等离子钨钼镝合金层的强化工艺及抗回火性能

利用双层辉光等离子渗金属技术和固体渗碳法在Q235钢表面获得与冶金高速钢成分相当的等离子钨钼镝合金层,并对合金层进行不同温度的淬火和回火作为复合强化热处理,得到硬度和抗回火性都较高的合金强化层。采用场发射扫描电镜(附带能谱仪)和显微硬度计研究不同热处理工艺对等离子钨钼镝合金强化层的显微组织,硬度和抗回火性能的影响,结果表明,等离子钨钼镝合金层的最优强化热处理工艺为1050℃淬火+550℃回火,所得强化层中碳化物呈颗粒状弥散分布,且数量最多,尺寸最小(≤1μm),未经回火的表面硬度为1144HV_(0.05),在550℃回火出现二次硬化,表面硬度达到1153 HV0.05。     

钢/黄铜双金属管扩散复合的研究

采用扫描电镜组织观察、能谱分析和显微硬度测定等方法，对冷拔-热扩散后的钢／黄铜双金属复合管界面附近的组织、成分和硬度进行了分析，并测定了不同温度扩散退火后的界面结合强度。结果表明，钢／黄铜双金属管通过扩散复合可使界面实现良好的冶金结合。     

含氮Cr-W-Mo-V半高速钢回火过程中的沉淀析出行为

进行了Cr-W-Mo-V(%:46Cr-24W-24Mo-1.52.0V)系和Cr-W-Mo-V+N(0.05%0.10%)系半高速钢(Semi-HSS)1050℃淬火后分别在100~600℃两次回火沉淀析出行为的研究。采用透射电镜、扫描电镜及能谱仪和能量损失谱对碳化物形貌和成分进行分析,用X射线衍射法测定残余奥氏体的体积分数。结果表明,氮有增强钢的二次硬化的效果,氮促进碳氮化物在425~475℃回火析出,在550℃回火碳化物依附在氮化物表面而沉淀形成复合碳氮化物。Semi-HSS+N在淬火及400℃以下回火,残余奥氏体为15%~17%;随回火温度增加,残余奥氏体量急剧降低,在525℃回火残余奥氏体小于3%。     

回火温度对低碳高合金轴承钢组织及冲击性能的影响

以低碳高合金轴承钢为研究对象，通过OM、SEM、XRD等手段，研究了回火温度对显微组织和冲击韧性的影响。结果表明，低碳高合金轴承钢分别经过200、300、400、500℃回火处理后，金相显微组织均为回火马氏体+残余奥氏体；600℃和700℃回火处理后，马氏体组织发生退化，金相显微组织均为回火索氏体+残余奥氏体。低碳高合金轴承钢在200～700℃温度区间回火处理后，300℃回火冲击韧性最高，600℃回火冲击韧性最低，回火温度不宜超过500℃。低碳高合金轴承钢在200～500℃回火后断口特征均为准解离断裂，600℃和700℃回火表现为明显的脆性断裂特征。     

铜/钢扩散复合界面分析

用扫描电镜观察、能谱分析、电子探针和显微硬度测定等方法对铜／钢双金属棒扩散复合界面附近的组织、成分和硬度进行了分析。结果表明，铜／钢双金属通过扩散复合可使界面实现良好的冶金结合。随扩散温度的提高，两种金属的结合强度大大提高；随扩散时间的延长，结合强度先增加后趋于稳定，与一定的扩散温度相对应。扩散退火过程中，界面两侧的原子发生了互扩散。从扫描电镜和电子探针结果中可以确定铜／钢界面附近的氧化物为Fe2O3。     

FGH91粉末高温合金与K418B铸造叶环热等静压扩散连接研究

采用热等静压工艺进行了FGH91粉末高温合金和K418B铸造叶环扩散连接试验,研究了FGH91-K418B双合金的界面成分扩散和连接接头的组织和力学性能。结果表明,在连接界面足够清洁的条件下,选择1190 ℃+170 MPa的热等静压工艺,可以实现FGH91和K418B两种合金良好的冶金连接。进一步观察和分析发现,扩散连接接头致密完整,无夹杂物和连续的第二相析出物,扩散区宽度80～120 μm。FGH91-K418B双合金的拉伸性能、持久性能和显微组织具有良好的一致性,试样断裂均未发生在界面结合处。     

