一种高强度低碳结构钢的回火脆性研究

通过夏比冲击试验研究了回火温度对高强度低碳结构钢冲击韧性的影响,并采用扫描电镜、透射电镜分析了产生回火脆性的机理。结果表明,该高强度钢在580℃、610℃较高温度回火时产生回火脆性,-20℃夏比冲击功由238 J(550℃时)降低至19 J(580℃时),冲击断口由韧性断裂转变为脆性断裂,这主要是由于晶界上析出大量较大尺寸的含钼M23C6脆性相,在晶界上起到了裂纹源的作用。     

两次淬火对HSLA钢组织和冲击韧性的影响

研究了两次淬火+回火和传统的一次淬火+回火热处理对HSAL钢的显微组织和力学性能的影响。结果表明,在不显著降低强度的条件下,两次淬火使实验钢的冲击功明显提高,还改善了低温韧性和稳定性。两次淬火回火热处理可细化钢的组织,使原始奥氏体晶粒的尺寸和有效晶粒尺寸减小、大角度界面的密度和解离裂纹的扩展偏折频率提高。组织的细化和大角度晶界的增多抑制了裂纹的扩展,使韧性大幅度提高。     

用示波冲击法测定42CrMo钢的冲击韧性

用示波冲击法测定了在冲击载荷下,淬回火态42CrMo钢的载荷-挠度曲线,并将冲击总功分成裂纹萌生功和裂纹扩展功;研究了回火温度对42CrMo钢回火组织与冲击韧性的影响。结果表明42CrMo钢在回火过程中,随回火温度升高,弹性功基本不变,裂纹萌生功略有升高,而裂纹扩展功迅速增加,42CrMo钢对缺口敏感,随回火温度升高,缺口敏感性降低,淬火态42CrMo钢经500—590℃回火,其组织由板条马氏体和条状及粒状θ-Fe_3C组成;冲击断口为准解理与韧窝混合断裂,随回火温度升高,韧窝增多,准解理减少。     

热处理温度对3Cr2W8V钢的韧性及断裂行为的影响

3Cr2W8V钢具有高温回火脆性,断裂韧性的谷值与二次硬化峰相对应,冲击韧性的谷值较二次硬化峰高出50～100℃。淬火温度自1200℃以上,经650℃以上回火后,断裂方式由穿晶转为沿晶,认为是1200℃以上高温淬火后,大量钨溶入基体,使高温回火时沿原奥氏体晶界析出M6C所致。     

回火工艺对65Mn钢疲劳裂纹扩展行为的影响

采用中温回火和高温回火对65Mn钢进行热处理,测试其拉伸性能,并对其疲劳裂纹扩展行为进行研究,探索其疲劳断裂机制．结果表明,两种回火方案对应的裂纹扩展速率的m值相差不大,而C值差异较大,反映出在稳定扩展区的疲劳裂纹扩展对其微观组织不敏感,塑性变形消耗了裂纹扩展的能量,使裂纹扩展速率下降;随着回火温度的升高,实验钢的疲劳断裂特征由脆性逐渐变为韧性,高温回火提高了其裂纹扩展的门槛值,降低了疲劳裂纹扩展速率,65Mn钢经高温回火后有较优的综合力学性能和疲劳性能．     

E550海洋平台用钢二次裂纹扩展机理研究

利用光学显微镜和背散射电子衍射技术对E550海洋平台用钢二次裂纹扩展机理进行了研究,同时对二次裂纹周边的晶粒取向进行了分析。结果表明:钢中的二次裂纹扩展方式与相邻晶粒滑移面的夹角密切相关,其中40%左右的小角度夹角对裂纹扩展影响较小,另外40%左右的相邻晶粒滑移面的夹角为50～62°的大角度夹角,此类夹角的相邻晶粒会在晶界处导致裂纹偏转或起到止裂效果。     

