不同热处理工艺对在线淬火Q690钢组织与性能的影响

研究了不同热处理工艺对在线淬火690 MPa级全压式LPG储罐用钢组织和性能的影响。结果表明,采用在线淬火+离线回火工艺,钢板随着回火温度的提高强度降低,韧性有一定提高,回火后都有较好的强韧性匹配;采用在线淬火+调质热处理工艺后,合适的调质工艺虽能满足技术条件要求,但生产流程较长,能耗高。     

调质型低碳Q125级ERW石油套管钢的组织与性能

通过低碳微合金化的思路设计了Q125级ERW石油套管钢的成分,同时研究了调质热处理工艺对其组织和性能的影响。结果表明,采用920℃淬火+500℃回火调质处理后,Q125石油套管钢的屈服强度为975 MPa,抗拉强度990 MPa,伸长率为14.8%,0℃冲击功为43 J,具有良好综合力学性能和耐蚀性。通过电子背散射衍射(EBSD)分析发现,调质后以大角度晶界为边界的平均晶粒尺寸得到明显细化;扫描电镜及透射电镜分析显示,试验钢的组织为典型的回火索氏体,内含有50～160 nm残留的马氏体/贝氏体板条,且板条呈平束状或交错排列,板条内部存在对强度贡献较大的相互缠结的高密度位错亚结构。     

回火工艺对钒氮超低碳贝氏体钢组织性能的影响

为了探索V-N微合金化在低碳贝氏体钢中的应用,利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、能谱仪(EDS)等实验方法,研究了不同回火温度对轧后保温与直接淬火两种工艺生产的钒氮超低碳贝氏体钢组织性能的影响.结果表明:随着回火温度的升高,屈服强度先升高后降低,直接淬火后600℃回火,材料的屈服强度为805 MPa,较轧态提高200 MPa,而直接淬火回火比轧后保温回火强度高65 MPa;回火后伸长率始终高于轧态.600℃回火时贝氏体基体上存在大量纳米级V(C,N)析出颗粒,对屈服强度的提高起了决定性作用;直接淬火钢回火后组织稳定性更高,析出物更加细小弥散.     

热处理工艺对30MnCrNiMo高强钢组织与性能的影响

借助全自动淬火膨胀仪测定钢的Ac₁、Ac₃相变点,通过对试验钢进行淬火+亚温淬火+回火热处理和淬火+回火热处理,研究了两种热处理工艺下30MnCrNiMo高强钢的组织与性能。结果表明:30MnCrNiMo高强钢的Ac₁、Ac₃相变点分别为653、807 ℃。采用淬火+亚温淬火+回火的热处理工艺所获得的马氏体和铁素体复相组织比直接淬火+回火得到的全马氏体组织更为细小、均匀,试验钢的屈服强度为1499 MPa,伸长率为14.0%,室温、-40 ℃冲击吸收能量分别为35.5和29.5 J,钢的塑性和冲击性能显著提升,有效改善了30MnCrNiMo高强钢的强韧性能。     

40Cr钢的强烈淬火+回火处理

采用CaCl₂水溶液对40Cr钢进行强烈淬火并高温回火,利用光学显微镜、扫描电镜、硬度计、冲击及拉伸试验机等,表征了显微组织、力学性能及断口形貌,并与常规调质工艺(油淬)进行了对比。结果表明,40Cr钢采用CaCl₂淬火介质进行强烈淬火+高温回火与常规调质处理相比,可获得细小均匀的回火索氏体组织;经强烈淬火+回火处理后,与常规调质相比,硬度提高8%～18%,强度提高3%～5%,冲击性能提高16%～30%,可满足其较高的服役性能要求。40Cr钢最优的调质工艺为850℃保温20 min后采用CaCl₂淬火介质进行强烈淬火,再经580℃回火120 min后空冷。     

热处理制度对960MPa级高强度钢板的组织与性能的影响

研究了热处理制度对960 MPa级高强度工程机械用钢组织与力学性能的影响.结果表明,淬火温度和时间、回火温度对钢的组织、性能和析出物的数量和形态有明显影响;合适的在线淬火加回火工艺可以提高钢的强度和韧性;通过优化热处理工艺成功生产出厚16～50 mm的960 MPa高强度工程机械用钢中厚板.     

