正火与变形处理对高强度低温用结构钢组织和力学性能的影响北大核心CSCD

通过正火热处理+20%冷轧变形+650℃高温回火1 h的工艺制备了高强度低温用结构钢,采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)及力学性能测试研究了处理工艺对高强度细晶粒低温用结构钢组织与力学性能的影响。结果表明:冷轧变形后高温回火处理的试样显微组织由粗大多边形先共析铁素体、珠光体以及少量上贝氏体组成,800℃亚温正火处理试样组织为铁素体和回火粒状贝氏体,920℃、950℃完全正火处理后组织均由铁素体和珠光体组成。正火处理后试样晶粒尺寸均得到细化,晶粒尺寸随着正火温度的升高而增大。800℃亚温正火处理试样具有最佳的强韧性匹配,其屈服强度、抗拉强度分别为637 MPa、706 MPa,-20℃和-50℃下冲击吸收能量分别为63 J、40 J,比冷轧变形后高温回火处理试样的冲击韧性提高了约4倍。     

正火与变形处理对高强度低温用结构钢组织和力学性能的影响

通过正火热处理+20%冷轧变形+650℃高温回火1 h的工艺制备了高强度低温用结构钢,采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)及力学性能测试研究了处理工艺对高强度细晶粒低温用结构钢组织与力学性能的影响。结果表明:冷轧变形后高温回火处理的试样显微组织由粗大多边形先共析铁素体、珠光体以及少量上贝氏体组成,800℃亚温正火处理试样组织为铁素体和回火粒状贝氏体,920℃、950℃完全正火处理后组织均由铁素体和珠光体组成。正火处理后试样晶粒尺寸均得到细化,晶粒尺寸随着正火温度的升高而增大。800℃亚温正火处理试样具有最佳的强韧性匹配,其屈服强度、抗拉强度分别为637 MPa、706 MPa,-20℃和-50℃下冲击吸收能量分别为63 J、40 J,比冷轧变形后高温回火处理试样的冲击韧性提高了约4倍。     

正火对建筑用热轧20MnV钢组织与性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜和透射电镜等手段,研究了正火温度和时间对20MnV钢显微组织、拉伸性能和低温冲击性能的影响。结果表明,热轧态20MnV钢的显微组织为铁素体+珠光体条带,具有较高的强塑性和较低的低温冲击性能;当正火温度从770℃升高至1000℃过程中,20MnV钢中条带状组织逐渐消失,晶粒呈现等轴化趋势,铁素体晶粒有所粗化,组织均匀化升高;830℃及以上正火处理后,(Fe,Mn)3C相回溶至基体,晶内弥散析出了纳米级VC相;随着正火温度的升高,20MnV钢的抗拉强度和规定塑性延伸强度都表现为先减小而后增加的特征,断口伸长率、-25℃和-45℃冲击吸收能量则先增大而后减小;当正火保温时间从20 min增加至80 min时,20MnV钢的强度变化幅度较小,而断后伸长率、-25℃和-45℃冲击吸收能量都呈现先增加而后减小的特征,在正火温度为920℃、正火保温时间为60 min时,20MnV钢具有最佳的强塑性和低温冲击性能。     

34MnV钢的组织细化研究

采用正火处理细化34MnV钢粗大珠光体组织,分析了正火温度对晶粒大小的影响,从有效晶粒尺寸和珠光体含量两个方面解释了钢的强韧性发生变化的原因.结果表明,34MnV钢经正火细化处理后组织中的珠光体含量减少,获得了晶粒细小、韧性较高的珠光体-铁素体组织.同时正火温度越低,34MnV钢中的晶粒越细小;钢中珠光体含量下降导致强度降低,但晶粒细化和铁素体含量的增加,使得冲击韧性大幅度提高.     

正火温度对建筑用新型低温钢组织和力学性能的影响

以新型高强度低合金低温钢20MnV为研究对象,对其进行不同温度的正火处理,采用OM、SEM、力学性能测试、低温冲击性能测试等试验方法,研究正火温度对高强度低合金低温钢组织与力学性能的影响。研究表明:20MnV钢热轧态试样组织由条状铁素体、少量针状铁素体和珠光体组成,组织中有明显珠光体条带;随着正火温度的升高,组织中的条状、针状铁素体逐渐消失,组织更为均匀,且混晶组织逐渐等轴化。860℃正火处理后20MnV钢的塑性和低温性能最佳,伸长率达到21.5%,低温冲击吸收能量为59 J;920℃正火处理后20MnV钢的综合性能最佳,屈服强度与抗拉强度分别达到450 MPa与744 MPa,伸长率达到20.5%,低温冲击吸收能量为45 J。     