调质工艺对X80级管件钢性能与组织影响研究

为研究调质工艺对X80级管件钢的性能和组织影响,通过力学性能检验、光学显微镜(OM)、透射电镜(TEM)、萃取复型及电子背散射衍射(EBSD)等手段,研究了同一温度淬火后,不同回火温度对X80级管件钢性能和组织的影响.结果表明,经940℃淬火后,在500~650℃范围内回火,试验钢的屈服强度和抗拉强度随回火温度的升高均先增加后降低.随回火温度的升高,试验钢由板条贝氏体铁素体(BF)和粒状贝氏体(GB)的混合组织转变为GB和准多边铁素体(QF)混合组织,M/A岛由细长条状变为颗粒状,并发生分解,BF中的板条亚结构逐渐弱化.在500~600℃范围内,组织中析出相随回火温度升高逐渐增多,600℃时析出相开始聚集长大,温度继续升高,析出相尺寸明显增大.回火过程中,试验钢屈服强度受基体组织软化和析出强化两方面的影响.试验钢的低温冲击韧性随回火温度升高逐渐增大,主要是大角度晶界比例增加所致.     

热处理条件对30CrNiMoV钢力学性能的影响

研究了不同热处理条件对３０ＣｒＮｉＭｏＶ高强钢力学性能的影响。实验结果表明,淬火温度为８６０～９２０℃,回火温度为５５０～６００℃时,该钢的低温冲击韧性、断裂韧性和抗拉强度可获良好的匹配。疲劳裂纹扩展速率在稳定扩展区对组织结构不敏感,而在门槛区或近槛区,则对组织结构敏感。     

自回火对重轨钢疲劳裂纹扩展行为的影响

针对重轨钢在线淬火后自回火造成的抗疲劳裂纹扩展能力降低的问题,在淬火冷速分别为3℃/s、5℃/s、8℃/s,终冷温度为450℃条件下,研究了自回火对重轨钢疲劳裂纹扩展行为的影响,测算了疲劳裂纹扩展速率的Paris公式,采用扫描电镜及硬度计分别对自回火后钢轨的疲劳断口进行观察及硬度测试.结果表明:经过自回火后,钢轨的疲劳裂纹扩展速率增快、硬度降低,且自回火之前钢轨的淬火冷速越大,自回火后其硬度降低越显著,硬度的降低增加了裂纹扩展的可能性;自回火后钢轨在Ⅰ区的疲劳裂纹扩展速率远大于直接淬火试样,使钢轨疲劳裂纹扩展的整体进程缩短,这是疲劳裂纹扩展速率增快的重要原因.不同淬火冷速后的自回火试样在应力强度因子范围 ΔK(ΔK=Kmax-Kmin)为10 MPa·m1/2时,断口的疲劳辉纹、解理面和二次裂纹较少,河流花样数量较多、面积小、沟壑浅,而在ΔK=13.5 MPa·m1/2时,断口的疲劳辉纹间距增大,解理面和二次裂纹较多,河流花样数量增多、面积增大,疲劳裂纹扩展速率da/dN较快.     

热处理工艺对压裂泵阀体用钢4330MOD组织及性能的影响

为提高压裂泵阀体的强度和韧性,研究了不同热处理工艺对改进型4330钢组织及力学性能的影响。结果表明:4330MOD钢通过添加微合金元素及调质工艺优化能够提高强度和韧性。微合金元素Nb、V,正火+调质工艺能够降低晶粒尺寸,提高强韧性。4330MOD钢在550℃～700℃回火时,组织为回火索氏体组织,随回火温度的升高强度降低,韧性先升高后降低,在600℃～650℃回火强韧性匹配较好。4330MOD钢通过微合金元素添加及热处理工艺优化使晶粒尺寸及板条块宽度细小,大角度晶界比例高,从而提高了钢的强韧性。      

