热处理工艺对1.25Cr0.5MoSi钢组织和力学性能的影响

通过Gleeble-3800热模拟和热处理试验研究了热处理工艺对1.25Cr0.5Mo Si钢组织和性能的影响。结果表明:钢在950℃保温140 min后淬火水冷(冷却速率3~20℃/s),然后710℃保温245 min回火,空冷可获得回火贝氏体组织和优良的综合力学性能。钢板试样经模拟焊后热处理组织为回火贝氏体,钢板在690℃模拟焊后热处理0~32 h后,屈服强度达到400~470 MPa,抗拉强度560~600 MPa。当冲击温度低于-20℃时,冲击功急剧下降。随着模拟焊后热处理时间的延长,碳化物逐渐变粗大并沿晶界分布,导致钢板强度和低温冲击韧性大幅下降。     

组织形态对2.25Cr-1Mo钢长期时效稳定性的影响

通过力学性能检测、微观组织分析、相分析等方法,研究了不同组织形态2.25Cr-1Mo钢在530 ℃×2000 h长期时效过程中的组织与力学性能稳定性。结果表明:随着正火冷速下降,组织中大尺寸等轴状铁素体含量增加,贝氏体含量下降。组织中贝氏体含量高时,钢的强韧性匹配良好,时效过程第二相碳化物粗化不明显,组织稳定性更高。大尺寸等轴状铁素体基体强度低,时效过程界面碳化物粗化与聚集速率快,且沿晶界呈链状分布,导致组织稳定性较差。铁素体含量＞40%,时效脆化现象显著。     

模拟焊后热处理对15CrMo钢组织和力学性能的影响

采用光学显微镜、拉伸试验、冲击试验及硬度试验研究了模拟焊后热处理对15Cr Mo钢组织和力学性能的影响。结果表明:经690℃模拟焊后热处理后,15Cr Mo钢的屈服极限、抗拉强度、高温强度、冲击吸收能量以及硬度均有升高的趋势,伸长率有所降低;随着保温时间的延长,屈服强度、抗拉强度、高温强度、冲击吸收能量、硬度以及伸长率均呈降低趋势。在690℃模拟焊后热处理保温不同时间后,15Cr Mo钢的显微组织均为回火贝氏体+铁素体,随着保温时间的延长,钢中铁素体数量逐渐增多,晶粒尺寸增大。     

ASTM 4130钢焊缝金属微观组织研究

分析了ASTM 4130钢多层多道焊接头焊缝金属的组织特点和形成原因 结果表明,焊接接头的宏观形貌呈现铸造粗大组织形态.焊缝柱状晶沿最大温度梯度方向长大,后焊层对前焊层的热处理可以细化晶粒,获得细小的等轴晶,改善了焊缝的力学性能.焊缝组织主要为针状铁素体、先共析铁素体和粒状贝氏体,在铁素体周围有碳化物析出,在相邻焊层之间有细晶和柱状晶出现.     

快速回火工艺条件下超高强低碳贝氏体钢的组织与性能

采用盐浴热处理试验,结合扫描电镜、透射电镜及室温拉伸试验,研究了快速加热+短时保温快速回火条件下超高强低碳贝氏体钢的组织和性能变化规律。结果表明,快速回火工艺下,超高强低碳贝氏体钢发生碳过饱和贝氏体和马氏体中的碳化物析出、铁素体和马氏体的重构以及微合金析出物的析出等现象,进而影响材料的强塑性;在700℃以下快速回火时,与以板条状贝氏体(LB)组织为主的复相贝氏体钢相比,以粒状贝氏体(GB)组织为主的钢具有更好的回火稳定性;在750～800℃两相区快速回火时,铁素体和马氏体相大量重构,最终形成粗大铁素体和马氏体,抗拉强度大幅提升,屈强强度大幅降低,且以LB组织为主的复相贝氏体钢中重构铁素体晶粒更为粗大,导致其屈服强度更低。     