亚温淬火抑制25MnV钢的高温回火脆性

以25MnV钢生产过程中出现的回火脆性缺陷为研究对象,采用微观组织分析、力学性能测试等手段,研究了亚温淬火对25MnV钢组织与性能的影响。结果表明,与常规调质处理相比,亚温淬火后的25MnV钢可得到板条马氏体之间分布有条状铁素体的复相组织,在基本不降低强度的前提下,明显提高冲击韧性,抑制高温回火脆性。     

H22—40SiMnCrNiMoA钎杆的亚温正火延寿处理

40SiMnCrNiMoA钢780℃亚温正火（风冷）后,其组织为以板条马氏体和条状无碳贝氏体为主、并有少量细条状铁素体的复合组织,晶粒细小均匀。由于780℃亚温正火后材料强度和塑韧性都得到提高,工业考核也证明780℃亚温正火延长H22－40SiMnCrNiMoA钎杆寿命比调质处理、正火处理以及亚温淬火更显著。     

热处理对大截面LS8铸钢组织和性能的影响

对自主研发的LS8铸钢大截面试样采用完全淬火+高温回火(QT)、亚温淬火+高温回火(LT)和完全淬火+亚温淬火+高温回火(QLT)3种不同工艺进行热处理,分析了热处理工艺对大截面试样组织和力学性能的影响。结果表明,经QLT工艺处理后大截面试样心部的低温冲击性能最好,满足API Spec 8C要求。显微组织观察及冲击断口形貌分析结果表明,低温冲击性能的提高与亚温淬火后组织中弥散分布的细小铁素体有关。     

石油钻井25MnV钢套管调质工艺的改进

针对25MnV钢石油套管调质处理后冲击韧度不稳定的问题,进行了改进的亚温淬火工艺试验.结果表明,与常规调质处理相比,亚温淬火后的25MnV钢可得到板条马氏体之间分布有条状铁素体的复相组织,在不降低强度的前提下,明显提高冲击韧度,抑制高温回火脆性.     

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。     

亚温淬火对20Cr钢组织和性能的影响

介绍了亚温淬火对亚共析钢20Cr钢组织和性能的影响和其强韧化的机理,以及用正火或者退火代替完全淬火的可行性研究,最后找出20Cr钢最佳亚温淬火热处理工艺。结果表明,20Cr钢在820℃亚温淬火+200℃回火的热处理工艺下,其强度和韧性配合好;当铁素体形貌为针状弥散分布时,材料冲击韧度普遍较好;而正火或者退火代替完全淬火对20Cr钢亚温淬火后冲击韧度不利,不能得到弥散分布的针状铁素体。本文对与20Cr钢性能类似的钢种亚温淬火热处理工艺的制定具有一定指导作用。     

45钢亚温淬火工艺的实验研究

研究了亚温淬火温度和回火温度对45钢组织性能的影响.结果表明,在760～840℃,随淬火温度升高,45钢的强度、硬度、韧性先升后降,45钢亚温淬火后在350℃以上回火时其强韧性比较好,810℃亚温淬火后得到细小铁素体与细小的板条状马氏体组织,其原因与奥氏体晶粒细化及铁素体的分布状态有关.810℃淬火+550℃回火可获得比较好的强韧性.     

多元低合金耐磨铸钢热处理过程中碳化物析出行为的研究

借助OM、SEM、TEM、EDS和JMatPro模拟软件研究和分析了正火及正火后回火低合金铸钢试样中碳化物的析出及碳化物析出对试样组织和性能的影响。结果表明,Mo、Nb等合金元素的加入使珠光体转变C曲线右移,正火后试样由铸态粗大的铁素体和珠光体转变为铁素体和贝氏体铁素体组织,晶内有少量含Nb碳化物析出。试样890 ℃正火后500~650 ℃内回火,回火后试样组织转变为粒状珠光体和铁素体,560~590 ℃回火试样具有较优的综合力学性能;回火后试样的晶界处有少量合金碳化物析出,晶内有大量细小弥散的含Nb碳化物析出。     