低温环境下桥梁钢Q345qD疲劳裂纹扩展行为研究

为了明确在寒冷地区服役桥梁钢的疲劳裂纹扩展行为,以16 mm厚桥梁钢Q345qD为研究对象,完成了室温和低温下的夏比冲击韧性试验、疲劳裂纹扩展速率试验和疲劳裂纹扩展门槛值试验。结果表明,夏比冲击功和试样断口剪切断面率随温度的降低而减少;在应力比0.1、0.2和0.5条件下,疲劳裂纹扩展速率均随温度降低而变缓,该桥梁钢的疲劳韧-脆转变温度点在-60℃以下;在室温~-60℃,其裂纹扩展速率均对应力比的变化不敏感;应力比0.1条件下的疲劳裂纹扩展门槛值随温度的降低有略微增大的趋势。该批次桥梁钢表现出了良好的抵抗低温疲劳裂纹扩展性能,防止低温脆性破坏成为疲劳设计的重点;试验数据能为钢结构桥梁的进一步抗低温疲劳和防低温冷脆断裂设计提供参考。     

回火温度对Cr7钢耐CO2腐蚀性能的影响

利用高温高压釜加速腐蚀试验,获得了Cr7钢经不同回火处理后在CO2环境中的静、动态腐蚀速率,并利用SEM结合XRD分析了样品的组织及腐蚀产物类型.结果表明,Cr7钢经不同温度回火后的组织均为回火马氏体,其耐蚀性能随着回火温度的升高呈下降趋势,静态腐蚀产物为Cr(OH)3和FeCO3,动态腐蚀膜表面还附着由FeCO3和CaCO3组成的颗粒物.扫描开尔文探针和电子背散射衍射分析结果显示,经200℃和500℃回火后的样品电位差约为80 mV,600℃回火后的样品电位差增大到了118 mV.回火过程中马氏体板条的合并使得大角度晶界的比例升高,从而使微区电位起伏加大,这是引起Cr7钢耐蚀性能下降的主要原因.     

加氢反应器用钢及其焊缝的回火脆性

加氢反应器是炼油工业中的核心设备。Cr-Mo钢因其良好的力学性能而被广泛应用于反应器的制造。实践证明,加氢反应器在375～575℃长时间使用过程中会产生回火脆化。介绍了加氢反应器材料的发展和回火脆性的一些基本概念,并综述了加氢反应器用钢及其焊缝的回火脆性的研究。     

晶界富集元素和沉淀相对1Cr11Ni2W2MoV钢性能的影响

富集于晶界的有害元素导致电渣重熔的１Ｃｒ１１Ｍ２Ｗ２ＭｏＶ钢韧性严重下降，它是该钢“６００℃；回火脆性”的主要诱因；颗粒细小、均布于基体和晶界的Ｍ＿（２３）Ｃ＿６沉淀相，使１Ｃｒ１１Ｍ２Ｗ２ＭｏＶ钢具有优良的抗点蚀、应力腐蚀和蠕变性能；反之，颗粒粗大的Ｍ＿（２３）Ｃ＿６晶界沉淀相会使该钢的上述性能严重下降。为此建议修改目前仍推荐的５４０～６００℃不合理的回火制度。     

返温工艺对微合金化S355钢高温塑性的影响

针对S355连铸坯的横裂纹问题,利用Gleeble热模拟设备,研究了常规工艺下S355钢的高温力学性能,测定了其第三脆性区的温度范围。结合热拉伸试样显微组织观察、断口形貌观察,分析了S355钢第三脆性区的脆性机理,探讨了返温工艺对S355钢高温塑性的影响。常规工艺实验结果表明,微合金化S335钢的第三脆性区温度范围为667~850℃,750℃时断面收缩率最小,断口呈现为冰糖状,裂纹沿奥氏体晶界扩展,为典型的沿晶脆性断裂。返温工艺实验结果表明,S335钢在750℃变形时的断面收缩率最小,但较常规工艺提高了21%,第三脆性区的塑性得到明显改善,且断口上出现少量韧窝,是以脆性断裂为主的复合断裂类型。结合金相组织观察及高温力学性能实验结果可知第三脆性区脆性出现的主要原因是沿奥氏体晶界形成的网状铁素体导致。返温工艺明显改善S355钢高温延塑性的原因可归结为奥氏体晶粒的细化、铁素体百分比增加及其网状特征的弱化。     

