淬火分配工艺对低碳低合金钢组织与性能的研究

研究了0.15C-Mn-Si-Cr低碳低合金钢在Ms点以下不同温度预淬火-碳分配工艺(QP工艺)及贝氏体转变对钢组织与性能影响。结果表明,实验钢经QP处理后获得贝氏体/马氏体复相组织,与淬火回火钢相比能获得更多的残余奥氏体量,随着淬火碳分配温度的升高,钢中残余奥氏体量增加,等温温度超过310℃后,钢中析出碳化物,残余奥氏体量减少。在250℃预淬火温度等温碳分配淬火,钢的冲击韧性显著高于传统的淬火回火钢。     

回火温度对不同自回火程度的中碳马氏体钢组织和拉伸性能的影响

为探究不同自回火程度的中碳马氏体钢在回火过程中的组织演化及其对材料力学性能的影响，采用水淬与油淬2种方式淬火，研究了2种自回火程度存在明显差异的马氏体组织在不同回火温度区间内的组织演化，并对比分析了2种淬火态及回火后板料的拉伸性能。结果表明：在淬火及低温回火过程中，马氏体组织内析出的ε-碳化物会明显改善材料的塑韧性。水淬马氏体组织中的ε-碳化物是在温度为200℃的回火过程中析出。油淬马氏体组织中的ε-碳化物则是在淬火过程中析出，而在低温回火过程中，淬火态组织中的亚稳ε-碳化物会发生分解。当回火温度为300和400℃时，2种淬火态组织的演化依次为残余奥氏体的分解以及渗碳体的形成，马氏体组织中的位错密度均逐渐降低。     

TGOG13Cr-1超级马氏体不锈钢的组织和性能

采用SEM、金相、Gleeble 3800观察和分析了TGOG13Cr-1超级马氏体不锈钢在不同热处理制度下的组织转变和力学性能的变化情况.试验结果表明,TGOG13Cr-1室温下的显微组织为低碳回火马氏体,其Ac1为720 ℃、Ac3为860 ℃、Ms为281 ℃、Mf为157 ℃;在相同的淬火温度和回火工艺下,采用水淬较空冷更容易实现对力学性能的控制;随着回火温度的升高,合金的强度、硬度越低,塑性、韧性越好.     

连续退火工艺对冷轧马氏体钢板力学性能的影响

 冷轧马氏体钢采用水淬退火机组生产,可以节约合金元素,同时获得高强度,符合汽车用钢高强度和减重节能的要求。以冷轧低碳马氏体钢为研究对象,研究了连续退火工艺对马氏体钢板力学性能的影响,发现淬火温度、缓冷速度和回火温度均对马氏体钢的强度有很大影响。在奥氏体缓慢分解的较高温度区间开始淬火有利于马氏体钢强度的稳定。回火降低马氏体钢的抗拉强度,对屈服强度有提高的作用,在200~300℃之间回火,冷弯性能基本不变或有所提高,未发现在240℃以上过时效出现显著的冷弯性能下降的现象。     

奥氏体等温淬火工艺对冷轧高强钢扩孔性能的影响

双相钢钢板以其碳当量低、综合性能好的优点在汽车制造中获得广泛应用。但双相钢钢板的扩孔率不够理想,在一些翻边类的应用中表现不够好。以原本用于冷轧双相钢生产的钢板为研究对象,研究不同的奥氏体等温淬火温度对试验用钢扩孔性能的影响。研究结果表明:在Ms点附近的温度区间进行等温淬火,获得回火马氏体+贝氏体的多相组织,可以得到较理想的扩孔性能;在Ms以上的较高温度区间进行奥氏体等温淬火,由于等温过程中奥氏体不能完全转变为贝氏体,在后续冷却时转变成为较多的未回火马氏体,扩孔率反而下降。     

Ms以下温度等温淬火对中碳贝氏体钢相变和性能影响

摘要：设计了马氏体起始相变温度（Ms）以上和以下2个不同温度等温淬火试验，结合热膨胀仪、扫描电镜显微组织、X光衍射和拉伸试验等试验手段，研究了对比于Ms以上温度等温淬火试验，Ms以下等温淬火对中碳贝氏体钢相变、组织和性能的影响。结果表明，贝氏体相变可以发生在Ms温度以下，且其相变动力学被明显促进。相比于Ms以上温度等温淬火，Ms温度以下等温淬火虽然可以加速相变动力学，但导致强度和伸长率下降，因此降低了最终的力学性能。这主要是因为Ms温度以下等温淬火试样组织内部出现了大量的回火无热马氏体（AM）和少量的贝氏体和残余奥氏体（RA）。因此，Ms温度以下等温淬火热处理后的组织性能未必优于Ms温度以上等温处理后组织性能，这主要取决于具体的成分和工艺。     

