943 MPa、抗拉强度提高至1055 MPa、屈强比0.89、断后伸长率A_(50)=16.5%,均满足API 5CT标准要求。     

EH40船板钢奥氏体晶粒长大及连续冷却相变规律

采用Gleeble-3800热模拟试验机对EH40船板钢进行热模拟试验,通过金相显微镜(OM)、维氏硬度计等设备,分析了奥氏体晶粒尺寸随加热温度升高的粗化行为及不同冷却速度下EH40钢的组织演变与硬度变化。结果表明,奥氏体粗化温度在1200℃以上,奥氏体经950℃保温后冷却,未变形时,在0.5～1℃/s的冷速范围内,组织主要由铁素体与珠光体构成;当冷速达到2℃/s后,组织中开始出现粒状贝氏体与板条贝氏体;随着冷速持续增大,板条贝氏体比例逐渐上升并均匀化,板条形貌逐渐细化,基体硬度由157 HV5提高至214 HV5;经60%变形后,与未变形时相比,EH40钢的晶粒发生明显细化,钢中铁素体相变区扩大,基体硬度由164 HV5提高至234 HV5。     

M50NiL轴承钢的奥氏体晶粒长大行为

利用Gleeble-3500型热模拟试验机研究不同加热温度(900~1200℃)和保温时间(3~60 min)下轴承钢M50NiL的奥氏体晶粒长大规律。结果表明:随着加热温度的升高和保温时间的延长,M50NiL钢奥氏体晶粒尺寸都会增大。在温度低于1100℃时,奥氏体晶粒长大较缓慢,M50NiL钢表现出良好的抗晶粒粗化能力,但是当温度升高到1200℃时,保温时间小于30 min时,奥氏体晶粒迅速长大;通过对试验数据进行线性拟合得出了M50NiL钢奥氏体晶粒长大模型。     

SXQ500/550D钢奥氏体晶粒长大行为及其影响因素

采用光镜和电镜相结合的方法,研究SXQ500/550D钢再加热奥氏体化后晶粒长大行为以及温度、第二相粒子、原始组织及亚温淬火工艺对奥氏体晶粒长大行为的影响。结果表明:试验钢的晶粒粗化温度为1020℃,故奥氏体化时温度最好低于1020℃。当在870～970℃之间淬火时第二粒子数量较多,奥氏体晶界几乎完全被钉扎,奥氏体晶粒的生长速度较慢;随着温度不断升高,第二相粒子数量减少,钉扎作用被削弱甚至失效,在温度达到1020℃时奥氏体晶粒快速长大。原始组织越均匀细小,碳化物弥散度越大,则奥氏体晶粒越细小。试样经单相区淬火处理后再进行一次亚温淬火处理,晶粒得到明显细化,组织也变得均匀。     

锻造加热温度对20Cr2Ni4A钢奥氏体晶粒长大及力学性能的影响

研究了锻造加热温度(1050~1200 ℃)和锻造保温时间(40~120 min)对20Cr2Ni4A钢经相同锻造变形后锻后奥氏体晶粒长大行为的影响,并对不同锻造加热温度下的淬火态20Cr2Ni4A钢进行了力学性能检测。结果表明,锻后20Cr2Ni4A钢奥氏体晶粒长大规律在低于1150 ℃仍然符合Beck模型,模型计算值与实际测量值相吻合。随着锻造加热温度的升高,奥氏体晶粒长大呈现先缓慢增加后快速增加的规律。当锻造加热温度超过1150 ℃时,第二相粒子大量溶解,对晶界的钉扎作用急剧减弱。综合考虑20Cr2Ni4A钢锻后奥氏体晶粒尺寸均匀性、热处理后力学性能测试结果及可锻性因素,确定最优锻造加热温度为1150 ℃。     

一种磨球用高碳钢奥氏体晶粒长大行为

研究了一种磨球用钢GN-6A在不同加热温度(800~1050℃)和保温时间(30~120 min)下的奥氏体晶粒长大规律。采用直线截点法计算各试样的奥氏体晶粒尺寸,通过Arrhenius公式对奥氏体晶粒尺寸进行拟合,建立GN-6A钢在加热保温过程中的奥氏体晶粒长大模型,并验证模型的准确性。结果表明,随加热温度的升高,GN-6A钢奥氏体晶粒尺寸的长大呈指数趋势,随保温时间增加,呈抛物线趋势长大,900℃为奥氏体晶粒粗化温度,T≥900℃后奥氏体晶粒长大迅速。通过对950℃×45 min、1000℃×150 min、1000℃×180 min模型拟合的晶粒尺寸和试验结果进行比较,吻合度均高于94%,验证了该模型的正确性。     

