20Cr2Ni4A钢奥氏体晶粒长大规律与高温渗碳工艺

对20Cr2Ni4A钢高温奥氏体晶粒长大规律进行了研究,获得了其奥氏体晶粒长大动力学模型,并在此基础上进行了高温渗碳工艺试验。结果表明,对于经高温渗碳处理后晶粒粗大的20Cr2Ni4A钢,多次回火可以改善表层有效硬化层区域组织,也会在一定程度上提高心部的综合力学性能,渗碳结束后强制快冷至650℃短时保温可以显著细化奥氏体晶粒,并大幅提高其综合力学性能。     

10Cr12Ni3Mo2VN马氏体耐热钢奥氏体晶粒长大行为

通过在不同加热温度和保温时间下等温奥氏体化,研究了10Cr12Ni3Mo2VN马氏体耐热钢奥氏体晶粒长大行为。结果表明:900~1150℃温度区间内,10Cr12Ni3Mo2VN马氏体耐热钢奥氏体晶粒尺寸随加热温度升高、保温时间延长而增大,且随保温时间延长,晶粒尺寸均匀性下降;由于碳氮化物在1100℃以上发生溶解,1100℃以上奥氏体晶粒发生粗化;1200~1280℃温度区间内,由于δ铁素体相的析出,10Cr12Ni3Mo2VN马氏体耐热钢奥氏体晶粒尺寸随加热温度升高而减小。拟合得到900~1150℃温度区间内10Cr12Ni3Mo2VN钢奥氏体晶粒生长模型为D=6.67×107×t0.303×exp(-1.81×105/RT)。     

H13钢锻材加热时的奥氏体晶粒长大规律

利用金相试验方法,对H13钢锻材在不同加热温度(1030～1150℃)及保温时间(30～120 min)下的奥氏体晶粒长大规律进行研究。结果表明:温度升高和保温时间延长均可促使H13钢奥氏体晶粒的不断长大,温度升高对晶粒长大的促进作用更显著。H13钢的奥氏体晶粒粗化温度在1100～1120℃之间,优选固溶温度为1100℃。在Sellars模型的基础上,对试验数据进行回归分析,建立了H13钢锻材加热时奥氏体晶粒长大模型:D~(5. 369)=D_0~(5. 369)+5. 6154×10~(97)exp[- 2431 085. 76/RT]t,该模型计算值与测量值吻合度较高。     

20CrMnTiH钢奥氏体晶粒长大规律及有限元模拟

通过金相实验,对20Cr Mn Ti H钢在不同加热温度(850~1150℃)及保温时间(10~40 min)下的晶粒长大规律进行了研究,基于所得数据,通过回归分析建立了适用于此种材料加热与保温过程的奥氏体晶粒长大模型,并将该模型引入有限元软件对奥氏体晶粒长大行为进行数值模拟。结果表明,奥氏体晶粒尺寸随加热温度升高而增大,且长大速度越来越快,随保温时间延长而增大,且长大速度不断减缓;1000℃为20Cr Mn Ti H钢的粗化温度,T≤1000℃时,晶粒长大缓慢,T≥1000℃时,晶粒急剧长大;有限元软件成功模拟了奥氏体晶粒长大过程,模拟结果与实验结果相符。     

42CrMo钢加热时奥氏体晶粒长大演化规律

对42CrMo钢在不同加热温度(850~1150℃)和保温时间(0~1200 s)下的奥氏体晶粒长大规律进行了研究。采用金相定量法对加热后材料的奥氏体晶粒度进行测量,建立42CrMo钢加热时奥氏体晶粒长大演化模型。结果表明:奥氏体晶粒尺寸随加热温度升高呈指数关系长大,随保温时间的延长呈近似抛物线形式长大;利用基于唯象理论的Sellars模型,通过非线性回归方法建立42CrMo钢加热时奥氏体晶粒长大演化模型;将该模型导入有限元软件中预报42Cr Mo钢加热时奥氏体晶粒变化,预报结果与实验结果吻合,验证了该模型的正确性。     

渗碳工艺参数对常见渗碳钢晶粒粗化行为的影响北大核心CSCD

基于真空低压渗碳炉,分析了不同渗碳工艺参数对常见渗碳钢晶粒粗化行为的影响规律,并对实验结果数据进行了处理和线性拟合。结果表明:20钢渗碳温度920℃较为适宜,20Cr钢较适宜的渗碳温度为950℃,20CrMnTi钢在980℃下保温较长时间奥氏体晶粒仍可以保持细小,可以选择较高温度渗碳;20钢、20Cr钢和20CrMnTi钢的奥氏体晶粒长大规律符合Beck关系式;奥氏体晶粒随加热温度的升高呈指数形式长大,温度越高,晶粒生长指数越大。在一定含碳量范围内,随着奥氏体中含碳量的增加,晶粒长大倾向增加;当含碳量超过一定限度后,奥氏体晶粒长大倾向减小;在不同碳浓度下,碳含量对奥氏体晶粒尺寸的影响方式不同。     