建筑用冷轧态高强度低温钢热处理工艺研究

采用光学显微镜(OM)、拉伸性能测试、显微硬度测试等方法,研究了不同温度热处理工艺对冷轧态高强度低温钢20MnV显微组织与力学性能的影响。结果表明:经700、750、800、860℃,保温60 min热处理的冷轧20MnV钢组织基体为铁素体,700℃热处理后试样中铁素体发生回复。随着温度的升高,试样再结晶过程逐步进行;正火温度达到860℃时,试样组织为等轴铁素体和珠光体,10%、20%变形量试样铁素体晶粒尺寸分别达到11.9、10.1μm。随着热处理温度的升高,冷轧20MnV钢试样硬度逐渐降低,在750～800℃温度范围时,试样硬度降幅最为显著。经700℃×60 min热处理,冷轧20MnV钢强度和硬度保持在较高水平。     

热处理工艺对12Cr1MoV钢组织性能的影响

通过常规力学性能测试设备、光学显微镜研究了不同热处理工艺对12Cr1MoV钢性能和组织的影响。结果表明:随着正火温度提高,12Cr1MoV钢的抗拉强度和屈服强度变化不大,而冲击韧性有较大增加;随着回火温度提高,经910℃和930℃两种正火温度处理,12Cr1MoV钢的强度和韧性变化不大。12Cr1MoV钢在热轧态、正火态及正火+回火态的组织均为铁素体+珠光体,经910℃正火+680℃回火处理后,钢中的铁素体晶粒度比930℃正火+680℃回火处理后更细小且分布更均匀,性能与前者基本相同。因此,可以选取910℃正火+680℃回火作为12Cr1MoV钢的热处理工艺,从而降低钢板生产的成本。     

20MnSi钢棉机锯片亚温淬火工艺研究

分析利用20MnSi钢制备棉机锯片的可行性,研究了利用亚温淬火提高20MnSi钢棉机锯片强韧性的工艺.结果表明,20MnSi钢经亚温淬火后得到的组织是马氏体板条束与少量铁素体相间分布的细小均匀的双相组织,提高了材料的耐磨性.实验表明,最合理的亚温淬火工艺是880℃×2min水淬 800℃×lmin水淬 400℃×10min回火.     

正火工艺对420 MPa级海上风电用钢板组织及性能的影响

利用扫描电镜、激光共聚焦显微镜、室温拉伸、低温冲击测试等试验方法,采用了正火、强化正火、正火+400 ℃回火的热处理工艺,研究了不同正火工艺对420 MPa级海洋风电用钢板组织和性能的影响。结果表明:通过正火处理后,正火态试验钢的平均晶粒尺寸由轧态试验钢的8 μm细化至6 μm,带状组织得到改善,强度与低温冲击性能均得到提升,屈服强度提升至442 MPa,－50 ℃下的冲击吸收能达到120 J;通过正火+400 ℃回火处理后,平均晶粒尺寸为7 μm,虽然大幅度提升了钢的低温冲击性能,－50 ℃下的冲击吸收能量达到194 J,但是钢的屈服强度降低为422 MPa。强化正火后组织为铁素体+珠光体+少量贝氏体,平均晶粒尺寸为5.6 μm,屈服强度提升至460 MPa,断后伸长率和低温冲击吸收能量相较于正火后试验钢有所降低但仍能满足EN10025性能标准,达到强韧性的最佳匹配,是生产420 MPa级海上风电用钢的最佳热处理工艺。     

利用亚温淬火改善20MnMo钢管板锻件的冲击韧性

在20MnMo钢锻件强度足够的条件下,用亚温淬火+高温回火工艺热处理可显著提高锻件的低温冲击韧性。     

35CrMo钢强韧化工艺研究

研究了35CrMo钢经不同工艺热处理后的组织和力学性能。结果表明,与经常规调质处理的35CrMo钢相比较,经790℃亚温淬火+高温回火或常规调质处理后再经790℃亚温淬火+高温回火的35CrMo钢具有更好的强韧性,特别是后者,其抗拉强度、屈服强度、断后伸长率、断面收缩率和冲击韧度分别达到了986MPa、923MPa、18%、41%和156J/cm2。钢的塑性和韧性的提高是由于组织均匀细小、具有少量游离铁素体存在所致。     

热处理对大口径厚壁碳素钢管强韧性的影响

热轧大口径厚壁无缝碳素钢管的冲击韧性差,在使用过程中容易发生脆断,经过热处理后可以得到改善.对大口径厚壁20钢无缝钢管进行正火热处理后,其晶粒得到细化,从而改善了室温冲击韧性,但低温冲击韧性仍然差.淬火处理后获得了铁素体魏氏组织和珠光体的混合组织,钢管的室温和低温冲击韧性均得到显著改善,同时还具有高的强度.淬火后在650℃下进行回火能够使魏氏组织针片之间析出碳化物,从而获得强度和冲击韧性的良好配合.