两相区淬火+回火对建筑用钢组织与性能的影响

对建筑用低合金钢进行了直接淬火+回火、一次淬火+回火和二次淬火+回火热处理,研究了奥氏体化温度对试验钢拉伸性能、-20℃冲击性能和显微组织的影响规律,优化了试验钢的淬火+回火工艺,并分析两相区淬火+回火工艺的作用机理。结果表明,三种不同热处理工艺下,试验钢的抗拉强度、规定塑性延伸强度、屈强比和-20℃冲击吸收能量都随着奥氏体化温度的升高而呈现不断降低的趋势,采用一次淬火+回火或二次淬火+回火热处理可以显著降低试验钢的屈强比并提高冲击吸收能量,适宜的奥氏体化温度为900~1000℃;直接淬火+回火试样的显微组织为回火马氏体,一次淬火+回火和二次淬火+回火试样的显微组织都为回火马氏体+铁素体,同时在马氏体板条界面或者相界面处析出了尺寸不等的细小M_(23)C_6相。     

热处理对高层建筑用钢组织与力学性能的影响

研究了奥氏体化温度对高层建筑用钢拉伸力学性能、-20℃冲击性能和显微组织的影响,分析了直接淬火+回火、一次淬火+回火和二次淬火+回火热处理这3种热处理工艺,并优化了试验钢的淬火+回火工艺。结果表明:试验钢在这3种热处理工艺下的抗拉强度、屈服强度、屈强比和-20℃冲击功都随着奥氏体化温度的升高呈现降低的趋势,采用一次淬火+回火或二次淬火+回火热处理可以显著降低试验钢的屈强比并提高冲击韧性,适宜的奥氏体化温度为900~1000℃;直接淬火+回火试样的金相组织为回火马氏体,一次淬火+回火和二次淬火+回火试样的金相组织都为回火马氏体+铁素体;同时,在马氏体板条界面和相界面处析出了尺寸不等的细小M23C6相。     

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。     

热处理对高强建筑钢组织和性能的影响

对试验钢进行了不同的两相区直接淬火+回火处理。对试样显微组织进行了观察,并对力学性能进行了检测,研究了淬火温度和回火温度对试验钢组织和性能的影响。结果表明,钢板回火显微组织以多边形铁素体+岛状回火马氏体为主。随着直接淬火温度的升高,回火马氏体含量增加,铁素体含量减少,组织中少量珠光体逐渐转变为贝氏体;屈服强度和抗拉强度均升高,屈强比先保持恒定后有所升高,伸长率逐渐下降,冲击功则是先大幅降低后几乎不变。当回火温度低于400℃时,马氏体形态没有明显改变;当回火温度超过500℃时,马氏体岛开始分解,碳化物析出量增加。随着回火温度升高,抗拉强度几乎呈线性降低,屈服强度则先升高后降低,屈强比升高,伸长率和冲击功先下降后提高。     

热处理工艺对高强建筑用钢组织和力学性能的影响研究

采用箱式电阻炉对试验钢进行了三种不同淬火温度的淬火+高温回火热处理,并对试样的显微组织进行了观察,对拉伸和冲击力学性能进行了检测。结果表明,在两相区淬火的试样的显微组织以多边形铁素体+岛状马氏体为主,随淬火温度升高,铁素体含量逐渐降低,马氏体含量逐渐增加,晶粒逐渐细化;回火组织以回火马氏体+铁素体为主,与淬火组织相比,铁素体明显粗化,马氏体含量下降,马氏体板条特征逐渐消失,铁素体晶界有较多碳化物析出;随淬火温度升高,回火后钢板屈服强度、伸长率和低温冲击韧性均逐渐升高,抗拉强度先提高后略有下降;试验钢经800℃淬火+500℃回火能获得优良的综合力学性能。     

热处理工艺对690 MPa级低屈强比高强钢组织性能的影响

采用控轧+两相区淬火+回火(TMCP+ Q'+T)工艺制备了690 MPa级低屈强比高强度结构钢,重点研究了两相区淬火温度和回火温度对实验钢组织性能的影响.结果表明,随着两相区淬火温度的升高,实验钢中铁素体相体积分数减少,铁素体的形貌由多边形转变为针片状且更加细小均匀,马氏体相的体积分数逐渐增加,尺寸变大,但实验钢的力学性能并未出现明显的变化;随着回火温度升高,实验钢中针片状的铁素体发生回复再结晶,马氏体发生分解,实验钢的塑性和韧性提高,但强度降低,屈强比升高.     

