无碳化物贝氏体/马氏体复相钢晶粒细化研究

在获得无碳化物贝氏体/马氏体复相钢奥氏体晶界侵蚀方法的基础上,利用电致加热循环淬火方法对无碳化物贝氏体/马氏体复相钢进行组织超细化处理,研究了奥氏体化温度、加热速率、循环次数和保温时间对钢的组织和原奥氏体晶粒的影响。实验结果表明:以100℃/s的加热速度加热到910~920℃淬火,循环3次,前两次淬火不保温,最后一次保温30 s,可得到平均晶粒度为3.2μm,超高周疲劳性能优异的超细化无碳化物贝氏体/马氏体复相钢。     

低合金超高强度钢的微观组织与强化机理

使用光学显微镜、SEM、TEM、XRD观察G50钢淬火和低温回火后的微观组织形貌,结合低温回火前后G50钢的屈服强度和冲击韧性等力学性能的变化,分析其强韧化机理。结果表明,淬火态G50钢微观组织主要为细小的板条状马氏体,使用TEM可以观测到有残留奥氏体薄膜在马氏体板条之间,残留奥氏体量很低。G50钢的超高强度来自马氏体相变和晶粒的细化,低温回火处理后G50钢的微观组织是细小的板条状回火马氏体,在保持强度的同时提高了冲击韧性。     

淬火与回火工艺对42CrMo钢显微组织和奥氏体晶粒长大规律的影响

研究了860～940℃淬火与200～600℃回火对42CrMo钢显微组织的影响,并用金相截线法对奥氏体晶粒尺寸进行测量,建立了42CrMo钢奥氏体晶粒生长动力学方程。结果表明,随着淬火温度和保温时间的增加,42CrMo钢中残留碳化物数量明显减少,碳化物由片状逐渐变为颗粒状。随着淬火温度的升高,板条马氏体组织变得越来越均匀细小。随着回火温度的升高,钢的显微组织向回火屈氏体、回火索氏体转变,当回火温度为600℃时,得到的回火索氏体组织更均匀密集。基于Beck模型的42CrMo钢奥氏体晶粒生长规律的拟合结果,得出奥氏体晶粒长大激活能为2.62×10³ J·mol^-1。     

循环加热.淬火工艺下超细晶奥氏体的晶粒演变特征

分别利用含Nb钢和Nb-V-Ti钢研究了循环加热-淬火工艺下原始组织分别为温轧铁素体/珠光体、温轧回火马氏体以及常规铁素体/贝氏体的热模拟试样在不同循环次数条件下所获得的超细晶奥氏体晶粒的演变特征。研究表明:复合微合金化更有利于该工艺下奥氏体晶粒的超细化,且相比之下以温轧铁素体/珠光体为原始组织更有利于获得超细晶奥氏体,利用这一原始组织在3~4次循环加热-淬火处理后得到奥氏体晶粒尺寸在1~2μm;同样原始组织条件下,单纯添加Nb使得实现最大程度奥氏体晶粒超细化效果所需要的循环加热-淬火次数减少;根据Nb-V-Ti复合微合金钢中析出相粒子的透射及能谱分析发现,V的大量固溶以及Nb的部分溶解很大程度上决定着微合金元素添加对奥氏体晶粒超细化的影响程度。     

热处理对高速钢W6Mo5Cr4V3Co8组织和性能的影响

采用OM,SEM,EDS,TEM以及力学性能试验,研究了热处理工艺对不同尺寸规格的粉末冶金高速钢W6Mo5Cr4V3Co8微观组织和力学性能的影响。结果表明,区别于普通高速钢,粉末冶金高速钢微观组织中没有大颗粒尺寸共晶碳化物,退火组织中碳化物均匀、细小,颗粒尺寸小于3μm。因此,不同尺寸规格钢材以及不同截面方向的组织都保持着高度的一致性;试验钢在1080～1180℃较宽的温度范围内淬火都能够获得67 HRC以上的硬度。淬火后的组织为马氏体+残留奥氏体+未溶碳化物,淬火奥氏体晶粒尺寸非常细小;经过高温回火后,试验钢存在明显的二次硬化效应,二次硬化峰出现在520℃。二次硬化现象是由残留奥氏体转变和合金碳化物析出共同作用的结果,TEM分析显示,试验钢经高温回火析出的二次硬化碳化物包含VC;冲击韧性试验结果表明,不同截面尺寸粉末高速钢的冲击韧性基本相当,同一钢材其横向和纵向的冲击韧性相差不大。     

