铸造无碳化物贝氏体耐磨钢的研究与应用

介绍了无碳化物贝氏体耐磨铸钢的合金化设计,研究了铸造无碳化物贝氏体耐磨钢热处理的组织和性能.铸造无碳化物耐磨钢正火低温回火热处理组织由贝氏体铁素体和奥氏体组成,属于非典型贝氏体或无碳化物贝氏体或奥氏体-贝氏体复相组织,淬火低温回火热处理组织由马氏体和残余奥氏体组成,属于马氏体-奥氏体复相组织.结果表明:铸造无碳化物贝氏体耐磨钢正火或淬火后低温回火,材料具有高的强度、高的韧性和高的耐磨性,低碳铸造无碳化物贝氏体耐磨钢具有良好的焊接性能.并介绍了铸造无碳化物贝氏体耐磨钢在矿山机械方面的应用.     

回火温度对高强无碳化物贝氏体钢无缝管组织和性能的影响

研究了正火后回火温度对无碳化物贝氏体钢无缝钢管组织和性能的影响。试验结果表明,930 ℃正火后在600 ℃以下回火时,随回火温度的提高,试验材料的抗拉强度有降低的趋势,但降幅不大,强度在973~1012 MPa变化。试验材料的冲击吸收能量在300 ℃达到最大值,为72 J;400 ℃回火时,冲击吸收能量出现最低值,出现无碳化物贝氏体钢的回火脆性;回火温度超过400 ℃时,冲击吸收能量上升;300~350 ℃回火时,伸长率和断面收缩率最高。在400 ℃以下回火时,试验材料的组织由无碳化物贝氏体、块状铁素体和残留奥氏体组成;超过400 ℃回火时,组织为粒状贝氏体及块状铁素体。无碳化物贝氏体钢无缝钢管930 ℃正火,300 ℃回火时具有较佳的综合力学性能。     

新型重载辙叉贝氏体钢的组织与性能

用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射分析仪、冲击试验机和万能试验机等对自行研制的重载辙叉用贝氏体钢进行了组织和力学性能研究。结果表明:该试验钢在正火空冷态下即可得到贝氏体组织,由XRD衍射图谱得出组织为无碳化物贝氏体。材料经正火+300 ℃回火后抗拉强度高达1380 MPa,冲击吸收能量高达63.33 J,具有理想的强韧性配合,硬度高且抗回火稳定性好,低温冲击试验表明材料满足了在低温环境下的使用要求。     

粒状贝氏体对10CrNiMoV球扁钢力学性能的影响

研究了粒状贝氏体对10CrNiMoV球扁钢力学性能的影响。结果表明,热轧或正火连续冷却过程中,形成了大量的粒状贝氏体,显著降低了钢的韧性。热轧直接回火后,粒状贝氏体得到一定程度的分解,改善了钢的低温韧性,-40℃冲击功可达46 J。经过正火加回火处理后,粒状贝氏体得到了充分的分解,低温韧性显著提高,-40℃冲击功达到144 J。     

ZG30Mn钢的热处理工艺

为研究热处理工艺对ZG30Mn钢性能的影响,对比了正火、正火+回火、淬火+回火处理工艺条件下ZG30Mn钢的组织和力学性能。结果表明,ZG30Mn钢经过870℃正火后组织为粒状贝氏体,870℃正火+600℃回火后,组织为铁素体+粒状碳化物,强度降低,塑韧性升高。870℃淬火+600℃回火后,组织为回火索氏体,强塑积最高,具有最优的综合力学性能。     

新型贝氏体装甲钢的组织和力学性能

研究了高强度新型贝氏体装甲钢板热轧、低温回火和热轧、正火、低温回火及不同温度回火的组织和性能,测试了不同低温的冲击韧度和焊接接头的力学性能.结果表明,轧态、低温回火和正火低温回火钢板的组织为贝氏体铁素体和残余奥氏体组织,淬火低温回火钢板的组织为马氏体、贝氏体铁素体和残余奥氏体组织.不同状态的装甲钢板具有高的回火抗力、良好的强韧性及低温冲击韧度和焊接性能,及可作为车辆防护装甲.     

回火工艺对新型贝氏体铸钢组织和性能的影响

研究了回火工艺对新型贝氏体铸钢组织和性能的影响。结果表明,ZG30CrMn2Si2Mo正火低温回火后的组织是由贝氏体铁素体和残余奥氏体组成的新型贝氏体组织,随回火温度的升高和保温时间的延长,组织由新型贝氏体组织逐渐转变为典型贝氏体组织;250℃×1h回火后,材料具有较好的强韧性配合,在450￣550℃回火出现回火脆性,其原因与回火过程中残余奥氏体和贝氏体铁素体的分解、碳化物析出有关。     

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。     

回火工艺对新型贝氏体铸钢组织和性能的影响

研究了回火工艺对新型贝氏体铸钢组织和性能的影响.结果表明,ZG30CrMn2Si2Mo正火低温回火后的组织是由贝氏体铁素体和残余奥氏体组成的新型贝氏体组织,随回火温度的升高和保温时间的延长,组织由新型贝氏体组织逐渐转变为典型贝氏体组织;250℃×1 h回火后,材料具有较好的强韧性配合,在450～550℃回火出现回火脆性,其原因与回火过程中残余奥氏体和贝氏体铁素体的分解、碳化物析出有关.     