热处理对75Cr1锯片用钢组织及性能的影响

对轧制态75Cr1锯片用钢在800~880 ℃进行油淬并在400~480 ℃进行回火,采用光学显微镜、万能力学性能试验机、冲击试验机及洛氏硬度计分别分析其显微组织、力学性能变化规律。结果表明,淬火试样组织为马氏体+残留奥氏体;随着淬火温度的升高,马氏体组织不断粗化;硬度随淬火温度的升高由800 ℃的59 HRC逐渐提高到880 ℃的68 HRC。随着回火温度的升高,试样组织由淬火马氏体转化为回火马氏体、回火马氏体+回火索氏体组织;强度、硬度逐步降低,而塑性、韧性相应提高。最佳热处理工艺为840 ℃（保温20 min）淬火+460 ℃（保温60 min）回火。     

两相区正火和回火对微合金化钢力学性能与显微组织的影响

通过光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)等分析手段,对不同热处理工艺下微合金化钢的显微组织与力学性能进行了研究,并分析了相应的作用机理。结果表明,直接正火态试验用钢的组织为针状铁素体,一次正火态和二次正火态试验用钢的组织分别多边形铁素体+针状铁素体和板条状铁素体+针状铁素体,回火处理后试验用钢的组织形态变化不大,在铁素体界面处析出了较多的M_(23)C_6型碳化物,且二次正火+回火态试样中M_(23)C_6型碳化物的平均尺寸最小、数量密度最大;虽然两相区正火能够降低试验用钢的屈强比,但是两相区正火不一定会提高试验用钢的强塑性和冲击吸收能量,而只有二次正火才能有效提高试验用钢的强塑性和冲击吸收能量。     

两相区淬火对NV-F690钢性能与组织演变的影响

研究了一种低碳含铜NV-F690钢在固溶淬火+回火(QT)和固溶淬火+两相区淬火+回火(QIT)热处理过程中的组织演变与性能。使用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)分别研究了QT态和QIT态钢板的精细组织,测试了钢板的室温拉伸性能,在-60℃下进行了Charpy冲击试验(CVN)。经QT处理的NV-F690钢板的屈强比为0.97,经QIT处理的钢板的显微组织为板条状的二次回火LM+铁素体,其屈强比为0.89,低温韧性显著提高。     

热处理工艺对工程机械用钢组织与性能的影响

研究了一次淬火、二次淬火和回火对工程机械用钢组织与性能的影响。结果表明:热轧态试验钢中的铁素体呈现出板条状形态,M/A岛则主要分布在奥氏体晶界和铁素体边界上;经过一次淬火处理后,工程机械用钢呈现出板条贝氏体形态,内部亚结构是高密度的位错缠结构成的位错胞;热轧态试验钢中的奥氏体含量约4.23%,经过一次淬火处理后试验钢中残留奥氏体基本消失;经过两次淬火和回火后,工程机械用钢获得了板条贝氏体组织以及弥散析出的细小颗粒状ε-Cu相;740~780℃二次淬火+500~560℃回火处理后,试验钢的力学性能满足工程机械用钢指标要求,且屈强比保持在0.86左右。     

热处理对高层建筑用钢微观组织与力学性能的影响

通过金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)等分析手段,对不同热处理工艺下建筑用微合金化钢的显微组织与力学性能进行了研究,并分析了相应的作用机理。结果表明,直接正火态试验钢的组织为针状铁素体,一次正火态和二次正火态试验钢的组织分别为多边形铁素体+针状铁素体、板条状铁素体+针状铁素体,回火处理后试验钢的组织形态变化不大,在铁素体界面处析出了较多的M23C6碳化物,且二次正火+回火态试样中M23C6碳化物的平均尺寸最小、数量密度最大;虽然两相区正火能够降低试验钢的屈强比,但是只有二次正火才能有效提高试验钢的强塑性和冲击功。     

临界淬火+回火工艺对超高强海工钢屈强比的影响

对150 mm厚度连铸坯采用控轧-控冷轧制成20 mm钢板,通过淬火+回火热处理制备690 MPa级超高强海工钢。对比了高温淬火+回火、临界淬火+回火、两相区淬火+回火热处理工艺对690 MPa级超高强海工钢显微组织和力学性能的影响。结果表明:经临界淬火+高温短时回火后,海工钢组织由回火马氏体和板条铁素体组成,可以大幅降低屈强比。同时,海工钢保持良好屈服强度和抗拉强度,韧性和塑性不降低或者稍微降低。     

NM500耐磨钢的QLT热处理工艺

对NM500耐磨钢进行940℃淬火+两相区淬火+回火(QLT)热处理，研究了两相区淬火温度(820～880℃)和回火温度(200～600℃)对试验钢显微组织和力学性能的影响。结果表明，在两相区淬火温度从820℃升至880℃的过程中，试验钢为马氏体和铁素体双相组织，且铁素体含量逐渐降低，马氏体含量增多，试验钢的强度和硬度提高，-40℃冲击吸收能量从67 J降低至33 J。在870℃两相区淬火，200～600℃范围内回火时，随回火温度的升高，板条马氏体和残留奥氏体逐渐分解，碳化物形态和分布发生变化；试验钢抗拉强度和硬度逐渐降低，低温冲击性能先降低后升高，试验钢达到良好强韧性匹配的回火温度区间为200～250℃。     

