轧后冷却工艺对SCM440钢组织及性能的影响

通过调整大规格SCM440钢轧后冷却工艺,得到不同截面显微组织的热轧盘条样品,对两种热轧态组织样品调质处理后的显微组织、抗拉强度、屈服强度、硬度、冲击性能及冲击断口进行分析,研究了SCM440钢热轧后冷却工艺对调质处理后组织及力学性能的影响。结果表明,提高SCM440钢轧后冷却速度,可以提升大规格SCM440钢热轧盘条截面组织均匀性,从而提高调质处理后碳化物分布的均匀性及减少碳化物形貌差异,提高调质处理后的冲击吸收功,但对SCM440钢奥氏体晶粒度、调质处理后抗拉强度、屈服强度及硬度影响不大。     

多次调质对980钢组织和力学性能的影响

对980钢进行了多次重复调质试验,对其力学性能和金相组织进行了检测。结果表明,经过第一次调质,试样屈服强度、抗拉强度明显提高,低温冲击吸收能量无明显变化,显微组织为回火索氏体和残留奥氏体;经过第二次调质,屈服强度、抗拉强度无明显变化,低温冲击吸收能量明显提高,显微组织转变为回火索氏体,晶界变得明显,晶粒得到细化;经过第三次调质,屈服和抗拉强度无明显变化,低温冲击吸收能量略有降低,显微组织转变为回火索氏体和粒状珠光体经过两次调质处理后,力学性能显著提高,效果最好。     

回火温度对HSLA钢调质态性能及组织的影响

通过常规力学性能测试设备、光学显微镜和扫描电镜研究了调质过程中不同回火温度对HSLA钢性能和组织的影响.结果表明:热轧态试验钢组织为珠光体+铁素体+少量贝氏体,冲击断口呈解理特征;调质处理后的组织为回火索氏体+粒状碳化物,冲击断口呈韧窝特征,而且随着回火温度的提高,断口纤维区和剪切唇所占比例增大,韧窝的尺寸和深度都增大,材料表现出更好的韧性,同时,屈服强度和抗拉强度有一定降低.其最佳调质工艺为930℃淬火+ 650℃回火.     

4Cr5W2VSi模具钢的组织及力学性能

对经镦抜锻造的4Cr5W2VSi模具钢进行标准退火和调质处理,沿拔长方向(纵向)和垂直于拔长方向(横向)切取试样进行组织分析、拉伸试验、冲击试验和硬度测试,研究其组织和力学性能。结果表明:退火态组织为粒状珠光体+少量共晶碳化物,调质态组织为回火托氏体+少量共晶碳化物;两种状态均存在偏析,调质处理不能改善带状偏析,带状偏析降低了力学性能。退火态试样的屈服强度、抗拉强度比H13钢提高了45 MPa、90 MPa,塑性略有下降。退火态试样纵向冲击吸收能量为94.3 J,高于横向试样(51 J),存在各向异性;调质态试样纵向和横向冲击吸收能量分别为18.3 J和16.7 J,不存在各向异性,均为脆性断裂。调质态试样的硬度为退火态的3倍左右,其硬度提高是因为生成了脆性托氏体相及二次硬化作用。     

热处理对极寒服役条件下弯管用X70钢焊接接头组织和性能的影响

采用手工焊条电弧焊焊接X70管线钢,模拟弯管热煨工艺,对焊接接头进行调质处理,采用950 ℃淬火,分别采用500、550和600 ℃回火,研究回火温度对X70管线钢焊接接头组织形貌和力学性能的影响。结果表明,经过调质处理后,焊缝中心和热影响区组织为回火索氏体,-45 ℃低温冲击吸收能量明显下降。随着回火温度的升高,焊缝组织中碳化物析出增加,分布逐渐均匀,针状铁素体增加,冲击吸收能量增加。在550 ℃回火时,热影响区-45 ℃低温冲击吸收能量最高,在600 ℃回火时,热影响区组织粗大,析出碳化物粗大,低温冲击吸收能量降低。调质处理后,焊缝中心硬度最高,拉伸时从母材处断裂,强度满足要求。由此可知,焊接接头在550 ℃回火时可以获得最佳强韧匹配性能。     

调质工艺对Cr5钢支承辊组织和性能的影响

对由Cr5支承辊(锻后热处理态)截取的冲击试样进行不同回火温度的调质处理。运用扫描电子显微镜和洛氏硬度计对冲击后试样进行断口、金相显微组织(调质处理前后)的观察和硬度检测。结果表明,调质处理后试样的显微组织得到显著改善,与锻后热处理态相比,调质处理后组织中的碳化物更加细小,并且弥散分布于基体上;随回火温度的升高,碳化物有聚集粗化倾向;断口形貌由准解理和撕裂棱向韧窝过渡;冲击吸收能量升高,硬度降低。回火温度为540℃左右时,Cr5钢材料有较好的综合力学性能。     