热处理对超高强度20Mn2Cr汽车钢组织和性能的影响

研究了热处理工艺参数对20Mn2Cr钢显微组织和性能的影响规律,并采用扫描电镜、透射电镜、电子背散射衍射技术等研究了不同奥氏体化温度和回火温度下实验钢中的马氏体组织特征和碳化物析出形貌.结果表明,实验钢经900℃奥氏体化处理时可以保证较小的原奥氏体晶粒尺寸及细小的马氏体板条束宽度;550℃再结晶退火可以进一步细化原奥氏体晶粒尺寸及马氏体板条束宽度;淬火后的回火处理有利于Cr碳化物粒子的析出.通过调整热处理工艺,20Mn2Cr钢可以获得1000～1700 MPa级的系列超高强度,同时可以实现超高强度与高塑性的良好匹配.     

13Cr超级马氏体不锈钢的组织

采用TEM、SEM等研究13Cr超级马氏体不锈钢不同热处理后的的显微组织。结果表明,试验用钢淬火后的组织为板条马氏体。800、850、900、950、1000、1050和1100℃淬火后试样原始奥氏体晶粒尺寸为16.8～56.88μm;随淬火温度的升高原始奥氏体晶粒逐渐长大,马氏体板条束逐渐粗大。不同温度淬火650℃回火,A钢和B钢的组织均为保留原马氏体位相的细小回火马氏体。试样在1050℃淬火并在不同温度回火后有逆变奥氏体产生,在650℃以下回火时随着回火温度的升高和保温时间的延长逆变奥氏体含量逐渐增多,且回火后逆变奥氏体主要以长条状及菱形状分布于马氏体板条束间及奥氏体晶界处。     

深冷处理最低温度对9%Ni钢力学性能及逆转奥氏体含量的影响

通过实验研究了深冷处理过程中的最低处理温度对9%Ni钢力学性能和逆转奥氏体含量的影响。采用了不同的深冷处理温度和保温时间,并与9%Ni钢新发展起来的热处理工艺淬火、亚稳淬火、回火(QLT)相结合。结果表明,-80℃和-110℃的冷处理对9%Ni钢的力学性能和逆转奥氏体含量没有明显影响。然而,-140℃保温24小时的深冷处理能够提高9%Ni钢的冲击韧性,其机理主要在于深冷处理使得块状的逆转奥氏体转变为条状。此外,-140℃深冷处理通过等温马氏体转变值得逆转奥氏体的含量减少。-196℃保温24小时深冷处理增加了逆转奥氏体的含量,同时细化了二次马氏体板条组织, 从而使得9%Ni钢的室温和低温冲击韧性均得到提高。其机理主要是由于深冷-196℃深冷处理促使了超细碳化物的析出,同时增加了组织内应力,从而为逆转奥氏体在回火过程中的形核提供了更多了形核位置。     

低温处理对3Cr2MoCoWV热锻模具钢性能及组织的影响

探讨了低温处理工艺对3Cr2MoCoWV钢力学性能及微观组织的影响。利用光学显微镜,SEM和TEM分别对3Cr2MoCoWV钢微观组织和下贝氏体-马氏体复合组织中的残留奥氏体分布形态进行了研究,并采用XRD测量了残留奥氏体量。结果表明,低温处理后再进行回火处理,组织中析出了大量弥散细小的ε-碳化物和M2C型碳化物,模具钢的工作温度不超过650℃时,M2C型碳化物可作为钢中的强化相,同时组织中残留的薄膜状残留奥氏体提高了钢的冲击韧性。     

S390粉末高速钢的深冷处理与热磁分析

采用综合物理测试系统的振动样品磁强计选件(PPMS-VSM),对S390粉末高速钢进行深冷处理和回火处理时的热磁测量。结果表明,钢淬火态3个样品的室温磁性几乎相同,反映了钢具有均匀的组织;不论深冷处理与否,3次回火后样品中残余奥氏体向马氏体的转变量几乎相当,粉末高速钢样品的磁性接近均约158.5(A·m2)·kg-1。增加深冷处理工序,改变了残余奥氏体向马氏体、奥氏体中碳化物析出、马氏体中碳化物析出的进程。随后在913K回火,残余奥氏体向马氏体继续转变,钢的磁性(160.5(A·m2)·kg-1)进一步升高。     