薄规格12MnNiVR储罐钢低屈强比控制策略

利用力学性能测试、光学显微镜、扫描电镜观察等方法分析了不同规格调质态12MnNiVR储罐钢显微组织对屈强比的影响。试验结果表明,12MnNiVR钢板淬火后主要组织为马氏体+部分针状铁素体/贝氏体铁素体,18 mm薄规格钢板的针状铁素体体积分数在10%~15%,而33.5 mm厚规格钢板的针状铁素体体积分数可以达到40%以上。通过优化薄规格钢板淬火冷速、淬火温度、回火温度等工艺参数,提高薄规格钢板针状铁素体体积分数,能够降低薄规格钢板屈强比。     

60CrNiMo轧辊钢的热处理工艺

通过光学显微镜观察试验钢的显微组织,利用万能试验机、摆锤冲击试验机和布氏硬度计分别检测试验钢的强度、塑性、冲击性能和硬度,研究了热处理工艺对60CrNiMo轧辊钢组织性能的影响。结果表明,400℃等温淬火时得到的贝氏体和珠光体的混合组织其强度和塑韧性较差;相比较于马氏体等温淬火+高温回火工艺,采用两相区亚温淬火,形成的铁素体和回火马氏体双相组织,可有效改善试验钢的力学性能,并且可以避免淬火裂纹的产生;试验钢经马氏体等温淬火+亚温淬火+高温回火热处理后其布氏硬度为318 HBW,规定塑性延伸强度(R_(p0.2))为797 MPa,抗拉强度为981 MPa,伸长率15%,断面收缩率为46%,室温冲击吸收能量达到66 J,各项性能指标均优于国家标准JB/T 6401—2017中的要求。     

热处理对30CrMo锯片用钢组织及力学性能的影响

对轧制态30CrMo锯片用钢在830～890℃范围内保温10 min油淬后,在380～500℃温度范围内保温60min后水冷处理。采用光学显微镜、冲击试验机及洛氏硬度计分别分析其金相显微组织、硬度、冲击韧性等。结果表明:淬火组织为淬火马氏体+残余奥氏体;随着淬火温度的升高,淬火马氏体组织数量增多,尺寸长大;硬度随淬火温度的升高由830℃的48 HRC逐渐提高到890℃的54 HRC。随着回火温度的升高,试样的组织由淬火马氏体逐渐转化为回火马氏体、回火马氏体+回火屈氏体、回火马氏体+回火索氏体组织;硬度逐步降低,韧性相应提高。最佳热处理工艺为860℃(保温10 min)淬火+440℃(保温60 min)回火。     

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。     

热处理对HSLA100钢组织性能的影响

采用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射分析(XRD)和拉伸试验机等研究了一次淬火+回火和二次淬火+回火热处理对HSLA100钢显微组织与力学性能的影响。结果表明:热轧态HSLA100钢组织由粒状贝氏体和形状不规则M/A小岛组成;一次淬火后HSLA100钢中贝氏体呈现大致平行排列的板条状,内部可见高密度位错缠结形成的位错胞;热轧态HSLA100钢中奥氏体含量约为4.22%,900℃一次淬火后,奥氏体基本消失;HSLA100钢适宜的二次淬火温度为740～780℃时,二次淬火后进行500～560℃回火,HSLA100钢在具有较高强度和塑性的同时获得较低的屈强比,能够在获得较低屈强比(约0.86)的同时满足HSLA100钢拉伸性能的使用要求;900℃一次淬火+740℃二次淬火+560℃回火后HSLA100钢中弥散析出的纳米级ε-Cu相可以起到第二相强化作用,过高的回火温度会使得强化效果减弱。     

淬回火工艺对建筑用20MnSi钢组织与力学性能的影响

利用光学显微镜、拉伸试验机等研究了不同淬回火工艺对20MnSi钢显微组织与力学性能的影响。结果表明:经920℃淬火后,20MnSi试验钢的组织为板条状马氏体。当淬火温度升高到960℃时,组织中马氏体发生粗化。在840～960℃,随着淬火温度的升高,试验钢强度先升高后降低,920℃淬火试验钢的强度达到最大值。在420～620℃,随着回火温度的升高,试验钢的强度、屈强比逐渐降低,伸长率逐渐升高。经920℃淬火+420℃回火处理的20MnSi钢强度达到900 MPa,伸长率、屈强比满足使用要求,为理想的淬回火工艺。     

调质工艺对Q390E海洋工程用管组织与性能的影响

用力学性能测试和微观组织分析等方法,研究了不同调质工艺对Q390E海洋工程用管微观组织和力学性能的影响。结果表明:Q390E海洋工程用管在890℃淬火+690℃回火可获得全部贝氏体,其强韧性匹配最佳;Q390E海洋工程用管实际的A_(c1)温度在690~710℃;在相同淬火温度时,当回火温度升高至710℃,Q390E海洋工程用管在两相区回火,基体组织出现明显的先共析铁素体,材料的低温冲击韧性严重恶化,且抗拉强度上升,屈强比降低。