回火工艺对60Si2CrVAT弹簧钢组织及性能的影响

为了优化60Si2CrVAT弹簧钢的热处理工艺,获得最佳力学性能,研究了不同回火温度及时间(400~520℃回火,30~120min保温)对60Si2CrVAT弹簧钢组织及性能的影响。实验结果表明,经910℃保温30min油冷淬火及430℃保温60min油冷回火的60Si2CrVAT弹簧钢强度和塑性最优(Rm=1993MPa,RP0.2=1620MPa,δ=9%,ψ=32%)。弹簧钢在400℃至520℃进行回火,得到的组织均为回火屈氏体,随温度的升高和时间的增加,针叶状铁素体向粒状、块状转变。     

1Cr12Ni2WMoVNb（GX—8）钢的回火转变研究

本文叙述了1Cr12Ni2WMoVNb(GX—8)钢的回火转变机制的研究结果。该钢经300℃回火析出Fe_3C型碳化物,400～500℃回火析出M_7C_3与M_2X,500～600℃回火析出M_2X和M_(23)C_6,600℃以上回火析出M_(23)C_6。由于在不同温度下回火,析出的碳化物类型、形态、数量和分布的不同,因而使钢具有不同的物理、力学和化学性能。     

基于组织和结构调控9CrV钢大尺寸活塞性能的优化EI北大核心CSCD

研究了热处理和结构调控对直径为190 mm的9CrV钢仿形活塞不同部位显微组织和力学性能的影响及其机理。结果表明,经850℃×5 h-230℃×4 h等温淬火、230℃×4 h回火后,9CrV钢活塞的表层至心部依次为下贝氏体、贝氏体+索氏体+M/A岛、珠光体类组织;表层的抗拉强度和冲击吸收功均高于心部。淬火温度降至800℃、回火温度升至400℃,使表层的抗拉强度提高到1610 MPa、冲击吸收功降低到7.4 J,心部的冲击韧性有所提高但是强度降低。经800℃×5 h-230℃×4 h等温淬火、230℃×4 h+400℃×4 h二次回火后,表层的抗拉强度达到1672 MPa、冲击吸收功达到9.8 J,且改善了心部的冲击韧性,使活塞整体的强度与韧性趋于平衡。淬火加热温度的降低保留了适量的未溶碳化物颗粒,阻碍了奥氏体的长大和细化了晶粒,从而提高了钢的强度。在230℃回火使残余奥氏体转化为下贝氏体、防止在400℃回火(提高心部韧性)时生成薄壳碳化物和平衡了整体韧性。综合热处理和活塞结构的调控,实现了大尺寸活塞的整体强韧性平衡。     

热处理对65Si2MnWA钢疲劳断裂性能的影响

本文研究了回火温度对弹簧钢65Si2MnWA 组织和性能的影响,重点探讨了疲劳断裂性能及其疲劳与断裂机理。试验结果表明,随回火温度的升高(420～500℃),回火屈氏体变得粗大,碳化物尺寸和间距加大,铁素体回复程度加深。强度升高,随回火温度升高和应力比增大,疲劳裂纹扩展速率增大,门槛值降低,断裂韧性上升。其中,碳化物尺寸和间距是对断裂起关键作用的微观结构参数。从疲劳断裂角度看,弹簧钢65Si_2MnWA 采用860℃油淬,460℃回火较为适宜,因而评价了现行热处理工艺。     

热处理状态对2.25Cr1Mo钢断裂韧度和裂纹扩展速率的影响

分析了不同热处理状态对2.25Cr1Mo钢断裂韧度(KJIC)和裂纹扩展速率(da/dN)的影响.结果表明,经730℃回火后2.25Cr1Mo钢的断裂韧度有较大的提高,裂纹扩展速率则无明显变化.