不同水基淬火介质对ZG30CrMnSiMo低合金钢组织和耐磨性的影响

通过扫描电镜、冲击试验机和动载冲击磨料磨损试验机等对低合金耐磨钢显微组织、力学性能和耐磨性能进行了分析.结果表明:铸态组织由珠光体和碳化物组成,铸态合金的宏观硬度为41.3 HRC,冲击吸收能量为6.1 J,磨损量为1.4378 g.经水玻璃(Na2SiO3)和PAG淬火后,显微组织均转变为回火板条马氏体和碳化物,宏观...     

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。     

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。     

60CrNiMo轧辊钢的热处理工艺

通过光学显微镜观察试验钢的显微组织,利用万能试验机、摆锤冲击试验机和布氏硬度计分别检测试验钢的强度、塑性、冲击性能和硬度,研究了热处理工艺对60CrNiMo轧辊钢组织性能的影响。结果表明,400℃等温淬火时得到的贝氏体和珠光体的混合组织其强度和塑韧性较差;相比较于马氏体等温淬火+高温回火工艺,采用两相区亚温淬火,形成的铁素体和回火马氏体双相组织,可有效改善试验钢的力学性能,并且可以避免淬火裂纹的产生;试验钢经马氏体等温淬火+亚温淬火+高温回火热处理后其布氏硬度为318 HBW,规定塑性延伸强度(R_(p0.2))为797 MPa,抗拉强度为981 MPa,伸长率15%,断面收缩率为46%,室温冲击吸收能量达到66 J,各项性能指标均优于国家标准JB/T 6401—2017中的要求。     

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。     

合金元素对低合金耐磨钢组织及性能的影响

对不同合金元素含量的低合金耐磨钢进行淬火加回火热处理后,测试力学性能及－40 ℃冲击吸收能量,借助SEM、TEM等分析组织及析出相,研究合金元素对低合金耐磨钢的组织和性能的影响。结果表明：含有Ni、Cu、Cr、Mo等合金元素的试验钢淬火及190 ℃低温回火后均得到板条状马氏体组织,马氏体板条间有细小碳化物析出相。而没有添加Ni、Cu及少量添加Cr、Mo元素的试验钢淬透性降低,淬火及低温回火组织为马氏体及少量铁素体。添加Ni、Cu、Cr、Mo等合金元素的试验钢淬火及低温回火后得到较好的综合力学性能,最佳性能为屈服强度1218 MPa,抗拉强度1507 MPa,硬度429.5 HV,－40 ℃冲击吸收能量27.7 J。     

高硬度高铬离心复合铸铁轧辊热处理

利用现场数据和热膨胀实验,研究了高铬离心复合轧辊的热处理工艺及其对高铬轧辊硬度和冲击性能的影响,并通过扫面电镜和光学显微镜对不同工艺的组织进行了观察.结果表明,采用高温950 ℃×1 h、中温450 ℃×10 h空冷淬火+525 ℃×6 h空冷回火的热处理工艺,可使高铬铸铁复合轧辊的硬度达55.6 HRC以上,冲击韧度达5.66 J/cm2,组织为马氏体基体+弥散的一次、二次和三次碳化物+残余奥氏体.     

调质工艺对Cr-Ni-Mo-V超高强韧钢组织和力学性能的影响

利用扫描电镜、金相显微镜、冲击试验机结合维氏硬度计研究了780、830和880℃淬火+500～580℃高温回火处理对Cr-Ni-Mo-V超高强韧钢显微组织和力学性能的影响。结果表明,随回火温度的升高,尺寸较大碳化物会发生溶解转变,合金碳化物由基体中不断弥散析出。硬度和冲击性能均随回火温度升高呈现先增大后降低的趋势,与碳化物弥散析出形貌和残留奥氏体分解转变有关;3种温度淬火试验钢均在540℃回火时出现二次硬化峰值,最高值分别为488、517、532 HV20,在540～560℃回火出现最大冲击吸收能量,分别为49.7、58.5、51.0 J。为充分保证钢的强韧性,最佳热处理工艺为830℃亚温临界淬火+560℃回火。     

合金元素及热处理对新型槽帮钢组织与性能的影响

通过Cr、Mo等合金化设计出新型槽帮铸钢,利用扫描电镜、拉伸、冲击试验机及布氏硬度计等研究了新型槽帮钢在不同热处理条件下的组织与性能变化。结果表明,添加Cr、Mo等合金元素提高了钢的淬透性和回火稳定性,细化组织并促进碳化物析出,热处理后钢的强度、硬度、塑性和韧性得到明显改善。ZG-1试验钢经900、920℃淬火、500℃回火时抗拉强度为999～1002 MPa,屈服强度931～933 MPa,断后伸长率15.0%～14.0%,室温硬度296～298 HBW,冲击吸收能量61.0～63.0 J;ZG-2试验钢920℃淬火、500～520℃回火时强韧性更优异,抗拉强度1039～1011 MPa,屈服强度981～947 MPa,断后伸长率15.0%～15.3%,室温硬度305～298 HBW,冲击吸收能量64.5～67.5 J,可以满足刮板输送机中部槽材料的性能要求。     

