奥氏体化温度和冷却速率对含Nb高碳钢组织性能的影响

通过Gleeble 1500型热模拟试验机对含Nb高碳试验钢进行了不同奥氏体化温度和冷速下的热处理。采用光学显微镜、扫描电镜、硬度测量等试验手段对试验钢的显微组织、硬度和珠光体片层间距进行了观察和测量。结果表明:奥氏体化温度为950 ℃时,试验钢淬火后晶粒尺寸为34 μm,硬度为813 HV5,以0.1~5 ℃/s冷速冷却至室温的组织为珠光体+铁素体;而奥氏体化温度为1200 ℃时,淬火后晶粒尺寸为134 μm,硬度为827 HV5,以0.1~1 ℃/s冷速冷却至室温的组织为珠光体+铁素体,冷速为5 ℃/s时,组织为针状马氏体+少量的铁素体。在1220 ℃以上Nb全部固溶在奥氏体中,奥氏体化温度过高会导致晶粒过分长大。珠光体片层间距随着奥氏体化温度的升高和冷却速率的提升而变小,片层间距的减小可使硬度值提高。     

SWRCH35K钢连续冷却转变曲线的测定与分析

使用DIL805A热膨胀仪测定了SWRCH35K钢的热膨胀曲线。采用切线法结合微观组织及硬度,绘制了试验钢的连续冷却转变(CCT)曲线,分析了冷却速率对试验钢连续冷却过程组织演变的影响。结果表明,冷速在0.1～1℃/s范围时,试验钢的组织为多边形先共析铁素体和珠光体,随着冷速增加,组织细化,珠光体含量增加,硬度为148～165 HV;冷速为3℃/s时,开始出现少量魏氏组织及贝氏体,硬度增加至189 HV;冷速为5～50℃/s时,铁素体沿晶界呈网状,针状魏氏组织增加,组织为晶界铁素体、珠光体、魏氏组织和贝氏体,其中冷速为30～50℃/s时,铁素体含量大幅减少且尺寸明显减小,硬度为225～237 HV。珠光体在不同冷速下的形态不同,冷速较小时以片层及短棒状为主,还有少量球状,随着冷速增加,短棒状珠光体占比增加,片层及球状珠光体占比减小。     

弹簧钢55SiCrA控制冷却工艺

利用光学金相、扫描电子显微镜(SEM)和显微硬度等测试方法,研究了控制冷却过程中不同冷却工艺对弹簧钢55SiCrA的组织形态和性能影响.结果表明:随着冷却速度的增加,55SiCrA钢的显微硬度增大,珠光体平均片层间距减小;为了获得良好的组织性能,珠光体相变区冷速优选控制在0.8℃/s以下;在670℃进行恒温转变时,55SiCrA钢的显微硬度和珠光体片层间距较好.     

60mm厚Q690D钢连续冷却转变静态CCT曲线及组织

利用膨胀法结合金相-硬度法,在Formast-F全自动相变仪上测定了60mm厚Q690D钢连续冷却转变静态CCT曲线,研究了冷却速度对显微组织、硬度的影响。结果表明:当冷速小于1℃/s时,转变产物为铁素体、珠光体和贝氏体;当冷速为1~3℃/s,转变产物为铁素体、贝氏体;当冷速为5~40℃/s,转变产物为贝氏体、马氏体;当冷速大于40℃/s时,转变产物为完全马氏体;当冷速小于20℃/s时,显微硬度逐渐升高;当冷速在20~100℃/s时,显微硬度在390 HV左右。     

马氏体耐热钢40Cr10Si2Mo的动态连续冷却转变及相变动力学

利用Gleeble-3500热模拟试验机研究了40Cr10Si2Mo钢在不同冷却速度下的连续冷却相变行为，建立了试验钢的动态连续冷却转变(CCT)曲线和连续冷却相变动力学模型，通过表征不同冷速下的微观组织，分析和讨论了不同冷速对相转变以及合金元素析出的影响。发现在冷速为0.1～0.3℃/s时，组织为铁素体基体上分布着大量碳化物颗粒。碳化物中Cr和Mo的含量随着冷却速度的升高而减少。冷速为0.5～0.8℃/s时，组织为铁素体+片层珠光体+少量马氏体+网状碳化物。当冷速大于3℃/s时，组织完全转变为马氏体。分别建立了扩散型Johnson-Mehl-Avrami(JMA)模型和非扩散型Koistinen-Marburger(K-M)相变模型，结果表明，试验值与模型拟合曲线吻合度良好。     

