工作辊用高铬钢熔合层热模拟分析

为系统研究高铬钢熔合层在热模拟过程中的组织、性能、碳化物及物相的转变,对工作辊用高铬钢进行热模拟试验。通过金相法、扫面电子显微观察、能谱分析、X射线衍射及硬度检测等手段,系统研究了固态高铬钢材质在热模拟工艺下的组织转变规律及硬度变化趋势。     

退火工艺对工作辊用高铬钢材料组织性能的影响

对高铬钢复合轧辊设计了4种不同的退火温度( 550℃、600℃、650℃、700℃).使用金相法、X射线衍射、扫描电子显微镜观察、能谱分析以及硬度测试等手段,系统研究了高铬钢在不同退火温度下的显微组织与性能转变规律.     

铬含量对中碳锰铬钢珠光体相变组织和性能的影响

采用热膨胀仪测定了含Cr量分别为1 mass%和2.5 mass%的中碳锰铬钢55Mn2Cr、55Mn2Cr3的过冷奥氏体连续转变曲线,结合组织观察、硬度测定、动力学分析、热力学计算等研究了Cr元素含量对中碳锰铬钢珠光体相变过程、组织和硬度的影响。研究表明,55Mn2Cr3钢较高的淬透性和较大珠光体球化倾向缩小了其片状珠光体转变区;55Mn2Cr钢能在较宽冷速范围内、较低温度下获得细片珠光体,硬度330 HV左右。     

热处理过程中铌对高铬钢组织性能的影响

研究了热处理工艺对新型高铬钢硬度和冲击性能的影响,并分析了含Nb新型高铬钢经过不同热处理后的组织。结果表明,Nb增加了合金碳化物的稳定性,在高铬钢加热奥氏体化过程中阻碍了碳化物的溶解。其最佳奥氏体化温度为1070～1100℃,比传统D2钢(Cr12Mo1V1)提高了约100℃。Nb细化了晶粒,改善了高铬钢的韧性。在降低少量硬度的情况下,冲击韧性提高了1倍。     

粒化处理对轧辊用高铬钢组织与性能的影响

研究了粒化处理工艺对轧辊用高铬钢组织和性能的影响.结果表明,经粒化处理后,高铬钢中网状原始碳化物粒化效果明显,大部分碳化物溶入基体中,未溶碳化物以细小短棒状和颗粒状形式分布在基体上;粒化处理后高铬钢综合力学性能得到明显改善.相对于淬火回火态高铬钢.经粒化处理后高铬钢硬度有所提高,冲击韧度则有明显提高.     

12Cr2Mo1VR钢SH-CCT曲线测定及分析

文中叙述了在Gleeble-3180热模拟试验机上采用热膨胀法进行12Cr2Mo1VR钢的热模拟试验,获得不同冷却速率下的相变点、显微组织和维氏硬度,并对其进行分析,绘制出12Cr2Mo1VR钢的模拟焊接热影响区奥氏体连续冷却转变图。结果表明:冷却速率小于0.25℃/s时,组织转变为铁素体和珠光体;冷却速率为0.25℃/s及以上时,贝氏体转变开始,硬度逐渐升高。     

高强度舰船用钢的连续冷却转变规律研究

采用高温淬火相变仪、Gleeble 3500热模拟试验机和SEM等手段,研究了试验用高强度舰船用钢连续冷却过程中的组织转变规律。结果表明,试验钢的静态CCT曲线和动态CCT曲线均由铁素体加贝氏体、贝氏体、贝氏体+马氏体和马氏体四个区域组成。静态热模拟组织中冷却速度达到5℃/s时奥氏体才全部转变成贝氏体,而动态热模拟组织中冷却速度为3℃/s时奥氏体就已全部转变成贝氏体组织,且贝氏体组织相对细小。当冷却速度达到20℃/s时,静态和动态热模拟组织中都是完全马氏体组织,形貌均呈板条状,动态热模拟试样的马氏体板条更细小、密集。无论是静态热模拟组织还是动态热模拟组织,硬度都随冷却速度的提高,逐渐升高,但动态热模拟试样的硬度比静态高3~6 HRC。     

高耐蚀钢的CCT曲线及组织演变

用thermecmastor-z型热模拟试验机测定了高耐蚀型耐大气腐蚀钢的连续冷却转变动力学曲线(CCT曲线).在光学显微镜下观察了不同冷速下的组织形貌,用维氏硬度计测试各冷却速度下试样的硬度,并分析了冷却速度对该钢组织及硬度的影响.结果表明,在相当大的冷却速度范围内,高耐蚀钢可获得含有铁素体-贝氏体的基体组织.     

