27SiMn钢的贝氏体化热处理工艺

以27SiMn钢贝氏体转变的冷速条件和温度范围为依据,采用正交方法进行了分段淬火的热处理试验。研究了淬火温度、淬火保温时间、回火温度、回火保温时间对于热处理后钢材力学性能的影响规律。结果表明,27SiMn钢获得贝氏体组织的最优热处理工艺为：910 ℃,30 min淬火（油冷至450 ℃后空冷至室温）+250 ℃,40 min回火,经该工艺热处理后27SiMn钢的屈服强度从423 MPa 提高到693 MPa,抗拉强度由689 MPa提高到890 MPa,伸长率和断面收缩率分别为28%和67%,冲击吸收能量由原来的的13 J提高到64 J,冲击韧性显著改善,满足了工程机械用钢的需求。     

中间相变产物对超高强度钢强韧性的影响

研究了30Cr3Si2NiMoWNb超高强度钢奥氏体化后在30.0~3.5℃/min之间冷却的相变产物,及对随后低温回火后强韧性的影响。研究结果表明降低冷却速度即使形成贝氏体组织,但钢的强度高于常规油冷淬火,而韧性和塑性则有一定程度的下降;马氏体相变之前形成25%~30%的下贝氏体使低温回火后的强度进一步提高,但不影响断裂韧性;然而,相变组织中出现珠光体和上贝氏体则急剧恶化低温回火后的强度和韧性。     

热处理工艺对1.25Cr0.5MoSi钢组织和力学性能的影响

通过Gleeble-3800热模拟和热处理试验研究了热处理工艺对1.25Cr0.5Mo Si钢组织和性能的影响。结果表明:钢在950℃保温140 min后淬火水冷(冷却速率3~20℃/s),然后710℃保温245 min回火,空冷可获得回火贝氏体组织和优良的综合力学性能。钢板试样经模拟焊后热处理组织为回火贝氏体,钢板在690℃模拟焊后热处理0~32 h后,屈服强度达到400~470 MPa,抗拉强度560~600 MPa。当冲击温度低于-20℃时,冲击功急剧下降。随着模拟焊后热处理时间的延长,碳化物逐渐变粗大并沿晶界分布,导致钢板强度和低温冲击韧性大幅下降。     

热处理工艺对预应力混凝土钢棒组织与性能的影响

通过微观组织观察、力学性能测试等方法,研究了淬回火工艺对预应力混凝土钢棒组织及性能的影响,并优选出淬回火工艺参数。研究表明:对于20Mn Si钢,感应加热淬火的理想温度为940℃。淬火处理后,在400~610℃温度区间回火。随着回火温度的升高,钢棒的强度平稳下降,伸长率逐渐提高;经对比分析确定,最佳回火温度区间为400~450℃。经940℃淬火、400~450℃回火,20Mn Si热轧钢筋试样屈服强度达到800 MPa级,是生产预应力混凝土钢棒较为经济的原料。     

热处理对含Mo轴承钢组织和性能的影响

研究了含Mo轴承钢的相变规律及热处理制度对其组织和性能的影响,运用SEM和XRD表征了其显微组织,绘制了动态CCT曲线,测试了其硬度、力学性能和耐磨损性能。结果表明,由于钢中含有Mo,推迟了珠光体组织转变,当冷速≥4 ℃/s时冷却过程只发生马氏体相变;淬火+低温回火后,钢的抗拉强度和维氏硬度分别为1850 MPa和785 HV;而经贝氏体等温淬火后钢的抗拉强度和硬度分别达到2160 MPa和735 HV。淬火+低温回火后残留奥氏体的体积分数约为12.68%,而贝氏体等温淬火后约为3.88%。残留奥氏体含量的降低,有助于提高轴承钢的尺寸稳定性。     

热处理温度对弹簧钢组织性能影响的实验研究

为优化等温淬回火工艺,提高弹簧钢的质量,以60Si2CrVAT弹簧钢为研究对象,试验分析了淬火与回火对钢的组织性能的影响.结果表明:不同等温淬火温度下随回火温度的升高,弹簧钢的强度下降,910℃×30min+310℃×30min奥氏体化等温淬火得到贝氏体、残余奥氏体、未溶碳化物和少量马氏体后,再经420℃×60min回火水冷后,获得的回火屈氏体综合组织性能相对较佳.     