含铝超高碳钢组织及力学性能的研究

研究了淬火温度对含铝Si-Mn-Cr系超高碳钢的组织与力学性能的影响。结果表明,Al的添加可抑制钢中网状碳化物的形成,钢的相变临界温度Ac1提高到了800℃左右。随淬火温度的提高,组织有粗化的倾向,片状马氏体形态更加明显,850℃淬火后获得细小的马氏体组织;残余奥氏体含量有所增加,最高达到6.5%;钢的硬度逐渐下降,冲击韧度变化不大,抗冲击磨料磨损性能降低。850℃淬火,200℃回火后钢的硬度可达62 HRC,冲击韧度为6 J/cm2,且抗磨料磨损性能最好。     

回火温度对NM500耐磨钢组织和性能的影响

采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和材料表面综合性能测试仪等研究了回火温度对NM500低合金高强度耐磨钢的显微组织、力学性能和耐磨性能的影响。结果表明,NM500钢经淬火+回火处理后得到典型的回火马氏体组织,回火温度的升高使得固溶在马氏体板条中的过饱和碳原子逐渐析出,而碳化物聚集长大导致钢的硬度和低温冲击性能明显下降。NM500钢在200 ℃回火后的硬度和-20 ℃低温冲击吸收能量分别为513 HBW和44.40 J,耐磨性能最佳。低温回火(200、250 ℃)时少量细小弥散的过饱和碳原子析出改善了钢的耐磨性,300 ℃及以上回火时聚集粗化的短棒状渗碳体会降低基体的硬度,导致钢的耐磨性不断降低,磨损机制由磨粒磨损向粘着磨损转变。     

淬火温度对空冷贝氏体-马氏体复相耐磨钢组织性能的影响

设计了一种空冷贝氏体-马氏体复相耐磨铸钢的成分并进行冶炼浇注与热处理。通过力学性能测试、显微组织及断口形貌观察、X射线衍射分析等方法，研究淬火温度对组织和性能的影响。结果表明，经900℃淬火1 h后空冷至室温，随后在300℃回火2 h并空冷至室温，获得了综合力学性能最佳的贝氏体-马氏体复相耐磨铸钢，抗拉强度1729 MPa,断后伸长率4.3%,布氏硬度为454 HBW,V型缺口冲击吸收能量为19.31 J。其组织中含有10%左右的残留奥氏体，能够提高基体强韧性。     

热处理工艺对高强韧耐磨铸钢组织和性能的影响

研究了淬火温度及回火温度对高强韧耐磨铸钢组织和性能的影响.结果表明:淬火温度低于930 ℃时,材料的硬度随淬火温度的升高而增大;高于930 ℃时,硬度降低,在930 ℃出现硬度峰值;冲击韧度随淬火加热温度的升高先降低后增大.随着回火温度的升高,材料的硬度缓慢降低,而冲击韧度值升高.高强韧耐磨铸钢经930 ℃×2 h淬火(油淬)+240 ℃×2 h回火+240 ℃×2 h回火后,具有较高的强韧性,硬度≥54 HRC,冲击韧度≥43 J/cm~2,组织为回火马氏体+少量的残留奥氏体,试样冲击断口为准解理断裂.     

中间高温回火工艺对15MnNi4MoA渗碳钢微观组织及性能的影响

研究了15MnNi4MoA钢渗碳后的热处理工艺对其微观组织及性能的影响。设计了3种不同的渗碳后热处理工艺:淬火+低温回火、一次高温回火+淬火+低温回火、两次高温回火+淬火+低温回火,并对热处理后的力学性能及微观组织进行了对比和分析。通过扫描电镜对3种不同热处理后的显微组织和冲击断口形貌进行了观察。同时,对不同热处理工艺的试样进行了维氏硬度和常温冲击吸收能量(U型缺口)检测。结果表明,经3种不同的热处理后,试样的微观组织差异不大,均为马氏体+残留奥氏体组织。其中,经两次高温回火处理所得到的试样,马氏体组织更加细小,力学性能更加突出,心部硬度降低至358 HV,表面硬度提高到664 HV,常温冲击吸收能量达到143 J。     

