热处理工艺对35CrMo钢组织及性能的影响

利用SEM、金相显微镜、冲击试验机研究了淬火+回火、贝氏体等温淬火两种热处理工艺对35CrMo钢组织及性能的影响。结果表明,随回火温度提高或贝氏体含量的增加,材料的强度降低、塑韧性增加;回火索氏体组织的冲击断口表现为塑性韧窝状,而贝氏体/马氏体复相组织的冲击断口的纤维区表现为塑性韧窝状,放射区表现为脆性解理断裂;在等强度、塑韧性条件下,回火索氏体裂纹形成功低于贝氏体/马氏体复相组织,当裂纹形成后,回火索氏体组织裂纹扩展功高于贝氏体/马氏体复相组织。     

Si-Mn-Mo系贝氏体钢组织和性能的研究

研究了新型高碳Si－Mn－Mo系贝氏体钢的组织和性能。结果表明，该钢空冷条件下得到贝氏体、马氏体和残留奥氏体的复相组织。其中包括板条马氏体和孪晶马氏体，而贝氏体为变态下贝氏体组织。试验用钢空冷后经250～300℃回火可获得较高的强度、硬度及良好的塑韧性配合。超过300℃回火，强度、硬度明显降低且有回火脆性出现。     

含Nb无碳化物贝氏体/马氏体钢的组织与性能

研究了TMCP和回火工艺参数对含Nb无碳化物贝氏体/马氏体钢组织与力学性能的影响。结果表明,轧后空冷可获得超高强无碳化物贝氏体/马氏体复相钢,屈服强度高于1000 MP、抗拉强度高于1800 MP;贝氏体含量略高,钢的回火稳定性较好。空冷有利于微合金元素Nb第二相粒子析出,发挥细晶强化作用,提高钢的强韧性。回火过程中,随着回火温度的升高,抗拉强度逐渐降低,冲击性能呈现“W”型变化趋势。350~400 ℃回火时,强韧性最优,450 ℃回火时,发生回火脆性。     

5Cr4W5Mo2V热作模具钢的等温淬火工艺和韧性

针对5Cr4W5Mo2V热作模具钢的硬度、耐磨性、耐回火性和热稳定性较好,但冲击韧性相对较低的问题,利用下贝氏体组织兼具强度和韧性的特点,对5Cr4W5Mo2V钢进行等温淬火热处理改善其韧性,并通过显微组织与力学性能对比分析,优选最佳等温淬火时间参数。结果表明,5Cr4W5Mo2V钢经1150℃奥氏体化,330℃等温淬火60 min以上处理后,得到下贝氏体含量在60%以上的下贝氏体+马氏体+残留奥氏体复相组织,试样的冲击韧性明显提高,其中等温淬火120 min时达到247.75 J/cm2。     

42CrMo钢的等温淬火和回火

通过在Ms点上下温度范围等温淬火处理和改变回火温度,研究了等温淬火温度、时间,回火温度对42CrMo钢显微组织、硬度和冲击韧度的影响。结果表明,42CrMo钢经260 ℃等温15 min可获得马氏体+(10%～15%)的下贝氏体,并具有最高的硬度和较高的冲击韧度。随着等温淬火温度提高和时间的延长,下贝氏体量逐渐增加,且硬度也逐渐降低,但冲击韧度则在等温45 min时达到最大值。42CrMo钢经等温淬火后,随着回火温度的增加,碳化物不断析出聚集,使得硬度逐渐降低,同时这也导致了42CrMo钢等温淬火后组织在360 ℃回火时存在显著的回火脆性,冲击韧度急剧下降。     

不同热处理工艺对S890高强钢强韧性的影响

采用光学显微镜、扫描电镜及X射线衍射XRD,对比分析了S890钢水淬、油淬、空淬、550℃和420℃等温淬火不同工艺处理后的淬火、以及600℃回火组织;并测试了硬度和冲击性能。结果表明,水淬试样得到全马氏体组织,回火后硬度32.5 HRC,-40℃低温冲击功118 J;经过油淬和550℃等温淬火试样,马氏体组织中混有贝氏体,硬度略低但韧性显著下降;空淬和420℃等温淬火得到全贝氏体组织,韧性最低。分析表明,S890钢中马氏体在回火过程中,板条上析出的大量弥散的纳米级碳化物使S890钢具有优良的强韧性;而贝氏体铁素体和碳化物的结构、位向、形态等决定了其贝氏体的本征脆性。     