渗碳工艺参数对常见渗碳钢晶粒粗化行为的影响

基于真空低压渗碳炉,分析了不同渗碳工艺参数对常见渗碳钢晶粒粗化行为的影响规律,并对实验结果数据进行了处理和线性拟合。结果表明:20钢渗碳温度920℃较为适宜,20Cr钢较适宜的渗碳温度为950℃,20CrMnTi钢在980℃下保温较长时间奥氏体晶粒仍可以保持细小,可以选择较高温度渗碳;20钢、20Cr钢和20CrMnTi钢的奥氏体晶粒长大规律符合Beck关系式;奥氏体晶粒随加热温度的升高呈指数形式长大,温度越高,晶粒生长指数越大。在一定含碳量范围内,随着奥氏体中含碳量的增加,晶粒长大倾向增加;当含碳量超过一定限度后,奥氏体晶粒长大倾向减小;在不同碳浓度下,碳含量对奥氏体晶粒尺寸的影响方式不同。     

一种磨球用高碳钢奥氏体晶粒长大行为

研究了一种磨球用钢GN-6A在不同加热温度(800~1050℃)和保温时间(30~120 min)下的奥氏体晶粒长大规律。采用直线截点法计算各试样的奥氏体晶粒尺寸,通过Arrhenius公式对奥氏体晶粒尺寸进行拟合,建立GN-6A钢在加热保温过程中的奥氏体晶粒长大模型,并验证模型的准确性。结果表明,随加热温度的升高,GN-6A钢奥氏体晶粒尺寸的长大呈指数趋势,随保温时间增加,呈抛物线趋势长大,900℃为奥氏体晶粒粗化温度,T≥900℃后奥氏体晶粒长大迅速。通过对950℃×45 min、1000℃×150 min、1000℃×180 min模型拟合的晶粒尺寸和试验结果进行比较,吻合度均高于94%,验证了该模型的正确性。     

V和Nb及热处理工艺对20CrNiMo齿轮钢组织与性能的影响

通过添加微合金化元素V和Nb制备新型20Cr Ni MoVNb齿轮钢,研究了V和Nb的加入及热处理工艺对齿轮钢奥氏体晶粒长大趋势、硬度和力学性能的影响。结果表明,20CrNiMoVNb齿轮钢在奥氏体化温度为880～940℃时的晶粒都较为细小,而传统20Cr Ni Mo齿轮钢在相同奥氏体化温度下的晶粒尺寸相对较大,且20Cr Ni MoVNb齿轮钢在奥氏体化处理后的晶内和晶界都可见细小、弥散的Nb(C,N)粒子存在;20Cr Ni Mo和20Cr Ni MoVNb齿轮钢的适宜的奥氏体化温度分别为860℃和900℃;当回火温度为200℃时,20Cr Ni MoVNb齿轮钢的抗拉强度和屈服强度分别为1 368 MPa和1 157 MPa,冲击功为132 J,高于20Cr Ni Mo齿轮钢的力学性能使用要求,这主要与晶粒细化和第二相强化有关。     

影响新型低碳马氏体合金钢奥氏体晶粒的因素

运用光学显微镜、扫描电镜、能谱分析手段系统研究了加热温度、保温时间及合金成分对20Si Mn3Ni A钢原始奥氏体晶粒尺寸的影响。结果表明,随加热温度升高,原始奥氏体晶粒尺寸逐渐增大,奥氏体晶粒长大速率与该温度下的保温时间大致呈抛物线变化;较高含量的Mn提高了Ti、V的碳氮化物的固溶度积,使得该钢在加热温度大于990℃时,晶粒明显长大,高温加热时不具有抗晶粒粗化能力。综合考虑晶粒大小和第二相颗粒(主要是碳氮化物)的影响,并通过测试淬火+回火后的力学性能,确定20Si Mn3Ni A钢合适的奥氏体化温度约为900℃。     