焊后热处理对厚壁X80钢管焊缝金属组织及力学性能的影响

针对?1 219 mm×33 mm X80钢管焊缝金属进行了焊后热处理,对热处理前后焊缝金属的显微组织进行了观察,分别进行了拉伸性能、冲击韧性、硬度测试,对比分析了显微组织特征及力学性能的差异,研究了焊后热处理前后冲击断口的形貌特征。结果表明：焊态及焊后热处理的焊缝金属显微组织主要由准多边形铁素体、粒状贝氏体和弥散分布的M/A组元组成,但2种状态下组织中M/A组元所占比例及形态和分布差别较大,焊后热处理的组织中析出了较多碳化物,大多数碳化物分布在粒状贝氏体中,少量分布在原奥氏体晶界上,这些粗大且分布不均匀的碳化物颗粒对焊缝金属的冲击韧性有一定的影响;焊后热处理的焊缝金属的抗拉强度及硬度值较焊态的略有降低,但是低温冲击韧性较焊态的有明显改善。此外,碳化物的析出会对焊缝金属的韧性产生一定影响,细小碳化物的析出有利于改善焊缝的韧性。     

模拟焊后热处理对800 MPa级水电用钢组织和性能的影响

对800 MPa水电用钢进行了模拟焊后热处理,研究了焊后热处理对试验钢组织和性能的影响。结果表明,试验钢经模拟焊后热处理后,组织以贝氏体为主,但较回火态,粒状贝氏体等平衡态组织增多;在焊后热处理过程中,回火过程中析出的析出物未发生明显长大,且有部分较细小的析出物均匀、弥散地在基体上析出。经模拟焊后热处理后,钢板屈服强度和抗拉强度均有所下降,其中,屈服强度下降30~100 MPa,抗拉强度下降20~80 MPa;伸长率均有不同程度的上升,上升幅度在0.5%~2%范围内;模拟焊后热处理并未对试验钢的冲击性能产生明显的影响,试验钢模拟焊后热处理前后韧脆转变温度均在－45~ －50 ℃之间     

多元低合金耐磨铸钢热处理过程中碳化物析出行为的研究

借助OM、SEM、TEM、EDS和JMatPro模拟软件研究和分析了正火及正火后回火低合金铸钢试样中碳化物的析出及碳化物析出对试样组织和性能的影响。结果表明,Mo、Nb等合金元素的加入使珠光体转变C曲线右移,正火后试样由铸态粗大的铁素体和珠光体转变为铁素体和贝氏体铁素体组织,晶内有少量含Nb碳化物析出。试样890 ℃正火后500~650 ℃内回火,回火后试样组织转变为粒状珠光体和铁素体,560~590 ℃回火试样具有较优的综合力学性能;回火后试样的晶界处有少量合金碳化物析出,晶内有大量细小弥散的含Nb碳化物析出。     

多元低合金耐磨铸钢热处理过程中的碳化物析出行为

借助OM、SEM、TEM、EDS和JMat Pro模拟软件研究和分析了正火及正火后回火低合金铸钢试样中碳化物的析出行为及碳化物析出对试样组织和性能的影响。结果表明,Mo、Nb等合金元素的加入使珠光体转变C曲线右移,正火后试样由铸态粗大的铁素体和珠光体转变为铁素体和贝氏体铁素体组织,晶内有少量含Nb碳化物析出。试样890℃正火后500~650℃内回火,回火后试样组织转变为粒状珠光体和铁素体,560~590℃回火试样具有较优的综合力学性能;回火后试样的晶界处有少量合金碳化物析出,晶内有大量细小弥散的含Nb碳化物析出。     

热处理工艺对2.25Cr-1Mo-0.25V钢焊缝组织和力学性能的影响

采用光学金相显微镜、扫描电镜观察,测试力学性能,研究不同焊后热处理对2.25Cr-1Mo-0.25V钢焊缝力学性能、夏比冲击吸收能量和显微组织的影响。结果表明,回火参数增加,焊缝力学性能提高。焊态硬度最高,冲击吸收能量最小,组织主要为板条贝氏体,贝氏体粗大且板条平行;最小焊后热处理后硬度下降,冲击吸收能量提高,组织为板条贝氏体和粒状贝氏体;最大焊后热处理后焊缝硬度和母材近似相同,冲击吸收能量均在153 J以上,板条贝氏体细化,粒状贝氏体增加,焊缝的力学性能相对最好。     