ZG5Cr17Ni2马氏体不锈钢软化工艺研究

采用光学显微镜、扫描电镜、洛氏硬度计等实验设备,通过高温回火+等温球化处理工艺研究了ZGCr17Ni2马氏体不锈钢的软化行为,分析了组织、硬度变化规律。结果表明:回火温度由600℃逐步提高至700℃,组织由铸态的珠光体+马氏体+残余奥氏体+莱氏体+碳化物转变为珠光体+回火索氏体+不稳定残余奥氏体+莱氏体+碳化物,硬度由铸态时的HRC47逐步降低至HRC29。随后进行的等温球化使其基体珠光体进一步球化,但对硬度影响不大。最佳软化处理工艺为:高温回火650℃+2 h,等温球化760℃+2 h-700℃+2 h,炉冷。其组织为粒状珠光体+莱氏体+碳化物,硬度为HRC27。     

热处理对复合铸造高铬高碳钢/碳钢耐磨材料微观组织及力学性能的影响

采用液-固复合的方法制备铸态复合耐磨试验钢,且分别进行等温淬火和淬火-回火处理,利用扫描电镜、硬度计及冲击性能测试研究了不同的热处理对高铬高碳钢/碳钢复合铸造耐磨钢组织和性能的影响。利用JMatPro软件对试验钢不同温度下平衡相种类与含量进行了计算。结果表明,铸态高铬高碳钢/碳钢复合材料耐磨层的微观组织由网状碳化物和粒状珠光体组成;基体层为由粗大的奥氏体在较快冷速下形成的魏氏组织。等温淬火后试验钢耐磨层形成了网状碳化物+细粒状碳化物+奥氏体+铁素体的微观组织,基体层形成了块状铁素体与珠光体的微观组织;淬火-回火后试验钢耐磨层形成了网状碳化物+细粒状碳化物+马氏体的微观组织,基体层形成马氏体+上贝氏体的微观组织。经过等温淬火的试验钢耐磨层硬度为493 HBW,冲击吸收能量为2.6 J,基体层冲击吸收能量为79.2 J;经过淬火-回火的耐磨层硬度为629 HBW,冲击吸收能量为1.6 J,基体层的冲击吸收能量为20.0 J。考虑复合耐磨钢需要抵抗较高冲击载荷,880 ℃保温2 h空冷至320 ℃保温5.5 h的等温淬火为更优的热处理工艺。     

热处理对建筑用20MnV钢组织与性能的影响

采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、万能拉伸试验机等研究了完全正火、亚温正火/亚温淬火对冷轧+回火态20MnV钢组织与性能的影响。结果表明:冷轧+回火态20MnV钢的组织由针状铁素体+块状铁素体+珠光体组成,完全正火+冷轧+回火态20MnV钢中的珠光体中片状渗碳体演变成断续分布的球状或者短棒状;800℃正火+冷轧+回火态20MnV钢的组织为铁素体+M/A岛+细小碳化物;800℃淬火+冷轧+回火态20MnV钢的组织为铁素体+回火索氏体,晶内和晶界上弥散分布着细小碳化物颗粒。冷轧+回火态20MnV钢具有较高的强塑性和较低的低温冲击韧性,完全正火/亚温正火+冷轧+回火态20MnV钢的强度和塑性相对冷轧+回火态试样有不同程度降低,但是低温冲击吸收能量明显提高,在正火温度为800℃时强度降低最为显著;亚温淬火+冷轧+回火态20MnV钢的强度与冷轧+回火态试样相当,断后伸长率略有减小,而-25℃和-45℃冲击吸收能量明显提升。与冷轧+回火态20MnV钢冲击断口截面上的剪切裂纹相比,800℃正火/800℃淬火+冷轧+回火态20MnV钢中的微裂纹数量更少、长度和宽度更小,裂纹扩展呈现弯曲和曲折状;800℃淬火+冷轧+回火态20MnV钢具有较高的强塑性和最佳的低温冲击韧性。     