焊接性能良好的超低碳贝氏体型非调质HT780钢的开发

调质钢若采取非调质工艺生产,可以省略工序和缩短交货时间,但会降低焊接性能和影响钢板强度。一般HT780级钢板是采取轧后加热淬火—回火或者轧后直接淬火—回火工序生产,获得下贝氏体和马氏体混合组织。以前钢的C含量为0 0 8%～0 1 5 %,淬火时不可避免地生成马氏体组织,所以必须进行回火处理,无法采用非调质工艺。日本川崎制铁公司已有报导,利用超低碳贝氏体组织能生产兼备良好焊接性能的非调质HT5 70级钢板,该公司在此基础上采取超低碳贝氏体钢研究了非调质型HT780钢,也取得了成功。试验钢化学成分( %)为0 0 2C—0 2 3Si—2 0 0Mn…     

淬火工艺对大厚度690 MPa级海工钢板组织性能的影响

通过力学性能分析及显微组织观察,对比了淬火+回火(QT),一次两相区淬火+一次淬火+回火(LQT),一次淬火+一次两相区淬火+回火(QLT)三种热处理工艺对大厚度超高强度690 MPa级海洋工程用钢板组织性能的影响。结果表明,3种不同淬火+回火工艺对690 MPa级海洋工程用钢的低温冲击性能影响不同,其中采用一次淬火+回火工艺不能保证大厚度海洋工程钢板的低温冲击性能,尤其是不能保证钢板心部低温冲击性能,采用一次两相区淬火+一次淬火+回火(LQT)工艺能够一定程度提升钢板的低温冲击性能,一次淬火+两相区二次淬火+回火(QLT)工艺结果最理想,能够大幅度提高钢板的低温冲击性能,同时,还能够获得最好的强韧匹配,其中细化晶粒及适合的显微组织状态是决定钢板优良低温冲击性能的关键因素。     

低碳贝氏体型特厚调质高强钢强韧化机理研究

采用低碳贝氏体的成分设计和调质工艺开发出100 mm厚460 MPa级调质钢板.结果表明:淬火后沿钢板厚度方向获得了一系列低碳中温转变组织,此类组织使钢具有高的韧性和塑性,而回火过程中软化和强化机制的共同作用使钢强度的变化表现出明显的规律性,因此通过调质处理能够获得良好的强韧性匹配和较低的屈强比;与传统调质钢相比,经过较低温度的回火既能获得优良的低温韧性,合金元素的作用得到了充分发挥,适于生产强度级别相对较低的特厚调质钢板.     

淬火工艺对低合金耐磨钢组织与力学性能的影响

选用不含Nb钢和含Nb(质量分数,0.021%)钢作为试验材料,采用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、布氏硬度测试、冲击和拉伸等试验手段研究试验钢轧制后在不同温度加热淬火+回火及850℃在线淬火+不同温度回火两种热处理工艺下的组织和综合性能。结果表明:再加热淬火+回火工艺下,含Nb钢随淬火温度的提高,强度和韧性都有所提高,在950℃淬火+200℃回火处理下综合性能最佳,其强度为1843 MPa,硬度值为567 HBW,-20℃下的冲击吸收能量为31 J,符合NM500的标准;在线淬火+回火工艺下随着回火温度的提高,试验钢的综合性能降低,但含Nb钢的性能都高于相同条件下的不含Nb钢。含Nb钢在850℃在线淬火+200℃回火处理下综合性能最佳,其强度为1818 MPa,硬度值为562 HBW,-20℃下的冲击吸收能量为30 J,同样达到了NM500的标准。     