锯片基材75Cr1钢的热处理工艺及其组织性能

研究了锯片基材75Cr1钢不同热处理工艺下的组织、晶粒度、碳化物分布以及力学性能。结果表明:780~840 ℃之间淬火,组织为细小的针片马氏体+少量残留奥氏体。随淬火温度升高,硬度略有升高,但均在63 HRC水平附近,晶粒度由10级降至8级,晶粒不均匀程度也更加明显;随回火温度升高,组织由回火屈氏体转变为回火索氏体,细小的颗粒状碳化物增多。800 ℃淬火+540 ℃回火,75Cr1钢组织为回火索氏体,细小碳化物弥散分布,硬度36.5 HRC,具有良好的强度和塑韧性匹配。     

热处理对14Cr14Co12Mo5低碳马氏体轴承钢组织性能的影响

通过光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射、透射电镜、洛氏硬度、冲击测试和拉伸试验等研究了淬火+冷处理和高温回火循环热处理工艺对14Cr14Co12Mo5低碳马氏体轴承钢组织性能的影响。结果表明：经淬火、两次冷处理及高温回火后，不仅可以细化试验钢中的马氏体板条，而且能有效促进残留奥氏体向马氏体转变，马氏体板条宽度从511.5 nm细化至116.0 nm,马氏体体积分数从78.4%增加至87.9%。此外，在高温回火过程中板条马氏体内的M₂₃C₆和M₇C₃细小碳化物不断析出，不仅可以提高试验钢的强度和硬度，而且细小弥散分布的碳化物也可以提高其韧性。经淬火+冷处理和高温回火工艺处理后，试验钢的抗拉强度为1624 MPa,硬度为49.5 HRC,冲击韧性为136 J/mm²,实现了强韧性的良好匹配。     

淬火温度对5Cr15MoV钢空冷淬火组织与性能的影响

通过1000~1200 ℃间隔50 ℃的系列加热温度对5Cr15MoV马氏体不锈钢进行空冷淬火试验,并采用光学显微镜、EBSD和洛氏硬度计对不同温度淬火后组织和硬度进行检测,研究了淬火温度对试验钢组织、晶粒尺寸、残留奥氏体含量以及硬度的影响。结果表明,试验钢淬火后组织为马氏体+未溶合金碳化物+残留奥氏体。随着淬火温度升高,马氏体板条尺寸增大,未溶碳化物量逐渐减少直至消失,残留奥氏体含量先增加后减少。试验钢的硬度变化趋势为先增加后显著降低,在淬火温度为1050 ℃达到最大值60.8 HRC。试验钢硬度主要是马氏体的含碳量、晶粒尺寸、残留奥氏体含量和碳化物含量综合作用的结果。     

热处理工艺对1500MPa级低碳Nb-Ti低合金钢组织及性能的影响

通过低成本成分设计,在控制轧制的基础上,分别采用直接淬火(DQ)、直接淬火+回火(DQ+T)以及再加热淬火+回火(RQ+T)工艺成功制得了抗拉强度1500 MPa级经济型低合金高强高韧钢。对比研究了DQ、DQ+T和RQ+T 3种工艺钢的微观组织和力学性能。结果表明:DQ工艺钢的微观组织为板条马氏体+少量铁素体及残留奥氏体的复相组织,其抗拉强度和屈服强度分别为1750 MPa和1300 MPa,-40℃下冲击吸收功为37 J。200℃回火1 h后,试验钢位错密度降低,大量细小ε碳化物在板条内析出。DQ+T工艺钢屈服强度达到1400 MPa,-40℃下冲击功为43 J。试验钢直接淬火后再加热至880℃,获得了平均晶粒尺寸为5.7μm的细小等轴奥氏体。相比于DQ及DQ+T工艺钢,RQ+T工艺钢获得了更高的韧性,冲击功达到56 J。研究发现,未溶的(Nb,Ti)(C,N)粒子能有效抑制奥氏体晶粒长大。组织细化及残留奥氏体是RQ+T工艺钢获得高韧性最主要的原因。     

热处理工艺对5Cr8MoVSi钢组织结构的影响

研究了5Cr8MoVSi钢经不同工艺热处理后的组织与结构，分析讨论了淬火温度对马氏体形态的影响。研究表明，5cr8MoVSi钢退火碳化物类型以M23C6为主，并有少量的MC和M7C3；淬火组织中剩余碳化物以MC和M7C3为主，M23C6型碳化物在淬火加热时大部分溶解。该钢随淬火加热温度升高，淬火马氏体由板条状和针状马氏体混合组织过渡到以板条状马氏体为主。经485℃回火后，针状马氏体仍显示原马氏体针；而板条状马氏体的板条状方向性几乎被完全切断，显微组织呈均匀化。该钢在1000～1050℃淬火时，残留奥氏体量为10．7％～123％Vol，淬火、回火后最高硬度为58～60HRC。     