锯片基材75Cr1钢的热处理工艺及其组织性能

研究了锯片基材75Cr1钢不同热处理工艺下的组织、晶粒度、碳化物分布以及力学性能。结果表明:780~840 ℃之间淬火,组织为细小的针片马氏体+少量残留奥氏体。随淬火温度升高,硬度略有升高,但均在63 HRC水平附近,晶粒度由10级降至8级,晶粒不均匀程度也更加明显;随回火温度升高,组织由回火屈氏体转变为回火索氏体,细小的颗粒状碳化物增多。800 ℃淬火+540 ℃回火,75Cr1钢组织为回火索氏体,细小碳化物弥散分布,硬度36.5 HRC,具有良好的强度和塑韧性匹配。     

回火温度对柔性齿轮钢40CrNiMo组织及力学性能的影响

通过预处理(固溶处理)、等温淬火以及不同温度回火等处理方法,利用光学显微镜、扫描电镜、洛氏硬度计、拉伸试验机、冲击试验机等设备研究了奥氏体化温度对40CrNiMo钢奥氏体晶粒长大速度以及硬度的影响,探索了回火温度对贝氏体/马氏体多相钢微观组织和力学性能的影响。结果显示,预处理期间,奥氏体晶粒随奥氏体化温度的升高首先缓慢增长然后快速长大,然而硬度保持在56 HRC左右。250~500 ℃回火时,大量细小的碳化物析出,微观组织仍然保持原来的板条状,试验钢的强度、硬度降低,塑韧性呈现先降低后升高的趋势;400 ℃回火试样伸长率最低,冲击吸收能量最小,表明400 ℃回火时出现回火脆性;回火温度升高到600 ℃,基体组织发生再结晶,转变为回火索氏体,此时强、硬度最低,冲击吸收能量高达147 J。     

热处理工艺对超高碳钢显微组织及磨损性能的影响

研究了不同热处理条件下超高碳钢的微观组织,分析了滑动速度和载荷对其摩擦磨损性能的影响.结果表明,球化退火后,其组织由铸态时的细片状珠光体加网状碳化物变成球状或粒状的珠光体;正火后,高碳钢组织转变为片状珠光体加颗粒状碳化物;淬火+低温回火后,碳钢组织转变成回火马氏体.在球化退火、正火及淬火条件下,材料的摩擦系数均随滑动速度和载荷的增大而减小;磨损率则随载荷的增大而增大,随滑动速度的增大而减小.在相同条件下,高碳钢在淬火+低温回火处理后的摩擦系数和磨损率明显低于球化退火后的摩擦系数和磨损率.     

等温球化退火温度对超细化H13钢组织与力学性能的影响

采用光学显微镜观察超细化H13钢在不同奥氏体化温度等温球化退火后的显微组织,并对退火后H13钢的残留碳化物形态及分布进行研究。利用Image Pro-Plus软件对退火后碳化物的分布情况进行定量分析,并利用扫描电镜观察不同退火温度下冲击试样的断口形貌,研究不同退火温度对超细化H13钢组织与性能的影响。结果表明,随奥氏体化温度的升高,超细化H13钢硬度下降,碳化物数量与尺寸减小。当高于880℃进行等温球化退火时,晶粒明显变大,材料的退火态韧性急剧下降,回火后残留奥氏体含量增加,残留奥氏体的存在降低了H13钢的硬度。超细化H13钢在860℃进行等温球化退火,材料的综合力学性能最佳。     

圆管铝型材挤压模具失效分析及其热处理工艺优化

采用残骸分析法研究H13钢圆管铝型材挤压模具失效的凸模发现,分流桥脆性开裂的主要原因是热处理不当,并用正交试验法对热处理工艺参数进行优化。结果表明:经过优化工艺热处理后,退火态组织为颗粒状渗碳体弥散在铁素体上的球状珠光体,淬火态组织为细针马氏体+残余奥氏体+剩余碳化物,回火态组织为碳化物颗粒细小、分布均匀的回火屈氏体+回火马氏体+残余渗碳体,材料的各项力学性能为:抗拉强度为1549 MPa、屈服强度为1420 MPa、冲击韧性为34.7 J·cm-2、伸长率为15.2%、断面收缩率为36.7%和硬度为49.6 HRC,为避免模具脆性开裂失效提供了良好的金相组织和力学性能保证。     

热处理对机床用高速钢刀具组织和力学性能的影响

使用不同工艺对机床用W18Cr4V高速钢刀具进行了热处理,研究了热处理工艺参数对钢组织和性能的影响。结果表明,试验钢球化退火组织为球状珠光体+细小粒状碳化物,淬火组织为马氏体+残余奥氏体+少量碳化物,回火组织为回火马氏体+少量粒状碳化物及残余奥氏体。随着淬火温度的提高,抗拉强度、硬度和冲击韧度均先升高后降低,1200℃时达到最大值。随着回火温度升高,硬度先降低后升高,400℃时最低,600℃最高为65 HRC。综合考虑硬度及强韧性等因素,最优淬火温度为1200℃,最优回火温度为600℃。     