500 MPa级门架型钢的奥氏体晶粒长大行为

为探究加热温度和保温时间对500 MPa级门架型钢奥氏体晶粒尺寸的影响,以两种不同成分试验钢为研究对象,采用了SK型管式加热炉分别将试验钢加热到1000~1200 ℃下保温15、30 min,快速冷却后对组织进行观察。结果表明,奥氏体晶粒尺寸随着加热温度的升高和保温时间的延长而长大,Cr元素的添加对奥氏体晶粒的长大具有一定的抑制作用,研究结果对制定大生产加热具有实际指导作用。     

奥氏体化处理对 WHT1300HF热成形钢组织和性能的影响

利用材料万能试验机、金相显微镜和透射电镜研究了热成形钢WHT1300HF在850、900和950℃分别保温5 min,以及在900℃分别保温2、10和15 min奥氏体化处理并模拟热冲压淬火后的组织和性能变化规律。结果表明,随着奥氏体化温度从850℃升高到950℃,试验钢的屈服强度先下降后有所升高,抗拉强度和伸长率均呈明显的下降趋势,显微硬度则迅速升高;而试验钢的强度、伸长率和显微硬度均随奥氏体化时间的延长呈明显的下降趋势。另外,在850℃和900℃保温2 min奥氏体化处理,试验钢的微观组织中均存在铁素体,而在900℃及以上的温度或在900℃保温5 min及更长时间奥氏体化处理后均为全马氏体组织;奥氏体晶粒大小随加热温度的升高和保温时间的延长逐渐增大,但加热温度对奥氏体晶粒的长大作用更显著。     

钛微合金化热轧高强钢奥氏体晶粒粗化行为

对钛微合金化热轧高强钢奥氏体晶粒粗化行为进行了实验研究。结果表明:当保温时间相同时,随着加热温度的升高,实验钢奥氏体平均晶粒尺寸呈现出先缓慢上升后迅速上升的趋势;当加热温度相同时,实验钢奥氏体平均晶粒尺寸随着等温时间的延长呈抛物线规律长大,1150℃加热奥氏体平均晶粒尺寸与保温时间的经验公式为:D1150℃=17.1 t0.2385,1250℃加热奥氏体平均晶粒尺寸与保温时间的经验公式为:D1250℃=29.9 t0.2916。综合考虑加热温度与保温时间对实验钢奥氏体晶粒尺寸的影响,并考虑微合金元素的溶解与析出规律,实验钢的加热温度定为1250℃左右,保温时间定为40 min较合适。     

变形和冷却工艺对含Ti-Nb高强汽车用钢组织性能的影响

为进一步降低成本和提高生产效率，通过热模拟实验研究了奥氏体化温度、变形温度、冷却速率和卷取温度对抗拉强度650 MPa级Ti-Nb微合金化汽车用钢组织和性能的影响规律，并进行了工业试制。结果表明：随着板坯加热温度的升高，实验钢中的析出物回溶于奥氏体中，使得奥氏体晶粒尺寸逐渐增大，综合考虑奥氏体晶粒尺寸大小和均匀程度，实验钢的最优奥氏体化温度为1 220℃;随着变形温度的升高，实验钢中的铁素体体积分数逐渐减少，晶粒逐渐粗化，实验钢的硬度变化是细晶强化和相变强化综合作用的结果；随着冷却速率的增加，实验钢中铁素体含量逐渐降低且晶粒逐渐细化，实验钢硬度增加；随着卷取温度的升高，实验钢的硬度逐渐降低，在本实验条件下最优的卷取温度为650℃。基于热模拟研究结果，在工业现场成功制备出抗拉强度650 MPa级高强汽车用钢，其组织为铁素体和少量的贝氏体；其屈服强度、抗拉强度、伸长率分别为593 MPa, 676 MPa和24.2%,满足EN 10149.2—1996标准的要求。     

38CrMoAl钢的奥氏体晶粒长大行为

将38CrMoAl钢加热至1000~1200 ℃ 的奥氏体化温度,保温时间为0~300 s,研究了奥氏体化温度和保温时间对奥氏体晶粒长大行为的影响。试验结果表明,试验钢奥氏体平均晶粒尺寸随奥氏体化温度升高而增大,且晶粒长大速率随着温度的升高而增大。在同一奥氏体化温度下,奥氏体平均晶粒尺寸随保温时间的增加逐渐增大,且晶粒长大速率随时间的延长逐渐减小。根据试验钢奥氏体晶粒尺寸试验数据,建立了38CrMoAl钢奥氏体晶粒尺寸与奥氏体化温度和保温时间关系的Sellars模型,并验证了模型的准确性。     