热处理工艺对疏浚工程用船体钢组织及磨粒磨损性能的影响

为了提高疏浚工程船用低碳低合金耐磨钢的耐磨性能,分别采用淬火+200 ℃低温回火、淬火+250 ℃配分、循环热处理3种热处理工艺对试验钢进行热处理,并借助扫描电镜与透射电镜分析组织与析出相,磨粒磨损试验机测试磨损质量损失,硬度计测试热处理钢的硬度。结果表明,试验钢淬火+200 ℃回火后得到回火马氏体,基体中有少量碳化物,回火马氏体仍呈板条状;淬火-配分试验钢得到马氏体加较多残留奥氏体;经循环热处理后,试验钢中马氏体板条消失,基体中有颗粒状(Nb,Ti)C析出相。试验钢淬火-回火后硬度为39.5 HRC,淬火-配分试验钢硬度为40.5 HRC,循环热处理试验钢硬度30.8 HRC。试验钢耐磨性与硬度成正比,试验钢经循环热处理后,磨损量最大,耐磨性能最差,淬火-回火试验钢次之,淬火-配分钢耐磨性能最好。3组试验钢磨粒磨损后试样表面均出现大量犁沟,磨损机制主要是塑性变形。     

回火保温时间对A-100钢力学性能和组织的影响

采用力学性能测试、显微组织观察和断口失效分析等方法研究了回火保温时间对淬火+深冷处理后的A-100超高强度钢组织和力学性能的影响.结果表明,A-100超高强度钢482℃回火时在板条马氏体晶界上会析出逆转变奥氏体,马氏体周围析出M2 C型碳化物,且随回火保温时间增加,逆转变奥氏体数量增多、分散更均匀,马氏体晶粒尺寸有所增...     

热处理工艺对9Ni钢组织和低温韧性的影响

对9Ni钢进行三种热处理工艺试验,分别为两次淬火+双相区淬火+回火（RLT）、淬火+双相区淬火+回火（QLT）、淬火+回火（QT）。采用X射线衍射仪、扫描电镜及多功能内耗仪等对不同工艺下9Ni钢的组织和低温韧性进行分析研究。结果表明,9Ni钢经QT处理后组织为马氏体+逆转奥氏体;经RLT和QLT处理后,组织中的马氏体变得细小,逆转奥氏体含量增加,并有23%左右的铁素体生成。RLT工艺下试验钢在－196 ℃下的低温冲击吸收能量最高,达到188 J,此时测得的逆转奥氏体含量也最多,为8.90%。RLT工艺下增韧归因于：晶粒细化;增加了逆转奥氏体形核点,逆转奥氏体含量增加,马氏体基体得到净化;铁素体组织粗化。     

热处理对G95Cr18和G102Cr18Mo钢的组织和力学性能的影响

对G95Cr18和G102Cr18Mo钢进行了1 060℃淬火、-70℃冷处理和250、270℃回火处理,随后采用光学显微镜观察了钢的显微组织,测定了钢的残留奥氏体含量、硬度和冲击韧性。结果表明,回火处理后,与G95Cr18钢相比,G102Cr18Mo钢的二次碳化物较为细小,硬度略高,而残留奥氏体含量的差异不明显。此外,G95Cr18钢的冲击韧性优于G102Cr18Mo钢。提高回火温度,两种钢的硬度均有提高,残留奥氏体含量减少,冲击韧性变化不大。     

热处理工艺对6CrW2MoVSi钢组织及硬度的影响

6CrW2MoVSi钢热处理显微组织细化均匀,退火后碳化物平均尺寸0.6μm;淬火后钢中马氏体以板条状马氏体为主,并有少量针状马氏体,经950℃淬火后针状尺寸小于2.5μm。实验钢硬度随淬火温度升高而升高共分3段,在910~980℃范围淬火,硬度升高随淬火温度上升的趋势减缓。在较高温度淬火后,回火出现低温和高温两个回火沉淀硬化区,220~240℃回火,沉淀硬化的硬度为54~58 HRC;540~570℃回火,沉淀硬化的硬度为52~56 HRC。对照相平衡计算结果,热处理过程的相组成比平衡态滞后,依此,可以分析其显微组织及硬度特征。