高碳高硅纳米贝氏体钢回火后的组织与力学性能

高碳高硅钢经300和340℃等温淬火后获得了纳米贝氏体组织,采用扫描电镜、透射电镜、显微硬度仪和拉伸及冲击试验等研究了其经200～600℃回火处理后的显微组织和力学性能.结果 表明,在相同回火条件下,与340℃等温淬火试样相比,300℃等温淬火试样的强度、硬度和冲击韧性较高,塑性较低.纳米贝氏体组织在300℃以下具有良好的回火稳定性,450℃回火时薄膜状残留奥氏体开始分解,贝氏体铁素体板条开始合并粗化.低于450℃回火,试验钢的抗拉强度和屈服强度略有增高,伸长率和硬度变化不大.500℃回火,强度开始明显降低,塑性和冲击韧性最低,硬度升到最高而出现二次硬化.300℃回火后试验钢的冲击韧性最高,两种等温淬火试样均在300℃回火时得到最佳的综合力学性能.     

轧后冷却对汽车用含硼超高强度钢组织和性能的影响

通过对比两种不同的轧后冷却工艺对汽车用含硼超高强度钢组织与性能的影响,得出此类钢轧制后喷水快速冷却到450℃,然后空冷至室温,可以获得贝氏体+铁素体组织,从而使实验钢获得较高的屈服强度和抗拉强度;而轧制后直接空冷至室温,获得的组织为铁素体+细珠光体+少量贝氏体,实验钢的抗拉强度较前者低260MPa.     

两种超高强度钢控制冷速后相变产物及性能的对比分析

研究了两种新型超高强度钢30Cr3SiNiMoWNb和30Cr Ni5Si2MoNb奥氏体化后以30～3.5℃/min速度冷却的相变产物,及其对随后回火材料强韧性的影响。结果表明,30Cr3Si Ni MoWNb钢奥氏体化后以30和15℃/min冷却得到马氏体组织;以7℃/min冷却,过冷奥氏体的相变产物为马氏体和25%～30%的下贝氏体;以3.5℃/min冷却,过冷奥氏体的相变产物为珠光体、贝氏体和马氏体。30Cr Ni5Si2MoNb钢降低冷却速度后回火强度上升,韧性下降不大,在3.5℃/min冷速时强度达到最高值。与30Cr3SiNiMoWNb钢相比,30Cr Ni5Si2MoNb钢因其合金元素含量高,马氏体形成能力强,更难形成贝氏体和珠光体组织。     

低碳贝氏体钢AH80DB过冷奥氏体连续冷却转变与等温转变

利用DIL805A淬火相变膨胀仪测定了AH80DB低碳贝氏体钢的连续冷却转变(CCT)曲线与等温转变(TTT)曲线,并结合金相-显微硬度法确定了过冷奥氏体在不同冷速冷却及不同温度等温时的组织转变。结果表明,连续冷却转变时,在0.2~30℃/s冷速范围内,可得到贝氏体组织;AH80DB钢的等温转变曲线为珠光体区在右,贝氏体区在左的双鼻型,在Ms~600℃等温可获得贝氏体组织。     

低碳Mn系水淬贝氏体钢的组织和力学性能

研究了第二代Mn系空冷贝氏体钢合金体系,即低碳Mn系水淬贝氏体钢,为高强结构钢调质钢开辟了一条新途径,给出了试验钢在水淬工艺下的组织和力学性能.结果表明:随着冷却速度的加快,试验钢中将依次出现粒状贝氏体/仿晶界铁素体,粒状贝氏体,粒状贝氏体/马氏体组织,马氏体组织;与传统淬火钢27SiMn相比,试验钢具有突出优良的淬透性,韧性,切削性能,可以水冷,不需要油冷;直径300 mm的圆柱淬火后可得到粒状贝氏体组织,试验钢经中低温回火后,屈服强度大幅上升,抗拉强度变化不大;在300℃回火后具有最高的屈服强度,1/2半径处,σh～900 MPa,σ0.2～630 MPa,AKU(-20℃)～60 J,屈强比约为0.7;试验钢经高温回火后,将析出粒状碳化物,冲击韧度大幅上升,AKU5～65 J.     