热处理工艺对Cr12MoV钢组织及硬度的影响

采用金相显微镜、XRD射线衍射仪及维氏硬度计等,研究了普通热处理和深冷处理工艺对Cr12MoV钢显微组织及硬度的影响.结果 表明:Cr12MoV钢经普通热处理和深冷处理淬火后的组织均为隐针马氏体+残余奥氏体+碳化物,200℃低温回火后组织转变为回火马氏体+碳化物+残余奥氏体.深冷处理可大幅减少钢中残余奥氏体,提升钢的硬...     

Ni-Fe-C对YG30硬质合金与45#钢TIG焊过程中η相形成的影响

采用Ni—Fe—C合金作为填充金属，实现了YG30硬质合金与45^#钢的TIG焊。采用光学显微镜、扫描电镜、电子探针、X射线衍射和显微硬度等方法对焊后试样的焊接接头进行了分析。结果表明：(1)采用Ni—Fe—C合金可以获得YG30硬质合金与45^#钢TIG焊的焊接接头；(2)在Ni—Fe合金的基础上加入适量的C可以抑制YG30／焊缝界面侧大块η相的形成；(3)由于C的扩散而引起的W—Co—C体系的贫碳与YG30／焊缝处高浓度Fe的出现是η相形成的重要原因，YG30／焊缝界面侧形成的η相为M6C型和M12C型复合碳化物。     

稀土对20MnCrNi2Mo铸钢贝氏体回火过程中(M/A)岛分解的影响

针对未加稀土与添加稀土的20MnCrNi2Mo耐磨铸钢,对其粒状贝氏体组织分别进行200℃~600℃各自保温1 h的回火处理,采用QUANTA400环境扫描电镜观察试样经不同温度回火后(M/A)岛的变化,采用D8ADVANCE X射线衍射仪对不同温度回火后试样中残留奥氏体量进行定量测定,分析稀土对回火过程中(M/A)岛分解的影响。结果表明,稀土对20MnCrNi2Mo钢粒状贝氏体回火过程中(M/A)岛的分解具有抑制作用,分析认为主要是固溶于钢中的稀土偏聚于界面处、降低了回火过程中碳原子的扩散速度所致。     

12MnNiVR钢板拉伸试样分层开裂原因分析

利用金相显微镜、扫描电镜、能谱分析等手段,研究12Mn Ni VR钢轧后拉伸试样中的夹杂物和显微组织,分析拉伸试样产生分层现象的原因。结果表明,在连铸坯凝固过程中12Mn Ni VR钢钢坯中心出现以合金元素C、Mn为主的偏析,使轧后钢板中存在大量的长条状Mn S夹杂物和条带状回火索式体组织。组织的不均匀致使试样在拉伸过程中产生局部应力集中,进而出现开裂分层现象,导致力学性能下降。     

钛对铌微合金化钢夹杂物析出行为的影响

采用高频真空感应炉在1 550℃的Ar气氛中冶炼不同钛含量的钛、铌微合金化钢并对其进行热处理。分析了钛加入量对钢的成分、组织结构、钢中典型夹杂物及宏观力学性能的影响。研究结果表明:采用Al脱氧后的钛、铌微合金化钢氧含量降低到0.002 0%左右,合金元素的利用率超过80%。钢中的夹杂物主要有球形或近似球形的Al2O3、SiO2、TiOx及其复合夹杂。(Ti,Nb)(C,N)、NbC、TiC夹杂以氧化物夹杂为核心析出。随着钛合金加入量的增加,钢样中的部分夹杂物形貌由球形发展成长方形。经共聚焦激光扫描高温显微镜热处理过的钢样中析出较多细小的(Ti,Nb)(C,N)夹杂物。随着钛含量的增加,热处理后的钢中小于1μm夹杂物数量急剧增加,尺寸大于1μm的夹杂物的数量呈现减少的趋势。高温在线金相组织分析表明:钢中钛加入量增加,高温奥氏体晶粒变小,钢的组织细化,从而钢的宏观硬度增高。     