钢中的低碳马氏体及条间奥氏体

低碳马氏体形成时可能存在碳的扩散,使条间奥氏体富碳,以及受协作形变强化的力学稳定,保持至室温,形成淬火钢中马氏体条间的奥氏体,它对低碳马氏体的韧化起重要的作用。低碳马氏体形成时碳的扩散并非必需过程;马氏体与基体间为平直界面,而贝氏体界面却存在巨型台阶;低碳马氏体也并不按贝氏体形式长大;证明低碳马氏体形成机制和贝氏体的不同。低温回火时,由于渗碳体自马氏体脱溶的形核(长大)驱动力较大,先由马氏体析出渗碳体;长时间回火时,由于条间奥氏体分解驱动力较大,又受到马氏体脱溶呈收缩的拉应力促使分解;提出回火马氏体致脆的机制为马氏体脱溶和奥氏体分解的互为关联的过程。应用低碳马氏体时须注意避免回火马氏体致脆及加强条间奥氏体的稳定性。     

淬火-配分马氏体钢的组织特征

淬火-配分(Quenching and Partitioning,简称QP)工艺是针对马氏体钢提出的热处理新工艺。利用QP工艺处理40Si2Ni2钢,并通过扫描电镜观察其微观组织特征。结果表明,与传统淬火+回火工艺得到的组织不同,QP组织为低碳(回火态)和高碳马氏体(淬火态)共存,其中高碳马氏体呈现为有规则几何形状、边界清晰、无析出物析出的块状组织,淬火温度(QT)对高碳马氏体(淬火态)量有影响。     

无扭控冷热轧普碳双相钢盘条的研制

为了获得强度、塑性兼优的低碳铜盘条,本文利用轧后余热进行淬火和自回火处理,使低碳钢盘条形成马氏体+铁素体双相组织。并通过控制淬透性冷却速度来控制马氏体和铁素体的体积百分此,使盘条的强度和塑性得到最佳匹配。     

超低碳Cr-Ni马氏体不锈钢组织和性能研究

采用SEM和金相相结合的方法，观察了不同热处理工艺下超低碳Cr-Ni马氏体不锈钢0．02C-13Cr-4Ni-1Mo-0．04N的组织和断口形貌；在Gleeble3800热模拟试验机上采用体积膨胀法，分析其相变过程并进行了500℃热拉伸对比试验。按照GB228、GB230要求测试不同热处理制度下材料屈服强度Rp0.2、抗拉强度Rm、延伸率A。试验结果表明，其室温基体金属的显微组织为低碳回火马氏体，Ac1为720℃，Ac3为860℃，Ms为281℃，Mf为157℃；在相同的淬火温度和回火工艺下，采用水淬较空冷更容易实现对力学性能的控制；随着回火温度的升高，合金的强度、硬度越低，塑性、韧性越好。     

新型非调质钢的发展

介绍了直接淬火－回火非调质钢、直接淬火低碳马氏体非调质钢、低碳、中碳贝氏体非调质钢和中碳贝氏体回火钢的发展动态。     

短时间连续淬火回火处理条件对钢轨腰部和底部高韧性化的影响

研究了断裂性和热处理条件之间的关系，获得了如下最佳热处理条件：淬火终冷温度为１００～１５０℃，回火温度为６５０～７００℃，回火升温（加热）速度＜１０℃／ｓ。在用快速升温回火的淬火回火处理中，当淬火的马氏体生成率＞４０％时，断裂韧性值不受马氏体生成率的影响，基本上为定值。这是因为回火的微细的贝茵体＋马氏体混合组织，具有和回火马氏基本相同的高韧性。     

AM对低碳贝氏体钢等温相变和显微组织的影响

摘要：设计了马氏体起始相变温度（Ms）以上和以下5个不同温度等温淬火实验,研究了Ms以上和以下温度等温淬火对低碳贝氏体钢组织和相变动力学的影响。结果表明,试样在Ms以下等温淬火时,保温前生成的先马氏体（AM）显著缩短了等温贝氏体相变孕育期,加速贝氏体形核,细化贝氏体组织。然而,Ms以下等温淬火时,总的等温贝氏体相变动力学与先马氏体的体积分数（fAM）有很大关系,当fAM较低时,AM的形成缩短了贝氏体相变孕育期,加速了贝氏体相变,当fAM过高时,又阻碍贝氏体相变,延长贝氏体总的相变时间。最后,采用Austin Rickett(AR)和Johnson Mehl Avrami Kolgomorov(JMAK)动力学模型对等温贝氏体相变动力学进行分析,结果表明,与AR模型相比,JMAK模型更适用于本研究的实验结果。     