SDPM钢高硬度均匀性热处理工艺研究

利用热膨胀仪对塑料模具钢SDPM在不同冷速下的过冷奥氏体连续冷却转变行为进行了研究,并探讨了不同淬火方式获得的两种组织经不同温度回火后的组织和硬度的变化规律。结果表明:SDPM钢过冷奥氏体连续冷却过程只包括贝氏体和马氏体转变,而无珠光体或铁素体转变;当冷速在0.02~0.5℃/s时,转变产物以贝氏体和M/A岛混合组织为主;当冷速大于0.5℃/s时,转变产物以马氏体转变为主。SDPM钢的回火温度从510℃升高到570℃,马氏体淬火组织的硬度从40.3 HRC下降到37.7 HRC,等温贝氏体淬火组织硬度从39.5 HRC下降到38.2 HRC;继续升高回火温度到610℃时,马氏体淬火组织硬度下降到32.8 HRC,等温贝氏体组织硬度下降到33.6 HRC。获得最佳硬度均匀性的回火温度为550℃。     

07MnCrMoVR水电钢的生产工艺及组织性能

采用激光共聚焦扫描显微镜对07MnCrMoR水电钢奥氏体晶粒长大的动态过程进行了原位观察,并对其静态CCT曲线进行了测定,利用淬火机和热处理炉对38 mm厚的试验钢进行了淬火和回火试验。结果表明:试验钢在1200℃以下加热时奥氏体晶粒长大趋势不明显;当冷却速率为0.05~0.25℃/s时,试验钢的组织转变为多边形铁素体+珠光体,冷却速率为0.5~20℃/s时转变为贝氏体组织,冷却速率为20~50℃/s时转变为马氏体组织;930℃淬火后,试验钢的组织转变为板条贝氏体+马氏体,600℃回火后转变为铁素体+回火贝氏体,大量的碳化物在铁素体基体上析出,其屈服强度为602 MPa,抗拉强度为713 MPa,-20℃低温冲击吸收能量为259 J,力学性能高于国家标准的要求,为最佳的调质生产工艺。     

轧制冷却工艺对低合金超高强钢Q1300组织性能的影响

以开发屈服强度大于1 300MPa低合金超高强结构钢为目的,采用不同的轧制及冷却工艺并进行再加热淬火和回火处理,研究了轧制冷却工艺对低合金超高强钢组织性能的影响规律。结果表明,试验钢经控制轧制后奥氏体晶粒被拉长成扁条状,水冷至600℃后再空冷至室温所得到的粒状贝氏体组织较直接空冷至室温的组织细小,高温连续轧制后空冷至室温得到的组织为粒状贝氏体+板条贝氏体;相比高温热轧工艺,采用控轧控冷工艺能增大轧态组织的原奥氏体晶界面积,能有效细化再加热原始奥氏体晶粒,晶粒尺寸可减小3.5μm;经控轧控冷及调质热处理后,钢板具有较好的强韧性,屈服强度为1 345MPa,抗拉强度为1 590MPa,-40℃冲击功为44J,各项性能指标均达到相关标准要求。     

75Si2Mn1.5CrB铸钢等温淬火组织及力学性能

对新型的高碳低合金75Si2Mn1.5CrB钢进行了在200℃等温淬火工艺组织和力学性能的研究。利用激光显微镜、透射电子显微镜(TEM)和X射线衍射仪(XRD)对等温淬火处理的试验用钢进行了观察和分析。结果表明,75Si2Mn1.5CrB钢经920℃奥氏体化快冷至200℃等温处理后,组织为带有奥氏体薄膜的贝氏体铁素体、马氏体和残留奥氏体。75Si2Mn1.5CrB钢在200℃等温22 h时,其综合力学性能良好。     