高强韧性海洋平台用E550钢板生产工艺研究

介绍了E550钢板的主要生产工艺和技术难点,通过理论分析设计了E550的成分体系,采用Thermal-Calc和经验公式,获得了其热力学相图和相变点温度等热力学数据。根据E550的热力学特性,设计了两阶段轧制工艺,精轧的终轧温度控制在再结晶温度附近,利用奥氏体再结晶充分细化晶粒。淬火奥氏体化温度选择为920℃,回火温度设计为630℃,利用碳化物的析出强化效果和缺陷密度变化的位错强化获得良好的强韧性匹配。50 mm厚钢板的淬火态1/4厚度处的微观组织为马氏体,中心的组织为马氏体和少量贝氏体的混合物。回火热处理后,马氏体板条界面减少,碳化物在马氏体板条界面析出,钢板1/4到中心的组织均匀化。30和50 mm厚E550钢板的力学性能达到了船级社标准要求,并有较大的富裕量。热输入能量为15和50 kJ/cm焊接后,钢板具有良好的强度性能,熔合线和热影响区的冲击功较高。     

16MnV/9Cr18MoV/16MnV刀具用复合板界面组织研究

采用离心浇铸,经剖切、热锻、热轧工艺制成16MnV/9Cr18MoV/16MnV 3层金属复合板。热轧后成品板金相组织观察发现,复合板一侧16MnV/9Cr18MoV界面清晰,另一侧9Cr18MoV/16MnV界面存在一模糊过渡带。扫描电镜成分分析显示,模糊界面过渡带上,Cr元素在16MnV区域有大量的混合,说明浇铸第3层16MnV时,较高熔点的16MnV熔化了较低熔点的9Cr18MoV,造成2种材料发生了强烈的混合,形成不对称的结构。这种不对称结构对力学性能及刀具的使用都会产生影响。     

低碳钢和中碳钢连铸方坯初始凝固的对比研究

以低碳钢和中碳钢为研究对象,围绕不同连铸工艺参数对方坯初始凝固行为的影响,利用CA-FE耦合模型模拟实际连铸过程结晶器内方坯的初始凝固行为,考察拉速和过热度对方坯出结晶器坯壳厚度的影响,对比二者出结晶器横截面枝晶微观形貌.研究表明:过热度和拉速增加均能使出结晶器坯壳厚度下降,而拉速的影响更为显著.不同钢种在相同条件下出结晶器坯壳厚度下降梯度不同.过热度越低柱状晶越致密细小,利于提高连铸坯质量,拉速对柱状晶的影响相对较小.由于出结晶器坯壳安全厚度限制,过热度取15℃,低碳钢拉速不能超过2.2 m·min-1,中碳钢拉速不能超过2.5 m·min-1,据此针对不同钢种设计不同拉速可提高连铸效率.同时,模型结果显示低碳钢出结晶器时刻柱状晶更为发达.      

X80管线钢238 mm x 1 650 mm连铸坯温度场及凝固末端位置的数学模拟

用二维切片跟踪铸坯凝固传热的方法建立了X80管线钢（/%:0.04C,1.85Mn,0.25Si,0.006P,0.003S,0.30Ni,0.21Mo,0.06Nb,0.02V）238 mm×1650 mm板坯连铸过程中垂直拉坯方向传热的数学模型,通过ANSYS对X80管线钢连铸过程中温度场及坯壳厚度的渐变进行计算,得出拉速1.2mm/min时,出结晶器坯壳厚为18.14 mm,铸坯液芯长22.58 m。凝固壳厚度计算值射钉测试结果的相对误差≤2.5%,凝固末端位置的相对误差为0.68%。分析了过热度（25~55℃）,拉速（1.2~1.3m/min）和二冷水量（79.2~96.8 m³/h）对切片各点温度和凝固末端位置的影响。结果表明,增大拉速、减小二冷配水量,连铸坯表面温降变慢,凝固末端位置距离结晶器液面越远,凝固时间变长;该X80管线钢板坯连铸最佳工艺参数为钢水过热度35℃,拉速1.2 m/min和二冷配水量88m³/h。     