热处理对高碳高铬钢/灰铸铁离心复合铸件组织和性能的影响

选用20#机油、水为介质,高碳高铬钢/灰铸铁离心复合铸件的最佳热处理工艺为1020℃淬火 500℃回火.此时硬度分别为HSD油=85.1,HSD水=84.1;高碳高铬钢组织为回火马氏体,碳化物及少量奥氏体;灰铸铁组织为回火索氏体.热处理对复合界面宽度没有明显的影响,其宽度经测定为400μm.     

RE复合变质处理对高碳高铬钢组织与性能的影响

以高碳高铬钢为研究对象,通过变质处理研究了RE-Na/K和RE-Na/K-Ti两种RE复合变质剂对高碳高铬钢显微组织和力学性能的影响。结果表明,高碳高铬钢经两种RE复合变质处理后,其组织中奥氏体晶粒得到细化,网状碳化物出现颈缩断开现象。高碳高铬合金钢的力学性能明显改善,硬度(HRC)和冲击韧度分别达到了41.5和7.6 J/cm2,比未变质处理的试验钢分别提高了2.9%和28.8%。RE-Na/K-Ti的变质效果优于RE-Na/K的变质效果。     

Cr-Ni-Cu桥梁耐候钢的连续冷却相变及其组织和硬度

为了掌握Cr-Ni-Cu桥梁耐候钢在连续冷却过程中组织及硬度的变化及其原因,借助JMatPro软件模拟计算了连续冷却转变(CCT)曲线和等温转变(TTT)曲线,采用Gleeble-3800热模拟试验机、金相显微镜、扫描电镜和硬度计等试验手段研究了Cr-Ni-Cu桥梁耐候钢在不同冷却速度下的微观组织和硬度的变化,探讨了冷却速度对组织、硬度及相变行为的影响。结果表明,对Cr-Ni-Cu桥梁耐候钢进行1050℃和860℃两阶段高温变形后,随着冷却速度由0.1℃/s增加至30℃/s,组织依次为多边形铁素体+珠光体→多边形铁素体+贝氏体→粒状贝氏体→粒状贝氏体+马氏体,硬度由155 HV0.2增加至373 HV0.2。当冷却速度由0.1℃/s增加至3℃/s,硬度的增加主要是由于多边形铁素体晶粒的细化。当冷却速度由5℃/s增加至30℃/s,硬度的增大主要来自于贝氏体组织的不断细化和马氏体含量的不断增加。     

高铬铸铁-碳钢双金属复合铸造界面形貌和性能

高铬铸铁-碳钢双金属复合铸造的界面组织特征对结合性能产生重要的影响。利用光学显微镜、扫描电子显微镜(SEM)和电子背散射衍射(EBSD)观察了双金属复合界面组织特征,利用洛氏硬度计、显微硬度和纳米显微力学探针测量了双金属复合界面的硬度。结果表明:高铬铸铁与碳钢实现了良好的冶金结合,复合界面上形成一层薄的马氏体组织。高铬铸铁与碳钢的硬度过渡区域小,硬度变化较剧烈。显微硬度的压痕在结合界面上无裂纹产生,证明界面结合良好。     

淬火处理对轧辊用高硼高速钢组织和性能的影响

利用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射、硬度计及MM-200磨损试验机,研究了淬火温度对轧辊用高硼高速钢显微组织和性能的影响。结果表明,高硼高速钢的铸态组织由马氏体、铁素体、珠光体和沿晶界呈连续网状分布的共晶硼碳化物组成,共晶硼碳化物主要是M2B和M7(C,B)3;随着淬火温度的升高,基体全部转变成为马氏体,并有二次硼碳化物M23(C,B)6析出;高硼高速钢的硬度和耐磨性随着淬火温度的升高而明显增加,在1150℃淬火时硬度最高、耐磨性最好。     

回火工艺对厚规格NM450耐磨钢组织和硬度的影响

利用光学显微镜、扫描电镜和维氏硬度计研究了NM450耐磨钢在不同回火温度(200、250、300和350 ℃)和回火时间(160、190、220和250 min)下组织和硬度的变化规律。结果表明,淬火后钢板在厚度方向的硬度波动较大,在偏析带位置硬度明显高于其他位置。回火温度对NM450钢的硬度产生了非常显著的影响,回火后NM450钢的硬度出现了下降,尤其以偏析带处硬度下降最大。随回火保温时间增加,NM450钢的硬度没有明显降低。     