Cr13Ni4Mo钢逆转变奥氏体的形成及其对性能的影响

采用XRD、扫描电镜、EBSD、拉伸性能测试等手段研究了Cr13Ni4Mo钢逆转变奥氏体的形成规律、形成机制与力学性能。结果表明,Cr13Ni4Mo钢经550～730℃一次回火后并没有逆转变奥氏体产生;经630℃一次回火+530～630℃二次回火时,随二次回火温度的升高,逆转变奥氏体含量呈先增加后减少的趋势,其抗拉强度、伸长率和强塑积也相应地先增加后减少。当二次回火温度为590℃时,逆转变奥氏体的含量达到峰值,综合力学性能最佳。二次回火温度为550℃时,逆转变奥氏体主要以切变机制在马氏体板条内部形成,随着二次回火温度升高,逆转变奥氏体逐渐以扩散机制形成为主。     

Thermal stability of nanocrystalline layer prepared by surface mechanical attrition in 0Cr18Ni9Ti stainless steel

By means of surface mechanical attrition (SMA), a nanostructured surface layer was formed on a 0Cr18Ni9Ti austenite stainless steel plate. A strain-induced martensite transformation was observed during SMA treatment, and a single magnetic martensite phase layer with thickness of about 30 μm was gotten. The grain growth and phase transformations in the nanocrystalline layer are investigated during heating. The grain growth exponent for nanocrystalline polycrystalline steel is estimated. The kinetics mechanism governing the grain growth in the nanocrystalline layer is discussed. The martensite in the surface layer is quite stable and the temperature at which the reverse transformation of martensite to austenite starts during heating is about 500 ℃.     

30Cr2Ni4MoV钢晶粒细化工艺方法研究

利用金相显微镜对不同热处理工艺下的显微组织进行观察,研究低压转子钢30Cr2Ni4Mo V晶粒度变化的规律。实验结果表明,粗大的奥氏体晶粒经临界区侧正火＋850℃×3 h淬火后,30Cr2Ni4Mo V钢试样的晶粒度等级最高可达8.0级;粗大的奥氏体晶粒经高温正火＋850℃×3 h淬火后,30Cr2Ni4Mo V钢试样的晶粒度等级可达6.5级。上述热处理工艺经二次正火加热后晶粒细化效果更佳。     

低压转子钢30Cr2Ni4MoV珠光体等温转变动力学

用定量金相法研究了30Cr2Ni4MoV低压转子钢在不同原奥氏体晶粒度条件下(1.0级与6.0级)以30℃/h加热至840℃保温10 h后过冷奥氏体在不同等温温度(575、600、625℃)下珠光体转变量与等温时间的关系。根据试验结果拟合得到表征珠光体转变动力学的Avrami方程,进而绘制了分别适用于低压转子锻后热处理与性能热处理的30Cr2Ni4MoV钢珠光体等温转变的时间-温度-转变量曲线(TTT曲线)。在拟合得到考虑原奥氏体晶粒度因素的修正Avrami方程的基础上,比较了不同的原奥氏体晶粒度对珠光体转变的影响。     

17Cr2Ni2MoVNb和20Cr2Ni4A齿轮钢的动态再结晶行为及热加工图

利用Gleeble-3800热模拟试验机得到17Cr2Ni2MoVNb和20Cr2Ni4A齿轮钢在1000~1150 ℃、0.01~10 s^-1的流变应力曲线,构建了两种钢的动态再结晶Avrami动力学模型和热加工图。结果表明,两种钢在高变形温度、低应变速率下易发生动态再结晶。17Cr2Ni2MoVNb钢中较高的Nb和Mo含量对动态再结晶的抑制作用大于20Cr2Ni4A钢中的高Ni含量的影响,导致在相同的热变形条件下17Cr2Ni2MoVNb钢的动态再结晶体积分数小于20Cr2Ni4A钢。17Cr2Ni2MoVNb钢的最佳热加工工艺参数为:温度为1050~1150 ℃、应变速率为0.1~0.6 s^-1;20Cr2Ni4A钢的最佳加工参数为:温度为1100~1150 ℃、应变速率为3.3~5.5 s^-1。     

1Cr21Ni5Ti双相不锈钢不同温度时效脆化倾向研究

对1Cr21Ni5Ti双相不锈钢在400~600 ℃之间进行时效处理,测试其冲击韧性和力学性能,结合断口形貌和金相组织观察,研究1Cr21Ni5Ti 双相不锈钢不同温度时效脆化规律,提出抑制缓解脆化的工艺措施。结果表明:1Cr21Ni5Ti双相不锈钢在550 ℃时效的脆化倾向较小,脆化倾向最敏感的时效温度区间为450~500 ℃,在此区间时效时,铁素体脆化而发生解理或准解理断裂;同时,高的Ti/C比值增大450~500 ℃之间的脆化倾向,但高的Ti/C提高奥氏体的稳定性,显著降低600 ℃时效脆化倾向。在上述基础上,研究证明增加锻造比使奥氏体相产生足够变形并使其均匀分布,能有效阻止铁素体脆性裂纹的扩展,可以较大程度地降低脆化倾向。     