电磁出钢装置中填装料对固-液界面位置的影响

 在电磁出钢系统中 ,为了提高感应加热效果以实现快速出钢 ,需将固-液界面控制在感应线圈的有效加热区内。设计了模拟钢包上水口处固-液界面测量装置,考察了上水口内在高中低碳钢的出钢温度分别为1550、1600、1620℃时,铁碳合金颗粒的成分、形状、大小对固-液界面的影响规律。结果表明：使用铸铁填装料比使用铸钢填装料时固-液界面的下移量要大,并且成分的影响随着钢液温度的升高有增大的趋势;规则球形颗粒比不规则的砂形颗粒对固-液界面位置影响要大,而且固-液界面的下移量随着填装料粒径的增大而增大;选用粒径为2.0mm的铸铁颗粒作为填充料,当出钢温度为1600和1620℃时,固-液界面位置能够进入有效加热区;当出钢温度为1550℃时,使用粒径为4.0mm的铸铁颗粒做填充料时,固-液界面位置也能够进入有效加热区。     

热处理温度对W6Mo5Cr4V8In高钒高速钢组织与性能的影响

采用不同温度对用于数控机床的W6Mo5Cr4V8In新型高钒高速钢进行热处理,并进行显微组织、冲击性能和耐磨损性能的测试与分析。结果表明,随热处理温度从1 050℃提高至1 150℃,高钒高速钢的晶粒先细化后粗化,冲击性能和耐磨损性能均先提高后下降。热处理温度升高至1 080~1 150℃时,M2C型碳化物发生分解。热处理温度优选为1 080℃。与1 150℃热处理相比,热处理温度为1 080℃时高钒高速钢的冲击吸收功增大46%、磨损体积减小48%。     

20钢Φ300 mm圆铸坯中间裂纹成因分析和改善工艺措施

针对20钢φ300mm圆铸坯低倍组织出现中间裂纹的位置和形貌,结合连铸设备和工艺进行分析,得出结晶器内坯壳厚度不均匀,拉矫机矫直压力波动大,铸坯在受到热应力和矫直应力的作用下沿晶界开裂形成中间裂纹。通过改善结晶器软化水和连铸二冷水的质量,钢水过热度由25～35℃降至20～30℃,结晶器电磁搅拌电流由550 A降至350 A,稳定矫直压力,铸坯矫直温度≥950℃,避免了圆铸坯中间裂纹的出现。     

HYW3高速钢热处理工艺与性能研究

对HYW3高速钢选择了1 110～1 200℃不同淬火温度,530℃、550℃、570℃不同回火温度的正交热处理工艺试验,测定了各工艺制度下试样的抗弯强度、无缺口冲击韧性、淬火硬度、晶粒度、淬回火硬度等参数,对试验结果进行了分析,选择了适合的热处理工艺。     

2205不锈钢-碳钢复合带肋钢筋的热轧

 为了研究覆层为2205不锈钢的复合钢筋的热加工范围,利用Gleeble-3800进行热模拟试验,得出2205不锈钢的高温流变曲线及热加工图,并最终确立复合钢筋的开轧温度不低于1 150 ℃。利用有限元软件对复合钢筋的粗轧和精轧道次进行数值模拟,结果表明,粗轧变形时,应变集中在轧件表层和1/4位置,随着变形不断向芯部渗透,塑性应变较大的位置不锈钢覆层较薄;在精轧k1道次变形时,发现在横肋根部的不锈钢覆层厚度最薄,在横肋顶部的覆层厚度最大。对复合钢筋的界面进行研究后发现,Cr、Ni、Mo的扩散距离为18~20 μm,从碳钢侧到不锈钢侧的微观组织依次为铁素体和珠光体、脱碳组织、复合界面、奥氏体不锈钢组织、铁素体和奥氏体不锈钢双相组织。