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。     

热处理对不同碳含量3.5Ni钢力学性能和低温韧性的影响

利用光学显微镜及SEM进行组织观察,通过拉伸和低温冲击试验研究了热处理对两种不同碳含量3.5Ni钢的力学性能和低温韧性的影响。两种3.5Ni钢热轧板分别经860 ℃×1 h空冷的正火处理和860 ℃×1 h水淬+(580, 610, 640)×1 h回火的调质处理。结果表明:含碳量较高的3.5Ni钢热轧态强度低塑性高,但－100 ℃冲击吸收能量低,经正火处理后试验钢的整体性能降低,而调质处理后强度和低温冲击吸收能量均明显提升,塑性略有降低;含碳量较低的3.5Ni钢热轧态已经具有优异的拉伸性能和低温冲击性能,经热处理后拉伸性能和低温韧性没有得到明显提升。     

铲齿用新型空冷贝氏体钢的热处理工艺

为了解决铲齿使用寿命短的问题,对新型贝氏体组织铲齿用钢及其热处理工艺进行了研究。通过火花直读光谱仪和热膨胀仪检测了贝氏体钢的化学成分和相变点,采用正交试验的方法研究了正火温度、回火温度、回火时间对贝氏体钢韧性的影响,确定了最优的热处理工艺,借助扫描电镜(SEM)、Image-J软件、X射线衍射仪(XRD)及数显显微硬度仪等检测了铲齿用贝氏体钢的组织和组织中相组成比例以及其硬度。研究结果表明贝氏体铲齿用钢在热处理过程中影响冲击性能最主要的因素为正火温度,其次为回火温度、最后为回火时间,得到的最优热处理工艺制度为1080 ℃正火后在250 ℃回火90 min,此热处理条件下贝氏体钢具有良好的韧性(18.45 J)和硬度(46.85 HRC)结合,其组织中马氏体含量为23.985%,残留奥氏体含量为9.850%。     

低温回火态新型贝氏体钢的组织性能

研究了回火工艺对新型低合金贝氏体钢组织和性能的影响,了解了该材料的回火特性.结果表明:正火和低于400℃回火后的组织由贝氏体、铁素体和残余奥氏体组成,具有较好的力学性能、回火抗性、良好的焊接性和机械加工性;在高于500℃回火后出现回火脆性,由新型贝氏体组织转变为典型贝氏体组织,其原因与回火过程中残余奥氏体和贝氏体铁素体的分解、碳化物析出有关.通过研究回火后的组织转变、残余奥氏体热稳定性、机械稳定性的变化,探讨了无碳贝氏体韧化及脆化机理,提出了适于该钢的最佳回火工艺.     

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。     

ZG15CrMo钢的两种典型热处理制度的比较

经高温拉伸,高温持久和断裂韧性试验,测定了ＺＧ１５ＣｒＭｏ钢经正火回和调质处理后强韧性。用金相显微镜,扫描电镜和选区电子衍射研究该钢的显微组织。结果表明,ＺＧ１５ＣｒＭｏ钢经调质处理获得以贝氏体为主的组织,高温强度高,断裂韧性好。     

Toughness of tempered upper and lower bainitic microstructures in a 4150 steel

The effects of tempering on the Charpy impact toughness and tensile properties of upper and lower bainite in a 4150 steel have been studied. The results correlate with quantitative measurements taken from both the fracture surfaces and the microstructures of Charpy test specimens. The fracture surfaces from impact specimens having a lower bainitic microstructure were characterized by quasicleavage fracture, whereas those having an upper bainitic microstructure exhibited only cleavage fracture. The quasicleavage facet size and cleavage facet size correlate with bainite packet size and bainite block size. After tempering at high temperatures, the impact toughness is greatly improved for both the upper and lower bainitic microstructures. Changes in toughness correlate with the microstructural change in carbide shape and distribution resulting from the different tempering operations.     

新型贝氏体板簧钢的组织及性能

针对汽车减重和环保问题,自行设计研制了车用新型贝氏体板簧钢,并对其组织和力学性能进行研究。结果表明,该钢经正火热处理即可得到无碳贝氏体组织;XRD检测表明,其物相组成以α相为主;该钢具有优良的综合力学性能和耐腐蚀性能,屈服强度近1200 MPa,抗拉强度达1400 MPa,常温下,冲击吸收能量达到73.2 J以上,强韧性配比优异。     

回火温度对Q1100超高强钢组织和性能的影响

采用力学性能测试、显微组织观察、扫描电镜观察,研究回火温度对Q1100超高强钢组织和性能的影响规律。结果表明:试验钢900 ℃保温后水淬再200~300 ℃回火后,为回火板条马氏体组织;在 400 ℃和500 ℃回火后,为回火屈氏体组织;在600 ℃回火后,为回火索氏体组织。试验钢具有较高的回火稳定性,在400~600 ℃回火时,α铁素体仍保持板条马氏体的形状和位向。在200 ℃回火后,小角度晶界含量较多,阻碍微裂纹扩展,韧性较好,随着回火温度的升高,小角度晶界占比逐渐减少,在400 ℃回火后,小角度晶界占比较少,碳化物的析出恶化试验钢的韧性,发生了回火脆性,韧性最差,500 ℃和600 ℃回火后,试验钢的小角度晶界占比较400 ℃相差不明显,但试验钢回复程度较大且600 ℃回火发生部分再结晶,回火软化作用较大,韧性较高。当回火温度为200 ℃时,试验钢具有最佳的综合性能,屈服强度为1164.38 MPa,抗拉强度为1429.70 MPa,断后伸长率为14.66%,硬度为430.27 HV3,标准试样-40 ℃冲击吸收能量为92.30 J。