钢中奥氏体晶界遗传性再探讨

作者用２０Ｃｒ２Ｎｉ４Ａ钢研究了晶界遗传现象和本质、再次处理前的热变形对晶界遗传的影响以及晶界传对力学性能的影响。研究表明，该钢存在典型的晶界遗传现象，其本质在于加热过程中于原晶界处形核的新相奥氏体分属于两个原奥氏体晶粒，并且不能跨越原晶界合并或长大。高温大变形能够彻底消除晶界遗传现象。遗传下来的粗大原晶界对材料的力学性能无特殊影响。     

Nb对00Cr21Ni6Mn9N不锈钢显微组织和晶间腐蚀敏感性的影响

为了研究Nb对00Cr21Ni6Mn9N不锈钢固溶后显微组织和耐晶间腐蚀性能的影响,分别在950、1000、1050、1100、1150和1200 ℃对含Nb量(质量分数,下同)为0.057%和不含Nb的00Cr21Ni6Mn9N不锈钢进行1 h固溶处理,并观察其微观组织。结果表明,固溶温度在950~1200 ℃时,00Cr21Ni6Mn9N不锈钢的晶粒尺寸随着固溶温度的升高而增大,Nb的加入促进00Cr21Ni6Mn9N不锈钢中混晶组织的出现,提高其完全再结晶温度。不含Nb的试验钢在1000 ℃以上固溶后即可获得晶粒大小均匀的组织,而含0.057%Nb的试验钢则需要在1100 ℃以上才可以获得均匀组织,且其尺寸略大于无Nb钢在1000 ℃时完全再结晶的晶粒。随着固溶温度的升高和晶粒尺寸的长大,析出的Z相含量降低,晶粒界面能减小,在1150 ℃和1200 ℃固溶1 h后,Nb对晶粒的细化作用和温度升高造成的晶粒长大程度变得不再明显。两种成分的钢均具有较低的晶间腐蚀敏感性,含Nb量为0.057%的00Cr21Ni6Mn9N不锈钢其再活化率R_a值较不含Nb的钢进一步降低。     

1Cr17Ni2铁素体含量的控制及其对性能的影响

航空发动机用1Cr17Ni2叶片经锻造及热处理后进行硬度检查,发现硬度偏低。通过在熔炼过程中调节Cr、Ni元素含量以及在后续热处理过程中逐步提高淬火温度,提出控制铁素体含量的具体办法,同时对不同铁素体含量的热处理后的棒料进行相关力学试验。结果表明:叶片硬度偏低与材料中存在较多δ?铁素体有关;1Cr17Ni2中δ?铁素体含量可以通过调节Cr、Ni元素含量及热处理过程中淬火温度进行控制,当原材料中铁素体形成元素含量高时,随着淬火温度的升高,特别是淬火温度高于1150 ℃,铁素体含量迅速增加;1Cr17Ni2合金钢中δ?铁素体含量过多时,其抗拉强度、冲击韧性、硬度等力学性能降低;通过合理调节原材料中Cr、Ni元素的含量,选择合适的热处理温度可以有效减少δ?铁素体含量,从而提高零件的力学性能。     

淬火工艺对H13E钢显微组织及力学性能的影响

H13E钢是通过调整合金元素对H13钢进行了一定的改性,研究了淬火工艺对H13E钢显微组织及力学性能的影响。结果表明:随着淬火温度的升高,奥氏体晶粒尺寸单调增加,从1020 ℃升高至1080 ℃时,平均奥氏体晶粒尺寸增长了约40 μm;硬度在1060 ℃达到最大值,为61.6 HRC,相较于传统H13钢硬度高3~5 HRC,同时冲击吸收能量可达16 J以上。当保温时间在20~50 min时,奥氏体晶粒增长速率较缓慢,平均奥氏体晶粒尺寸仅增长7 μm左右,同时硬度仅下降0.2 HRC左右。相同条件下油冷后H13E钢马氏体更细小,力学性能优于空冷后的H13E钢。考虑综合力学性能,H13E钢较佳淬火工艺为:1060 ℃保温20～30 min,油冷。