硼对65钢连续冷却转变行为的影响

利用热膨胀法和金相-硬度法,研究了冷却速率(0.1~35℃/s)对不含硼和含0.001 5%硼(质量分数,下同)的65钢过冷奥氏体连续冷却转变的影响。结果表明,65钢在连续冷却过程中,当冷速为0.1~5℃/s时,组织为铁素体加珠光体;冷速为5~15℃/s时,主要是珠光体;冷速为15~35℃/s时,主要是板条马氏体加少量珠光体。随着冷却速度的增加,不含硼和含0.001 5%硼的65钢硬度值均逐渐增大。在相同冷速下,相比不含硼的65钢,含0.001 5%硼的65钢铁素体晶粒和珠光体片层间距更小、总体硬度更高。为获得具有优异拉拔性能的索氏体,对于不含硼65钢,其冷速应控制在5~10℃/s,对于含0.001 5%硼65钢,其冷速应控制在10~15℃/s。     

R350HT钢轨钢的连续冷却转变曲线

在Gleeble-3500热模拟试验机上对欧标R350HT钢轨钢进行不同冷却速度的热模拟试验,观察显微组织并测量硬度,绘制试验钢的连续冷却转变(CCT)曲线。结果表明,在冷却速率为0.5~2.5 ℃/s时,组织以珠光体为主,有少量先共析铁素体。当冷却速度为3 ℃/s时,组织中出现马氏体。由于珠光体轨钢中不允许有马氏体组织,因此冷却速度应小于3 ℃/s。同时,随着冷却速率的增大,直至10 ℃/s,珠光体开始转变温度降低,这是因为随着冷却速率的增大,在高温区停留时间缩短,珠光体转变来不及发生,并且发生珠光体相变需要较大的过冷度。随着冷却速率增加至20 ℃/s,组织基本上为马氏体。当冷速大于20 ℃/s后,组织为单一马氏体。因此,马氏体临界转变冷速为20 ℃/s。     

冷却速率对ES355Al钢相变行为及组织的影响

采用DIL805淬火膨胀仪、金相显微镜及显微硬度计,研究了ES355Al钢连续冷却过程的相变及组织转变规律,分析了冷却速率对ES355Al钢相变及组织演变的影响。结果表明:过冷奥氏体在冷却过程中发生铁素体转变、珠光体转变、贝氏体转变和马氏体转变。在冷速为0.2~1℃/s时,发生铁素体析出和珠光体转变;在冷速为2~7℃/s时,发生铁素体析出、珠光体转变和贝氏体转变,其中7℃/s为珠光体转变结束的临界冷速;,2℃/s、15℃/s分别为贝氏体、马氏体开始转变的临界冷速。ES355Al钢的显微硬度随着冷速增加而增加,由冷速0.2℃/s时的170 HV5增加到20℃/s时的350 HV5。     

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。     

优质碳素结构55Mn钢连续冷却转变特性

采用膨胀法结合金相-硬度法,在Gleeble-3500热模拟机上测定了55Mn钢的连续冷却转变CCT曲线;研究了连续冷却过程中冷却速度对55Mn钢室温组织的影响。结果表明,当冷速为0.05~15℃/s时,转变产物主要为铁素体(F)和珠光体(P/S/T);当冷速达到15℃/s时,开始析出白色块状马氏体;当冷速为15~40℃/s时,只发生珠光体转变和马氏体转变,且随着冷速的增大,马氏体含量逐渐增多;当冷速大于40℃/s时,只发生马氏体转变,室温组织为马氏体+残余奥氏体。     

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。     

轧后热处理对珠光体钢轨相变组织及硬度的影响

通过在Gleeble-3500热模拟试验机上对珠光体钢轨进行双道次热压缩试验,得到试验钢在轧后不同热处理工艺下的显微组织及硬度,分析热变形后不同冷却速率、等温时间和等温温度对珠光体片层与硬度的影响及其机制。结果表明,1℃/s连冷、1℃/s欠速淬火等温转变后快冷(1℃/s-580℃-30 s)、3℃/s冷却淬火等温转变60 s后快冷(3℃/s-580℃-60 s)、5℃/s高冷速淬火620℃等温转变后快冷(5℃/s-620℃-60 s)试验钢得到珠光体+少量铁素体。而3℃/s连冷、3℃/s冷却淬火等温转变30 s后快冷(3℃/s-580℃-30 s)试验钢因等温时间不足出现了马氏体或贝氏体组织。相比于1℃/s连冷,1℃/s欠速淬火等温转变后快冷对减小珠光体的片层间距以及提高硬度有着积极的作用。延长等温时间后得到的3℃/s冷却淬火等温转变60 s后快冷(3℃/s-580℃-60 s)试验钢的珠光体层间距最细,达到73.19 nm,其片层取向多样,部分渗碳体片断裂,硬度提升幅度不大与类珠光体组织的含量增加有关。1℃/s连冷试验钢的珠光体片层最粗大,硬度最低归因于析出相NbC的过分长大以及断裂...     