热处理工艺对超高强钢板组织和性能的影响

利用金相、扫描电子显微镜以及拉伸与冲击试验研究了不同热处理工艺对超高强钢的组织和力学性能的影响。主要热处理参数为:淬火温度920℃,保温时间10 min;低温回火温度150℃、300℃,保温时间分别为60 min、30 min;高温回火温度500℃、550℃,保温时间15 min、10 min。淬火得到的组织为板条马氏体,低温回火得到的组织以回火马氏体为主,高温回火得到的组织为回火索氏体。经淬火+回火热处理后的钢板,力学性能可达到GB/T16270《高强度结构用调质钢板》标准中的890 MPa级别及更高级别牌号的要求。     

回火温度对冶金锯片用钢75Cr1回火组织及性能的影响

利用金相观察、力学性能测试等手段,在400～520℃温度范围内对冶金锯片用钢75Cr1进行了连续回火处理。结果显示：随着回火温度的升高,试样的组织由淬火马氏体逐渐转化为回火马氏体、回火马氏体＋回火索氏体; 试样的强度和硬度连续下降,冲击值、断面收缩率和延伸率逐渐提高。     

大直径锻造耐磨钢球热处理工艺的优化

通过对淬火温度、自回火温度和贝氏体等温转变时间对大直径锻造钢球的硬度、冲击韧性以及组织的影响的研究,对比分析了不同热处理工艺的微观组织和性能的关系.研究结果表明:锻后空冷利用余热淬火时,较优淬火温度为750℃;淬火后自回火温度较高时,钢球芯部马氏体/下贝氏体复相组织中贝氏体组织含量较高且硬度较低,为了保证淬火后钢球具有高硬度及自回火的过程,则较优自回火温度为160℃;随着贝氏体等温转变时间的延长,贝氏体含量及冲击韧性显著提高,当贝氏体等温转变时间超过110 s时,硬度明显降低,即贝氏体较优等温转变时间为110 s.与常规淬回火相比,可得到钢球组织和性能的较优匹配,综合性能优于淬回火处理.     

纳米粒子强化含铜双相钢的组织性能关系

 为进一步提高HSLA系列含铜钢的综合力学性能,利用多步骤热处理工艺(QLT工艺:淬火、临界区淬火及回火工艺)在超低碳Ni-Cr-Mo-V-Cu低合金钢中获得了优异的强度及低温韧性匹配(屈服强度895 MPa、抗拉强度950 MPa、-80 ℃冲击韧性188 J)。利用SEM、XRD及TEM等试验方法研究了试验钢在QLT工艺处理后,不同临界区淬火温度下(Ac1~Ac3温度范围内)的双相组织演化规律,阐明了不同临界区淬火温度下的QLT态试样的组织及性能关系。结果表明,QLT态试样的屈服强度与回火二次马氏体体积分数呈二次抛物线关系,抗拉强度与回火二次马氏体体积分数呈线性正相关关系;断裂伸长率则与临界区铁素体含量正相关。临界区淬火温度为720 ℃时的QLT态试样(QL₇₂₀T)表现出优异的强度及低温韧性匹配,其高强度来源于协同析出的纳米级MC(M为铌、钼、钒及钛的任意组合)和铜粒子所强化的回火二次马氏体。QL₇₂₀T态试样优异的低温韧性则由下列因素所致,主要呈片层状的回火二次马氏体及临界区铁素体的平行相间分布而导致的组织细化效应;大量异相界面所导致的脆性渗碳体或合金渗碳体的细化;强度差异较小的回火二次马氏体以及临界区铁素体。     

T8钢淬火及回火组织转变的研究

通过制定相应的淬火及回火工艺,研究了T8钢在不同温度淬火回火后的组织转变过程。应用金相显微镜和扫描电子显微镜对热处理后的组织进行观察,并且应用洛氏硬度计对试样的宏观硬度进行测量。经过试验可知:T8钢最佳淬火温度为850℃,温度过高和过低都是不可取的;随着回火温度的升高,T8钢回火组织依次以回火马氏体、回火托氏体和回火索氏体进行演变;试样在回火后的硬度先升高后下降,在200℃回火时的硬度达到最大值,这是由于马氏体中碳原子的偏聚以及大量弥散的ε-碳化物析出造成的。     

冷却速度对X12CrMoWVNbN10-1-1耐热钢的力学性能影响

采用力学性能测试、金相分析以及TEM微观结构分析,研究了淬火和回火冷却速度对X12CrMoWVNbN10-1-1耐热钢力学性能的影响,并探讨了脆化机制,结果表明:在相同的回火工艺下,随淬火冷却速度的降低,强度降低,塑性变化不大,但冲击值增加,其主要原因是缓冷降低了马氏体基体的再结晶温度,导致基体的回复与再结晶程度增加;...     

耐磨钢在不同回火工艺下的组织与性能研究

研究了不同回火工艺对淬火态NM400耐磨钢板组织和性能的影响。试验结果表明:随着回火温度不断升高,组织由回火马氏体转变为回火索氏体,钢板的强度和硬度不断降低,钢板的冲击性能先降低后升高,存在马氏体回火脆性区。