42CrMo钢的等温淬火和回火

通过在Ms点上下温度范围等温淬火处理和改变回火温度,研究了等温淬火温度、时间,回火温度对42CrMo钢显微组织、硬度和冲击韧度的影响。结果表明,42CrMo钢经260 ℃等温15 min可获得马氏体+(10%～15%)的下贝氏体,并具有最高的硬度和较高的冲击韧度。随着等温淬火温度提高和时间的延长,下贝氏体量逐渐增加,且硬度也逐渐降低,但冲击韧度则在等温45 min时达到最大值。42CrMo钢经等温淬火后,随着回火温度的增加,碳化物不断析出聚集,使得硬度逐渐降低,同时这也导致了42CrMo钢等温淬火后组织在360 ℃回火时存在显著的回火脆性,冲击韧度急剧下降。     

60Si2Mn钢碟形弹簧热处理工艺改进

通过60Si2Mn钢相变点的测量确定碟形弹簧片的热处理工艺参数,并应用金相显微镜、洛氏硬度计对热处理样品进行组织观察与硬度测试,采用SEM对回火样品进行断口分析。结果表明,采用(840±20)℃盐浴加热油淬+450℃回火工艺处理后,60Si2Mn钢组织为回火屈氏体,硬度44.5 HRC,零件断口为韧性断裂,满足碟形弹簧片性能要求,该工艺可替代等温淬火热处理。     

34Mn6钢P110石油套管调质工艺研究

采用相变仪对34Mn6钢的奥氏体连续冷却转变(CCT)曲线进行测定和分析。结果表明,当冷却速度为0.1~1℃/s时,相变组织为铁素体和珠光体;当冷却速度≥5℃/s时开始发生贝氏体转变;当冷却速度≥10℃/s时开始发生马氏体相变;当冷却速度50℃/s时,奥氏体几乎全部转变为马氏体。采用正交试验法研究了淬火温度和保温时间、回火温度和回火时间对34Mn6钢力学性能的影响。结果表明,淬火温度对性能影响较小;回火温度是影响屈服强度、抗拉强度和冲击吸收能量最主要的因素。根据试验结果确定了工业试验的热处理参数,并进行了试验验证。结果表明,139.7 mm×9.17 mm套管的屈服强度处于标准的中上限范围;冲击吸收能量的最小值高于标准71.5%,断后伸长率的最小值高于标准48.4%。     

Mn含量对超低碳调质高强钢组织和性能的影响

研究了Mn含量的变化(Mn含量由1.8%至5.0%)对超低碳高强钢经调质热处理工艺后,其相变行为以及组织性能的变化规律。结果表明:随着Mn含量的提高,淬火相变温度呈线性降低,显微组织由仿晶界铁素体(FGBA)和粒状贝氏体(GB)向马氏体(M)转变;2.4%~5.0%Mn钢经930℃淬火和300~600℃回火后,其屈服强度可达690~960 MPa级别,且-20℃冲击性能良好;但是,1.8%Mn和2.4%Mn试验钢的低温冲击性能明显优于3.0%Mn和5.0%Mn的试验钢,主要是由于前者组织中FGBA和GB发生了较大的塑性变形,而后者M组织变形非常小。     

高强紧固件用B7钢开发

采用热模拟方法研究了B7钢的连续冷却的相变行为、等温相变行为及组织演变规律,制定了控轧控冷关键工艺,并在生产线上成功试制了24~28 mm规格的产品。结果表明,当冷却速度小于0.8 K/s时,B7钢组织以珠光体和铁素体为主;冷却速度为0.8~1 K/s时,组织以贝氏体为主;而冷却速度大于1 K/s时,组织以马氏体为主;珠光体和贝氏体的鼻尖温度分别在675℃和400℃左右。工业试制24~28 mm规格B7钢组织以珠光体和铁素体为主,调质处理后,抗拉强度≥860 MPa,屈服强度≥720 MPa,断后伸长率≥16%,-101℃的冲击吸收能量≥27 J。