淬火温度对Nb微合金化齿轮钢18CrNiMo7-6组织演变及力学性能的影响

通过Thermo-calc热力学计算软件、扫描电镜、光学显微镜、冲击试验及拉伸试验等,研究了淬火温度对Nb微合金化齿轮钢18CrNiMo7-6组织及力学性能的影响。结果表明:随着淬火温度的升高,Nb微合金化齿轮奥氏体平均晶粒尺寸增加,但保持在20 μm 以下,晶界稳定性较高;根据Thermo-calc热力学计算结果可知,主要存在的碳氮化物为Cr₇C₃、Cr₂₃C₆、NbC以及AlN,其中Cr₇C₃、Cr₂₃C₆固溶温度较低,分别为730 ℃和749 ℃,NbC、AlN固溶温度较高,分别为1180 ℃和1070 ℃,NbC和AlN为主要钉扎晶界、细化晶粒的碳氮化物;NbC中存在少量的N元素,在一定温度下,NbC有向Nb(C,N)转变的趋势。随着淬火温度的升高,屈服强度呈降低趋势,抗拉强度在860 ℃出现平台,冲击性能先升高后降低。含Nb齿轮钢18CrNiMo7-6具有较宽的工艺设计窗口,最佳热处理工艺为860 ℃淬火+180 ℃低温回火,此时抗拉强度为1455 MPa,屈服强度为1229 MPa,冲击吸收能量为100 J,硬度约为44 HRC。     

回火温度对Ti-V-Mo微合金化马氏体钢析出相和力学性能的影响

利用微观分析和物理化学相分析法,对不同回火温度(550,600,650 ℃)保温1 h后的Ti-V-Mo微合金化马氏体钢的组织和析出相表征,并进行了强化分量的计算。结果表明,在600 ℃回火时具有最佳的综合力学性能:抗拉强度为1298 MPa,屈服强度为1286 MPa,伸长率为14%。强化分量计算结果表明:析出强化和细晶强化是主要的强化方式,约占总强度的40%和30%,其中析出强化分量σ_p为517 MPa,由5 nm以下的(Ti,V,Mo)C粒子(质量分数22%)提供。回火温度由550 ℃升高到600 ℃,抗拉强度和屈服强度均有增加,同时伸长率变化不大,其主要原因是σ_p对屈服强度的贡献量提高,在提高强度的同时改善了塑性。     

Precipitate Phases in an 11% Cr Ferritic/Martensitic Steel with Tempering and Creep Conditions

Precipitates in an 11% Cr ferritic/martensitic steel containing Nd with tempering and creep conditions were investigated using transmission electron microscope with energy-dispersive X-ray spectroscopy. The precipitates in the steel with a tempering condition were identified to be Cr-rich M23C6 carbide, Nb-rich/V-rich/Ta–Nb-rich MX carbides, Nbrich MX carbonitride, and Fe-rich M5C2 carbide. Nd-rich carbonitride, which is not known to have been reported previously in steels, was also detected in the steel after tempering. Most of the Nb-rich MX precipitates were dissolved, whereas the amount of Ta-rich MX precipitates was increased significantly in the steel after a creep test at 600 °C at an applied stress of180 MPa for 1,100 h. No Fe2 W Laves phase has been detected in the steel after tempering.(Fe, Cr)2W Laves phase with a relatively large size was observed in the steel after the creep test.     