轧制工艺对14Cr1MoR钢板组织与性能的影响

采取光学显微镜、扫描电镜及拉伸、冲击试验机对板厚60 mm的14Cr1MoR热轧钢板正火+回火态和模拟焊后态的组织与性能进行了研究。结果表明:一阶段控轧与两阶段控轧的钢板相比,终轧温度高,轧后冷却速度慢,钢板铁素体晶粒尺寸粗大,珠光体含量多;钢板的强度低,伸长率高,冲击性能低。两阶段控轧的钢板经655 ℃保温3 h模拟焊后热处理,屈服强度下降44 MPa,抗拉强度下降24 MPa,冲击吸能能量降低;模拟焊后保温时间延长到12 h,强度和冲击性能变化不大。两阶段控轧的14CrMoR钢板,经正火+回火或再经过655 ℃模拟焊后热处理,钢板的力学性能优良。     

Microstructure and hardness change in high temperature service depending on Mo content in 2.25Cr-1Mo steel weld metals

The microstructural characteristics and properties of 2.25Cr-1Mo weld metal were investigated at high temperatures by modifying the Mo content of commercial filler wires using the flux cored arc welding (FCAW) process. The microstructure of the as-welded specimens was composed of fine bainite and acicular ferrite, and the hardness and strength increased with increasing Mo content. Each weld metal was heat-treated at 400 °C, 500 °C, 600 °C and 700 °C for 24 h. The microstructure exhibited a tempered bainite structure after the heat treatment at 400 °C and 500 °C, whereas the bainite was slightly coarsened at 600 °C. Bulky ferrite with carbides that had transformed from the bainite dissolution was observed at 700 °C, and the hardness significantly decreased.     

热处理工艺对15CrMoR钢带状组织和冲击性能的影响

利用光学显微镜、扫描电镜和冲击试验机等仪器研究了15CrMoR钢中带状组织在热处理过程中的演变及其对冲击性能的影响。结果表明:奥氏体化后缓冷会出现铁素体-珠光体带状组织, 快冷则可以抑制带状组织的出现,但快冷会导致粒状贝氏体等非平衡组织形成。粒状贝氏体组织中的贝氏体铁素体基体和马氏体-奥氏体岛在回火过程中逐渐沿Cr、Mo等碳化物形成元素偏聚的区域分解出碳化物,形成富碳化物带,降低钢的横向冲击性能。15CrMoR钢加热到1100 ℃并保温7 h后可消除带状组织,改善钢的横向冲击性能。     

Microstructural Effects on Fracture Behavior of Ferritic and Martensitic Structural Steels

The effect of microstructure on fracture behavior of 1Cr-0.5Mo and 9Cr-1Mo structural steels was evaluated. 1Cr-0.5Mo steel is used in steam pipes and superheater tubes of power stations. Its microstructure is typically comprised of bainite in a pre-eutectoid ferrite matrix with an average grain size of 10 μm. 9Cr-1Mo steel was developed for applications in steam power stations and as a candidate structural material for first-wall and blanket components of future fusion reactors. Its microstructure consisted of a fully martensitic structure with a prior austenite grain size of 25 μm. The fracture properties were measured using instrumented impact testing at temperatures between ?196 and 300 °C. The total impact fracture energy, the crack initiation and propagation energy, the dynamic yield strength, the brittleness temperature, and the cleavage fracture stress were measured. The bainitic-ferritic alloy steel exhibited much higher resistance to ductile fracture at high test temperatures, while its resistance to brittle fracture at low test temperatures was reduced compared to that of the fully martensitic alloy steel. The results were discussed in terms of the chemical composition and microstructure of the two steel types.     

Microstructures and Mechanical Properties of Bearing Steels Modified for Preparing Nanostructured Bainite

Mo containing high-C-Cr bearing steel was modified with Si (0.8–1.5 wt.%) and 0.8Si–1.0Al to prepare nanostructured bainite by low-temperature isothermal heat treatment. The modified steels were isothermal held at 220 to 240 °C after partial austenitization in an intercritical gamma+carbide region, and the resultant microstructure and mechanical properties were studied. Carbide-free nanostructured bainite with plate thickness below 100 nm and film retained austenite, as well as a small amount of undissolved carbide particles, was obtained in the modified steels except in 0.8Si steel, in which carbides precipitated in bainitic ferrite. As Si content increased, the mean thickness of bainitic ferrite plates modestly decreased, whereas the fraction of retained austenite markedly increased. The thickness of bainitic ferrite plate and the fraction of retained austenite in Si-Al-modified steel were smaller than those in Si-modified steels. The hardness and elongation of the Si-Al-modified steel were lower than those of Si-modified steels. The yield strength of Si-Al-modified steel was superior to that of Si-modified steels. Mid-level ultimate tensile strength and impact toughness were achieved in Si-Al-modified steel. For bearing applications, Si-modified steels could provide higher hardness and toughness but lower dimensional stability. Meanwhile, Si-Al-modified steel could offer higher dimensional stability but lower hardness and toughness.     