冷处理对Cr12MoV钢硬度的影响

测定不同热处理条件下Ｃｒ１２０ＭｏＶ钢的硬度 残留奥氏体量，并进行金相和透射电镜观察发现，钢中的残留奥氏体和下贝氏体组织对冷作模具钢的耐磨性有不利影响。采用冷处理可以抑制下贝氏体转变，显著提高Ｃｒ１２ＭｏＶ钢的硬度和耐磨性能。     

Co微合金化对M2高速钢组织和性能的影响

采用洛氏硬度计、扫描电镜和透射电镜等方法研究了在M2高速钢中添加微量Co对其回火组织和性能的影响。结果表明,两种试验钢回火之后的组织都为回火马氏体+少量残留奥氏体+碳化物。添加0.82%(质量分数,下同)Co使得M2高速钢的峰值硬度提高了约0.3 HRC,使600 ℃保温48 h之后的红硬性提高了约0.8 HRC,可以看出微量Co添加对M2高速钢的硬度和红硬性的提升效果不大,抗弯强度提高了约950 MPa,而使得M2高速钢的韧性略有降低,均为脆性断裂。通过对试验钢中的碳化物进行观察发现,两种试验钢析出的一次碳化物主要为大颗粒的MC型和M₆C型碳化物,通过TEM分析之后发现,添加0.82%的Co使得试验钢中马氏体板条上长条针状M₂C型的二次碳化物析出数量增多。     

1300?MPa级低合金高强钢SH-CCT曲线及冷裂敏感性分析

采用Formastor-FⅡ全自动相变仪测定了1300 MPa级低合金高强钢的奥氏体化相变温度,结合光学显微镜与维氏硬度计等设备研究了800 ~ 500 ℃冷却时间(t_8/5)对1300 MPa级低合金高强钢粗晶热影响区组织和硬度变化的影响规律. 结果表明,当t_8/5为3 ~ 60 s时,1300 MPa级低合金高强钢粗晶热影响区组织均由板条马氏体组成,硬度值为438 ~ 454 HV5;随着冷却时间延长,粗晶区出现贝氏体类组织,当t_8/5为150 s时,粗晶区为板条马氏体/贝氏体混合组织,硬度平均值为413 HV5;当t_8/5为300 ~ 600 s时,粗晶区为板条贝氏体和粒状贝氏体混合组织,硬度值为341 ~ 381 HV5;当t_8/5＞600 s时,粗晶区组织主要为粒状贝氏体,硬度值为269 ~ 322 HV5. 冷裂敏感性评价结果表明,该试验钢碳当量C_E(IIW)和C_EN均大于0.5%,具有一定的冷裂倾向,需焊前预热,焊后热处理或保温缓冷等措施,避免焊接冷裂纹的形成.     

降碳增氮对马氏体不锈钢淬火组织和性能的影响

采用激光扫描共聚焦显微镜、扫描电镜、硬度计、X射线衍射仪和盐雾试验机,研究了不同温度(950、1000、1050、1100℃)下30Cr13和30Cr14N钢在马弗炉中空淬后,氮含量对30Cr13钢显微组织、碳化物、硬度和耐蚀性能的影响。结果表明,淬火温度相同,30Cr14N钢比30Cr13钢硬度高、碳化物少和耐蚀性能好。氮不仅影响马氏体不锈钢的显微组织及硬度,还能通过降碳增氮,避免因碳化物过多的析出而引起的晶间腐蚀,而FeNiN的析出不会像Cr₂₃C₆析出造成显著的晶间腐蚀。因此,降碳增氮是改善马氏体不锈钢组织和性能的一种有效途径。     

38CrMoAlA钢传动主轴失效分析

借助光谱仪、蔡司光学显微镜和洛氏硬度计等分析手段对38CrMoAlA钢主轴失效件的化学成分、非金属夹杂物、断口裂纹形貌、显微组织和硬度进行检测与观察,分析并讨论了造成该工件裂纹产生的影响因素。结果表明:38CrMoAlA钢主轴的化学成分、硬度、渗氮层、非金属夹杂物、带状组织均符合标准要求;显微组织晶粒粗大,为贝氏体+珠光体,非预期使用态组织(回火索氏体),故工件硬度高、内应力较大、脆性较大,在应力的作用下易产生裂纹,导致脆性断裂失效。