预正火对GCr15钢奥氏体晶粒长大的影响

研究了经不同温度预正火的ＧＣｒ１５钢奥氏体化后的晶粒尺寸。结果发现，适当温度的预正火可以细化奥氏体的晶粒；随着预正火温度的升高．晶粒粗化温度降低。     

H13钢锻材加热时的奥氏体晶粒长大规律

利用金相试验方法,对H13钢锻材在不同加热温度(1030～1150℃)及保温时间(30～120 min)下的奥氏体晶粒长大规律进行研究。结果表明:温度升高和保温时间延长均可促使H13钢奥氏体晶粒的不断长大,温度升高对晶粒长大的促进作用更显著。H13钢的奥氏体晶粒粗化温度在1100～1120℃之间,优选固溶温度为1100℃。在Sellars模型的基础上,对试验数据进行回归分析,建立了H13钢锻材加热时奥氏体晶粒长大模型:D~(5. 369)=D_0~(5. 369)+5. 6154×10~(97)exp[- 2431 085. 76/RT]t,该模型计算值与测量值吻合度较高。     

高铁轴承用20CrNi2MoV钢奥氏体晶粒长大行为研究

在温度为900、1000、1050、1100、1150、1200℃保温时间为10、20、30、60 min时,利用管式电阻炉加热了20CrNi2MoV钢,并研究了钢的奥氏体晶粒长大行为,测试了不同工艺下的晶粒尺寸。结果表明,随着加热温度的升高和保温时间的延长,奥氏体晶粒尺寸增大;当温度超过1050℃或保温时间超过30 min时,实验钢奥氏体晶粒开始发生明显的粗化。通过对实验数据的拟合,获得了20CrNi2MoV钢奥氏体晶粒长大数学模型。与实验结果比较,拟合效果良好。     

中锰钢的奥氏体晶粒长大动力学研究

对中锰钢在950～1200℃条件下分别进行15～120 min等温奥氏体化的热处理实验,研究其奥氏体晶粒长大行为。结果表明:随着加热温度的升高和保温时间的延长,奥氏体晶粒均会长大。当加热温度低于1100℃时,奥氏体晶粒长大缓慢,但是当加热温度高于1150℃时,奥氏体晶粒明显粗化。通过对实验数据进行线性回归,获得了实验钢的奥氏体晶粒长大动力学模型。     

低碳Mn-Mo-Nb-B钢奥氏体晶粒长大倾向性试验研究

研究了低碳Mn-Mo-Nb-B系钢的韧化方向和韧性控制因素中所涉及的主要问题——原始晶粒控制。研究表明:在1250℃左右的加热温度,5min/mm的保温时间内,钢的奥氏体晶粒仍然保持在50μm左右,为奥氏体的再结晶轧制提供了良好的奥氏体晶粒度,但当加热温度高于1250℃后,出现晶粒急骤长大现象。本试验为该类钢制定更合理的加热制度提供了参考。     

加热温度对含Nb中碳钢奥氏体晶粒长大的影响

利用微合金析出物与临界晶粒尺寸的定量关系,研究了Si含量较高的中碳Nb微合金钢在不同加热温度下的奥氏体晶粒长大规律。结果表明,随着加热温度的升高,试验钢中奥氏体晶粒逐渐长大,当温度高于1100℃时,晶粒开始粗化。由经验模型可得,随着温度的升高,析出相的体积分数逐渐减少,而颗粒半径逐渐增大,由于二者的共同作用导致了奥氏体晶粒在高于1100℃时迅速粗化;在实验的基础上,得到了适用于试验钢的晶粒长大模型。     

10Ni3MnCuAl钢加热和冷却过程中的显微组织演变

采用高温金相技术,研究了10Ni3Mn Cu Al钢加热至950℃以及保温过程中的显微组织演变行为和其后200℃/min冷速下的马氏体相变行为及其切变特点。结果表明:试验钢在加热到950℃奥氏体化过程中,新的奥氏体晶粒会在原始晶界处和晶内同时形核并长大。随着保温时间的延长,奥氏体晶粒逐渐长大,最终形成平均晶粒尺寸为20μm、大小均匀的晶粒。在其后冷却过程中,试验钢发生马氏体转变,原奥氏体晶粒尺寸不变。     

基于Matlab的300M钢奥氏体晶粒的长大规律

研究了300 M钢在不同加热温度(850～1180℃)和保温时间(5～120 min)下的奥氏体晶粒长大规律。绘制了300 M钢奥氏体晶粒尺寸在不同加热温度和保温时间下的等值线图;利用Sellars晶粒长大模型,构建了300 M钢的奥氏体晶粒长大数学模型。结果表明,300 M钢在高温加热时具有较好的抗晶粒粗化能力,在1050℃左右开始粗化。奥氏体晶粒尺寸等值线图可定性和定量预测奥氏体晶粒长大规律;奥氏体晶粒长大数学模型可用两个数学公式来描述,即当加热温度为850℃≤T≤1050℃时,d6.14=texp(68.97-64945.88/T);当加热温度为1050℃≤T≤1180℃时,d7.39=texp(134.56-144504.52/T)。