均热温度对不同成分980 MPa级高强钢组织和性能的影响

采用Gleeble-3500热模拟试验机对两种不同成分的1.4 mm厚冷硬带钢进行退火热模拟试验,并利用万能拉伸试验机、光学显微镜、扫描电镜、EDS对所得热模拟退火试样进行力学性能和组织分析。结果表明,其他退火参数相同,低C高Mn成分前提下,添加合金元素Cr、Mo及高Si含量的C-Mn-Si(高)+Cr+Mo钢和不添加合金元素Cr、Mo且低Si含量的C-Mn-Si(低)钢经760、780 ℃均热退火可得到力学性能满足要求的980 MPa级双相钢。不同均热温度下,C-Mn-Si(高)+Cr+Mo钢组织均为铁素体、岛状马氏体和少量贝氏体,区别在于均热温度高的铁素体晶粒细小且数量较多,呈凹凸不平形貌,马氏体含量少一些,贝氏体呈针状或团簇状;C-Mn-Si(低)钢组织则由铁素体、马氏体、少量的贝氏体和残留奥氏体组成,区别在于均热温度高,铁素体晶粒细化,轧制特征不明显,马氏体含量少,贝氏体呈粒状且量较少。残留奥氏体呈亮白色条状,这种亮白色的特征主要是因为Mn的局部富集。两种试验钢组织差异本质上是Cr、Mo和Si 3种合金元素的含量差异影响过冷奥氏体稳定性引起的。     

淬火冷却工艺对F460钢调质厚板组织与性能的影响

对120 mm厚的F460钢调质厚板采用相同的淬火回火温度,不同的淬火冷却速度处理,之后对钢板进行组织与性能对比,寻找该钢种的最佳热处理工艺。采用2 ℃/s冷速进行冷却的钢板,回火后强度最高,但是冲击性能不佳;适当降低淬火冷却速度后,钢板回火后强度有一定下降,但是冲击性能得到明显提升;继续降低淬火冷却速度,钢板回火后强度进一步下降,但是冲击性能提升有限。经组织分析,2 ℃/s冷速进行冷却淬火时,钢板回火后的组织为铁素体+贝氏体组织,组织中主要是贝氏体;冷却速度降低以后,钢板回火后组织为铁素体+退化珠光体组织,铁素体含量的增加,有利于钢板韧性的提升,残留奥氏体回火后形成的珠光体组织比较细小,能有效保证钢板的强度。通过对钢板的连续冷却转变曲线进行分析,钢板在冷却过程中先开始进行铁素体相变,溶质元素向奥氏体迁移。在钢板冷速较快时,铁素体中的碳化物迁移较少,奥氏体低温时转变成马氏体或者贝氏体;在钢板冷速较慢时,碳化物迁移到奥氏体内,提高奥氏体稳定性并保留到室温,形成残留奥氏体。残留奥氏体在后续的高温回火过程中,转变成珠光体。块状转变形成的铁素体组织与回火过程中形成的细小珠光体有利于钢板的强韧性匹配。     

模拟焊后热处理对SA-508Gr.3 Cl.1钢力学性能的影响

研究了模拟焊后热处理对SA-508Gr.3 Cl.1钢力学性能的影响。结果表明,模拟焊后热处理会导致SA-508Gr.3 Cl.1调质钢强度的下降和冲击韧性的降低,即出现了回火脆性。分析结果表明:模拟焊后热处理后缓慢冷却的试样中发生了明显的P元素从晶粒内部向晶界偏聚的现象,这将弱化晶界,导致热处理后试样强度和冲击韧性降低。通过降低钢中的P、S、As等杂质元素含量和提高焊后热处理冷却速度可以消除这一不利影响。