高温回火对4330V钢组织及力学性能的影响

通过显微组织观察、拉伸和冲击试验、硬度测试等研究了高温回火温度对4330V钢组织及性能的影响。结果表明,4330V钢经880℃油淬560~650℃回火后的组织均为回火索氏体+片状或块状铁素体+碳化物;钢在620℃回火后具有优良的强韧性匹配;560℃回火后,室温强度和布氏硬度达到最大,冲击吸收能量则最低,而650℃回火后则反之。随着回火温度升高,4330V钢的抗拉强度、屈服强度、硬度逐渐下降,冲击吸收能量逐渐升高。     

热处理对汽车覆盖件用模具钢修复接头组织和性能的影响

采用气体保护焊方法对汽车覆盖件用模具表面失效部位的焊接修复过程进行了模拟,并对接头的焊态和回火态金相组织和力学性能进行了检验。结果表明,焊态接头焊缝区主要组织为晶粒细小的马氏体,完全淬火区组织为淬硬马氏体和残余奥氏体,回火区组织为回火索氏体;回火态接头的焊缝区和淬火区中过饱和碳形成碳化物析出,组织转变为回火马氏体。焊态接头抗拉强度为860 MPa左右,回火态试样抗拉强度为785 MPa左右,拉伸试样断口形貌均为准解理断裂,但回火后的接头断口有少量的韧窝;焊态接头硬度分布为淬火区最高,焊缝和母材次之,回火区最低,焊后回火对母材和原回火区硬度几乎没有影响,而焊缝区和淬火区硬度明显降低。     

3种模具钢组织与性能的对比研究

采用金相显微镜、洛氏硬度计、冲击试验机与扫描电镜(SEM)对淬火+回火热处理后的SKD11钢、GD钢和LD钢的组织、硬度、冲击韧性及断口形貌进行了测试和分析。研究结果表明:3种钢经淬火+回火后的组织均由针状马氏体+碳化物+少量残余奥氏体构成,但马氏体和碳化物的形态有明显不同;淬火+回火后SKD11钢的硬度值为55.6 HRC,冲击能量约为63 J,GD钢的硬度值为58.6 HRC,冲击能量约为31 J,LD钢的硬度值为58.8 HRC,冲击能量约为75 J。3种模具钢断口宏观形貌均呈现出微量塑性变形的微晶瓷状特征,微观断口形貌为撕裂棱相连的小块解理面,3种钢的断裂机理均为准解理脆性破断。     

高强低温建筑用钢的合金化与组织性能

采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、拉伸试验机和冲击试验机等手段,研究了Co元素对高强低温钢显微组织和力学性能的影响,并分析了Co元素提升低温冲击韧性的作用机理。结果表明,含0%和0. 15%Co试验钢复合形变热处理后显微组织都为铁素体+回火索氏体,在索氏体晶界和晶内都弥散分布着细小的白色颗粒状渗碳体,相对而言,添加0. 15%Co试验钢中渗碳体数量更多、尺寸更加细小,原奥氏体晶粒尺寸更加细小和均匀;含0. 15%Co试验钢渗碳体中C、Mn和V原子的富集以及铁素体中Ni原子的富集更加明显,试验钢中渗碳体的数量提高79. 2%、渗碳体平均尺寸减小32. 4%;添加0. 15%Co试验钢的强塑性、显微硬度和低温冲击吸收能量都相对未添加Co试验钢有明显提升,这主要与添加0. 15%Co复合形变热处理后铁素体+回火索氏体复相组织的细化以及颗粒状渗碳体的存在形式有关。     

退火软化对高强度钢300M组织及硬度的影响

为提高300M钢的后续切削性能,拓宽300M钢的应用领域,研究了退火软化工艺对300M高强度钢显微组织及硬度的影响。结果表明,300M钢在Ac₁以下(730 ℃)退火,显微组织由马氏体转变为回火索氏体,碳化物呈球状或颗粒状;在两相区(780 ℃)退火,显微组织为珠光体+先共析铁素体,碳化物呈球状或短棒状;在Ac₃以上(860 ℃)退火,显微组织转变为珠光体+先共析铁素体,碳化物呈长薄片状。退火冷速对300M钢软化影响显著,冷速缓慢才能使碳化物充分析出并球化,硬度显著降低。300M钢两相区等温+缓慢冷却退火工艺下有更显著的软化效应,硬度可控制在240 HBW以下。