45Mn2V锯片钢相变规律及热处理工艺研究

针对当前锯片用钢油淬工艺污染空气、成本较高等缺点,开发了其水淬工艺。以实际工业生产的15.3 mm厚45Mn2V锯片用钢板为研究对象,结合热模拟试验,对试验钢相变过程进行了研究。同时,结合实验室模拟和工业水淬试验,并与工业油淬进行对比,研究了45Mn2V钢板水淬条件下组织和性能变化。结果表明:采用w(C)=0.43%~0.46%、w(Mn)=1.45%~1.60%、w(V)=0.040%~0.055% 的化学成分设计,热模拟条件下45Mn2V 钢Ac₁=728 ℃、Ac₃=774 ℃、Ar₃=685 ℃、Ar₁=633 ℃,Ms=272 ℃。当冷速不大于3 ℃/s时,试验钢板组织类型为先析铁素体+珠光体;随着冷速的增加,先析铁素体含量减少,珠光体片层间距逐渐变小,向索氏体及屈氏体组织转变;冷速不小于30 ℃/s时,基本得到全马氏体组织。随水淬温度由770 ℃提升至850 ℃,钢板硬度由55.4HRC增加至63.8HRC;回火后钢板硬度变化趋势与淬火态类似,硬度为25.4HRC~-29.3HRC;不同淬火温度下,钢板20 ℃冲击功均在30 J以下;随着淬火温度的升高,钢板冲击韧性逐渐降低;不同温度淬火并经580 ℃回火后,钢板冲击韧性大幅提高。工业生产表明:采用820 ℃水淬+580 ℃回火工艺与850 ℃油淬+550 ℃回火处理的钢板,组织均为回火索氏体,但前者残余奥氏体含量略微增加;力学性能方面,前者强度和硬度略微降低,但冲击韧性更加优异。     

30CrMnSi钢近亚温超高强度热处理工艺

对30CrMnSi钢进行了淬火+低温回火的超高强度热处理工艺试验。结果表明,淬火温度越高,其强度越高;常规淬火温度淬火的韧性不足,亚温淬火的硬度偏低,均不能满足产品使用性能要求,低于常规淬火温度、高于亚温淬火温度的近亚温淬火复合热处理工艺可以使30CrMnSi钢的抗拉强度达到1520 MPa以上,并且具有较好的韧性,能满足产品耐高速冲击使用要求。     

冷却工艺对贝氏体钢拉杆组织和性能的影响

研究了热处理冷却工艺对贝氏体钢拉杆组织及力学性能的影响。试验结果表明,ø70 mm贝氏体钢拉杆材料经920 ℃空冷+300 ℃回火、920 ℃水冷30 s后出水空冷+300 ℃回火后,杆体的组织为贝氏体铁素体和残留奥氏体;经920 ℃水冷+200 ℃回火后,杆体的组织为回火板条马氏体和残留奥氏体。920 ℃水冷+200 ℃回火时棒料1/2半径处的R_m为1513 MPa、KV₂为73.2 J、硬度为46.5 HRC;920 ℃水冷30 s后空冷+300 ℃回火时棒料1/2半径处的R_m为1254 MPa、KV₂为76.0 J、硬度为42.0 HRC;920 ℃空冷+300 ℃回火时棒料1/2半径处的R_m为1226 MPa、KV₂为75.5 J、硬度为41.9 HRC。ø70 mm贝氏体钢拉杆热处理先水冷后空冷可以提高其冲击性能。     

铌对高强度51CrV钢组织及性能的影响

借助光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)与万能拉伸试验机等研究了铌元素的添加对51CrV钢奥氏体晶粒尺寸、淬火和回火组织以及力学性能的影响.结果表明:0Nb和0.02wt％Nb试验钢的奥氏体平均晶粒尺寸分别为10.0μm和3.1μm,添加0.02wt％Nb的51CrV钢奥氏体晶粒尺寸显著细化、板条...     

淬火工艺对粉末冶金马氏体不锈钢组织与性能的影响

研究了淬火工艺对粉末冶金超高碳不锈钢的微观组织与力学性能的影响。高碳铬粉末冶金不锈钢经900~1200 ℃淬火并于200 ℃回火后,碳化物主要为M₇C₃,少部分为MC,随淬火温度升高,马氏体中固溶碳增大,硬度与抗弯强度升高;经1150 ℃淬火与低温回火后,力学性能达到最佳,硬度为59 HRC,冲击吸收能量为18.9 J,抗弯强度为3079 MPa,碳化物均匀弥散分布于基体中,其中M₇C₃相平均尺寸约为2 μm,体积分数为17%,MC相尺寸为0.5 μm,体积分数为2%;经1200 ℃淬火后残留奥氏体体积分数为35%,导致硬度下降。