稳定化处理对DC53钢力学性能及尺寸稳定性的影响

通过SEM、XRD、硬度、韧性以及三坐标测量机等测试,探究了常规热处理和回火后稳定化处理对冷作模具钢DC53力学性能和尺寸稳定性的影响。结果表明:DC53钢在稳定化处理前后的组织均为回火马氏体+少量残留奥氏体+碳化物。通过400 ℃×2 h 附加回火的稳定化处理方式后,试验钢的硬度和冲击吸收能量分别为61.5 HRC和19.7 J,同时材料的尺寸稳定性进一步提高。回火后组织稳定性的提升、材料内部残余应力值的降低以及残留奥氏体的陈化是改善试验钢尺寸稳定性的主要原因。     

在线淬火型微合金高强钢的回火组织与性能

对在线淬火型微合金高强结构钢在400~600 ℃范围内进行回火40 min处理,以研究不同回火温度对试验钢显微组织和力学性能的影响。通过光学显微镜、扫描电镜等进行组织观察分析,同时测量试验钢回火后的强度、硬度及-40 ℃冲击吸收能量等进行力学性能分析。试验结果表明:随着回火温度的升高,试验钢强度及硬度整体呈下降趋势,冲击性能整体上升,并在450~500 ℃出现回火脆性区。同时随着回火温度升高,试验钢组织中马氏体逐渐宽化减少,铁素体含量增多。450 ℃回火时,试验钢的组织为回火托氏体,此时其屈服强度和硬度分别为840 MPa和304 HV3,断后伸长率为14.4%,-40 ℃冲击吸收能量为129 J,达到良好综合力学性能。     

回火温度对贝氏体耐磨钢组织和性能的影响

对贝氏体耐磨钢进行控轧控冷+回火工艺,探究不同温度回火后贝氏体耐磨钢的组织演变和性能。结果表明,经控轧控冷工艺和200℃回火后,试验钢获得较为理想的无碳化物贝氏体/马氏体复相组织,组织中包含8.7%(体积分数)的残留奥氏体。该工艺下钢板获得较好的强韧性匹配,屈服强度达到1172 MPa,抗拉强度达到1613 MPa,断后伸长率达到19.4%,-20℃冲击吸收能量为47 J,并可满足NM500级别的硬度要求。520℃回火后大量粗大碳化物析出,且残留奥氏体基本分解完毕,导致钢板强韧性下降。     

不同水韧处理工艺下铌微合金化高锰钢的组织演变和力学性能

通过铌微合金化得到了一种具有高强度和高冲击吸收能量的高锰钢。通过研究不同的水韧处理温度和水韧处理保温时间下铌微合金化高锰钢的组织及性能的演变,探究其最佳的水韧处理工艺。结果表明,随着水韧处理温度的上升或水韧处理时间的延长,试验钢中的碳化物不断溶解在奥氏体基体中,由于晶粒不断长大,其强度和冲击吸收能量呈先上升后下降的趋势,当水韧处理温度为1100 ℃,水韧处理时间为1.5 h时,试验钢的强度和韧性达到峰值,抗拉强度为957.7 MPa,屈服强度为415.3 MPa,断后伸长率为57.2%,冲击吸收能量为298 J,硬度为222 HBW,此时试验钢达到最佳的力学性能。     

回火时间对高强抗震耐火钢板组织与力学性能的影响

采用OM、SEM、TEM、拉伸试验和冲击试验等,研究了600 ℃回火不同时间对690 MPa级高强抗震耐火钢板的力学性能、微观组织及析出行为的影响。结果表明,不同回火时间对耐火钢板的力学性能和微观组织有重要影响。耐火钢板经过600 ℃回火后强度稍有降低,但伸长率增大,屈强比降低,综合力学性能提高,低温冲击吸收能量随回火时间的延长而降低。最优回火保温时间为15 min,此时试验钢板的屈服强度为976 MPa、硬度为396 HV,-40 ℃冲击吸收能量为164 J,其组织由贝氏体+铁素体+少量马氏体构成,在马氏体和铁素体中均存在位错和细小析出相,析出相为富Nb的Nb、Ti复合碳化物,发挥沉淀强化作用;当保温时间延长至60 min后,析出大量细小Nb、Ti和Mo复合碳化物,但此时的沉淀强化作用不能弥补铁素体造成的强度损失,所以在相同温度回火过程中,随着回火时间的延长,抗拉强度和硬度下降。     

两种多元合金耐磨钢的强韧化研究

探究了热处理工艺对多元低、中碳中合金耐磨铸钢组织和性能的影响,特别分析了它们的强韧化机理.结果表明,低碳合金钢经945℃淬火、280℃回火后硬度值为49 HRC以上,韧性值超过224 J/cm2;中碳合金钢经945℃淬火、370℃回火后硬度值达48.6 HRC,韧性值90J/cm2左右.两种材料具有较好的回火稳定性,基体组织主要是板条状马氏体,马氏体板条间少量薄膜状的残余奥氏体,以及界面上弥散的碳化物起到强韧化作用,材料综合性能表现良好.