1 200 MPa级热轧超高强钢组织及性能

针对超高强钢的开发,介绍了马钢 1 200 MPa级超高强的化学成分设计及生产工艺。利用金相显微镜、扫描电镜、透射电镜、电子拉伸试验机、布氏硬度计以及湿式橡胶轮试验机等,研究了免热处理1 200 MPa级热轧超高强钢的组织及力学性能、冷弯性能、表面布氏硬度和耐磨性能。结果表明,1 200 MPa级热轧超高强钢的显微组织为马氏体+铁素体,马氏体体积分数为70%~75%,铁素体体积分数为25%~30%;其 R_p0.2≥800 MPa, R_m≥1 200 MPa, R_p0.2/R_m≤0.70, A₅₀≥15%,表面布氏硬度不小于350HBW;90°冷弯,D=2a合格,具有高强度、高硬度、易成形的特点;同时,1 200 MPa热轧高强钢的耐磨性优异,其耐磨性分别是500、800 MPa级高强钢的2.05~2.1倍、1.38~1.39倍。     

不同冷速对700MPa级汽车大梁钢过冷奥氏体转变的影响

在DIL805L型淬火膨胀仪上测定了一种700 MPa级汽车大梁钢(700L)的连续冷却转变曲线(CCT曲线),结合金相-硬度法分析其相变规律、相变组织及影响因素.结果表明:试验钢的临界点Ac3=898℃,Ac1=772℃;当冷速小于0.5℃/s时,过冷奥氏体的转变产物为铁素体、珠光体和少量贝氏体;当冷速大于0.5℃/...     

热处理工艺对ER7车轮钢力学性能的影响

ER7车轮钢经不同工艺热处理后,可获得珠光体片层间距以及铁素体含量不同的显微组织,并对不同工艺处理试样的拉伸性能及-20℃冲击性能进行了测试.结果表明,随冷却速度的增大,车轮钢铁素体含量增加,珠光体片间距和珠光体球团尺寸减小.增大冷却速率,会使车轮钢的屈服强度、抗拉强度、伸长率和断面收缩率都随之增加.随着珠光体片间距和...     

低屈强比高强耐候钢的CCT曲线及性能

利用膨胀法并结合金相-硬度法对研制的一种低屈强比高强耐候钢进行了奥氏体连续冷却转变(CCT)曲线测定,并对其力学性能和耐蚀性能进行了研究。结果表明:该试验钢抗拉强度达575 MPa,屈强比为0.75,冲击性能优良,耐蚀性明显优于Q345B钢;当奥氏体化后的试验钢以0.1~100 ℃/s冷却速率冷却至室温时,随冷却速率增加其显微硬度由131 HV0.5增加至218 HV0.5;其中当冷却速率小于1 ℃/s时,其组织由铁素体+珠光体构成;当冷却速率为1~20 ℃/s时,其组织由铁素体+珠光体+贝氏体构成;当冷却速率为20~100 ℃/s时,珠光体消失,其组织主要由铁素体+贝氏体构成。     

超高强度帘线钢LX92A连续和等温冷却下的相变行为

通过热模拟试验研究了超高强度帘线钢LX92A在920 ℃压缩变形60%后的动态连续冷却转变和等温转变行为。连续冷却转变时,当冷速为0.5 K/s及以下时,在晶界位置存在明显网状结构渗碳体;当冷速达到1 K/s及以上时,渗碳体变为线条状,并随冷速增大,渗碳体逐渐减少;当冷速达到15 K/s以上时,组织中出现马氏体。等温转变时,珠光体转变的温度区间为550~700 ℃,鼻尖温度约为604 ℃,随温度降低,转变后的显微组织由粗大片层状珠光体向片状珠光体、索氏体、屈氏体转变,当转变温度降低到525 ℃时,组织中出现贝氏体。研究了珠光体片层间距与过冷度和冷速的关系,并采用回归分析法得到了片层间距模型,拟合优度分别达到0.99和0.97以上。