含磷Cr-Mn-Si和Ni-Cr钢回火脆性的研究——磷在晶界偏聚及添加La的作用

用Auger电子能谱(AES)研究了含磷450ppm的35CrMnSi和35CrNi3钢回火脆性与杂质元素磷及合金元素Ni,Cr,Mn晶界偏聚的关系。含磷钢的回火脆性主要是由磷在原奥氏体晶界偏聚所致。经1200℃油淬、625℃回火1h水冷的所谓“韧态”,磷已在晶界大量偏聚,钢已明显脆化;经阶梯冷却脆化处理后,晶界磷浓度成倍增加。在阶梯冷却脆化期间,Ni-Cr钢中磷的晶界偏聚速率比Cr-Mn-Si钢大。试验钢的FATT与晶界含磷量成正比;Ni-Cr钢中晶界Ni与磷呈线性关系。试验钢中加入La能够减少相同状态下的晶界磷浓度,从而改善钢的回火脆性。     

2.25Cr-1Mo-0.25V钢焊缝冲击性能和显微组织分析

进行了2.25Cr-1Mo-0.25V钢的焊条电弧焊试验,测定其焊缝的成分和冲击吸收功,进行了金相及启裂源观察,对冲击吸收功较低的样品进行脱脆处理.结果表明,冲击吸收功较低的焊缝的Mn,Si,Mo及其杂质元素含量相对较高,Mn,Si,Mo等元素促进杂质元素在晶界上的偏聚,致使晶界性能变坏,断口以沿晶断裂为主,冲击吸收功降低,脱脆处理后,冲击韧性恢复说明焊缝存在高温回火脆性,导致高温回火脆性是由于杂质元素在晶界上的偏聚,因此研制焊条时要严格控制Mn,Si,Mo和杂质元素的含量.     

TEMPER BRITTLENESS OF P-DOPED STEELS 35CrMnSi AND 35CrNi3——Grain Boundary Segregation of P and Effect of La Addition

用Auger电子能谱(AES)研究了含磷450ppm的35CrMnSi和35CrNi3钢回火脆性与杂质元素磷及合金元素Ni,Cr,Mn晶界偏聚的关系。含磷钢的回火脆性主要是由磷在原奥氏体晶界偏聚所致。经1200℃油淬、625℃回火1h水冷的所谓“韧态”,磷已在晶界大量偏聚,钢已明显脆化;经阶梯冷却脆化处理后,晶界磷浓度成倍增加。在阶梯冷却脆化期间,Ni-Cr钢中磷的晶界偏聚速率比Cr-Mn-Si钢大。试验钢的FATT与晶界含磷量成正比;Ni-Cr钢中晶界Ni与磷呈线性关系。试验钢中加入La能够减少相同状态下的晶界磷浓度,从而改善钢的回火脆性。     

高强度厚壁钢的回火脆性研究

研究了4个高强度火炮身管用钢化学成分、晶粒度、组织对回火脆性的影响,结果表明:34Cr Ni3Mo V,34Cr Ni4Mo V和34Cr Ni4WMo V这3个钢种都不同程度的表现出回火脆性,并且这3种钢的韧-脆转变温度△FATT增大,而回火脆性倾向也变大。30Cr Ni5Mo V钢无论是强度、韧性,还是回火脆性均优于其他3种钢。     

Cr12MoV 钢

正Cr12MoV钢是在优质Cr12钢基础上研制的。主要加入Mo、V起细化晶粒和共晶碳化物作用,能提高强韧性,耐磨性与淬透性。少量Mo、V固溶于奥氏体中,进一步提高淬透性,也能强化基体和改善回火稳定性。淬火后残余奥氏体较多,减少了淬火变形。回火时,有二次硬化现象。Mo元素还改善钢的回火脆性。降低C元素含量,有利于改善碳化物的严重偏析,降低钢脆性。另外Si元素还改善碳化物分布与形态。主要化学成分:1.45%~1.70%C;≤0.40%Si;0.40%Mn;11.00%~12.50%Cr;0.15%~0.30%V;0.40%~0.60%Mo;≤0.030%P;≤0.030%S。     

热处理工艺对Cr5Mo1V模具钢组织和性能的影响

研究了不同热处理工艺下Cr5Mo1V冷作模具钢的显微组织和力学性能。结果表明:Cr5Mo1V冷作模具钢经860℃×2 h+740℃×5 h退火后,组织为粒状珠光体+块状、粒状碳化物,碳化物主要是富含Cr、Mo、V等元素的M7C3碳化物,退火后硬度为23 HRC,再经520℃×2 h回火处理后组织为回火马氏体、碳化物和残余奥氏体,回火后出现二次硬化现象,硬度达到最大值62 HRC,抗拉强度达到1035 MPa,但伸长率仅为2.3%,塑性较差,这与材料成分、组织不均匀性有关,需要通过改善成分偏析及组织的均匀性,并结合合理的热处理工艺进一步改善材料性能。     

1Cr4Ni2P钢亚温淬火结构和性能研究

用红土镍矿为原料冶炼的1Cr4Ni2P钢具有较高的磷含量,作为结构钢在调质处理后不可避免地出现严重的回火脆性,要除去磷则会损失原矿中的铬,同时也会增加冶炼成本。研究表明,1Cr4Ni2P钢经过820℃不完全淬火+250℃回火后,避免了磷元素沿原奥氏体晶界的偏聚,得到板条状回火马氏体和弥散分布着细小碳化物颗粒的铁素体的混合组织,可以保证1Cr4Ni2P钢既有很高的强度又有非常高的韧性。     

中温压力容器钢12Cr2Mo1R的回火脆性

对中温压力容器钢12Cr2Mo1R进行最小模拟焊后热处理,并应用阶梯冷却实验对其焊后回火脆性进行了评定和分析。结果表明,在-78~20℃内,试样冲击断口形貌均为韧窝特征,冲击功值高于54 J,中温压力容器钢12Cr2Mo1R焊后具有优良的抗回火脆性,这是因为其含P极低,同时含有较高的Mo在一定程度上阻碍了P在晶界的偏聚。     

12Cr2Mo1V钢回火的显微组织及力学性能研究

采用力学性能检测、显微组织观察等方法,研究了回火热处理及焊后热处理对12Cr2Mo1V钢组织及力学性能的影响。试验结果表明:在回火及焊后热处理过程中,在晶界上会有析出相M23C6析出。保温时间越长,晶界上M23C6越多;而M23C6在晶界析出是导致12Cr2Mo1V钢力学性能下降的主要原因。     

利用APT对RPV模拟钢中界面上原子偏聚特征的研究

核反应堆压力容器(RPV)模拟钢样品经过660℃调质处理和370℃时效3000 h后,用原子探针层析法研究了晶界和相界面上原子偏聚的特征.结果表明,Ni,Mn,Si.C,P和Mo在晶界处均有不同程度的偏聚,偏聚倾向由强到弱依次为:C,P,Mo,Si,Mn和Ni.Cu在晶界处会出现贫化现象.Si在晶界上的偏聚程度与晶界的特性有关.在这几种元素中,C在晶界上偏聚的宽度最大,如以成分分布图中浓度峰的半高宽来比较,C的偏聚宽度是Mn,Ni和M0的1.5倍.在富Cu相与α-Fe的相界面处,Ni和Mn有明显的偏聚,而C,P.Mo和Si倾向偏聚在相界面的α-Fe一侧,且偏聚的程度比晶界处的低.