无钼镍空淬贝氏体铸钢的研究与应用

以廉价的Si、Mn、Cr、B为主要合金元素,加入少量Ti、N、Ca和稀土等元素细化和净化钢的组织,开发了不含钼、镍等贵合金的贝氏体钢,并研究了回火温度对钢的组织和性能的影响。研究发现铸钢经920℃空淬后,获得了细小的贝氏体组织。随着温度升高,钢的韧性不断增加,在450～500℃左右出现回火脆性,韧性下降。以后韧性随回火温度升高而继续提高。硬度随回火温度升高而下降,在300℃以下回火,硬度下降平缓,维持在HRC55以上。随着回火温度升高,销盘磨损条件下的耐磨性不断下降,而冲击磨损条件下则在300℃回火时具有优异的耐磨性。无钼镍空淬贝氏体铸钢用作球磨机衬板、破碎机锤头和挖掘机斗齿等备件材料,寿命比高锰钢提高100%～300%。     

Si—Mn—Mo系贝氏体钢组织和性能的研究

研究了新型高碳Ｓｉ－Ｍｎ－Ｍｏ系贝氏体钢的组织和性能，结果表明，该钢空冷条件下得到贝氏体，马氏体和残留奥氏体的复相组织。其中包括板条马氏体和孪晶马氏体，而贝氏体为变态下贝氏体组织，试验用钢空冷后经２５０￣３００℃回火可获得较高的强度，硬度及良好的塑韧性配合，超过３００℃回火，强度，硬度明显降低且有回火脆性出现。     

Si对低碳贝氏体钢组织与性能的影响

对4种不同Si含量的贝氏体钢回火处理后的组织与性能进行了研究.结果表明,随着Si含量的提高,回火脆性出现的温度逐步提高,韧性谷值下降,M/A岛细化.当Si含量为0.7%～1.4%时,经580℃回火后,钢的强韧性配合良好.但Si含量过高时（1.7%）,高温回火后钢的韧性得不到显著提高.     

27SiMn钢相变规律与强韧化热处理

通过研究连续冷却和等温相变规律,确定了27Si Mn钢贝氏体相变的条件,设计了其两段淬火+低温回火热处理工艺,从而获得贝氏体组织。结果表明:当过冷奥氏体以3~40℃/s连续冷却时,存在贝氏体相变,并且随着冷速增加,贝氏体量先逐渐增加然后逐渐减少;贝氏体等温相变温度区间为390~450℃。910℃加热30 min,油冷至(450±10)℃再空冷至室温分段淬火,然后250℃回火低温40 min,27Si Mn钢获得贝氏体组织,其抗拉强度890 MPa,屈服强度693 MPa,断后伸长率28.0%,断面收缩率67.0%,冲击功64 J,具有良好的强度、塑性和韧性匹配。     

Cr5钢等温贝氏体相变的研究

采用热膨胀仪测试了Cr5钢加热、冷却和贝氏体等温过程中的热膨胀曲线,研究了Cr5钢在不同温度和时间保温后的贝氏体/马氏体。结果表明,Cr5钢奥氏体化后在380、350、320℃保温,在350℃保温时贝氏体转变的孕育期最短,在320℃保温时贝氏体片最细。在350℃分别保温10、30、60、360min,随保温时间延长,组织中下贝氏体含量逐渐增加,马氏体量逐渐下降。贝氏体片条对奥氏体晶粒的分割产生细晶强化。贝氏体内部大量弥散析出的细小碳化物以及高硬度的马氏体基体,使贝氏体/马氏体复合组织有望获得较佳的强度和韧性。     

回火温度对高硅Mn-B系贝氏体钢强韧性的影响

研究了回火温度对高硅中碳和中低碳MnB系贝氏体钢强韧性的影响。结果表明,硅含量增加可提高贝氏体钢的回火抗力,中碳和中低碳钢的屈强比在400℃回火后分别达到087和089。300℃回火使两种实验钢的韧度达到最大值,分别为76J/cm2和96J/cm2。450～500℃回火出现韧度的最低值,即出现贝氏体冲击回火脆性。分析认为贝氏体回火脆性与残余奥氏体的分解有关。     

GCr15SiMo钢中贝氏体含量对力学性能及干摩擦磨损性能的影响

目的 通过控制等温淬火时间,在GCr15SiMo轴承钢中获得不同含量的贝氏体组织,并研究不同含量的贝氏体组织对材料力学性能和干摩擦磨损性能的影响。方法 采用SEM、3D morphology、TEM、EDS、XRD、洛氏硬度计、冲击试验机等仪器观测GCr15SiMo轴承钢经不同等温淬火时间后的微观组织、物相含量和力学性能,并使用HL-R7000重载往复摩擦磨损试验机对不同贝氏体组织含量的试样进行摩擦磨损性能检测。结果 当等温淬火时间由2 h延长至72 h时,材料中贝氏体的体积分数由14.5%增至83.5%。随着GCr15SiMo轴承钢材料中韧性贝氏体含量的增多、脆性马氏体含量的减少,其硬度逐渐降低,冲击功逐渐增大,磨损率呈现先降低再升高的趋势。材料的磨损机制主要为黏着磨损和磨粒磨损,随着等温淬火时间的延长,基于韧性贝氏体含量的增加,材料的磨粒磨损减弱、黏着磨损增强。结论 在等温淬火温度为210 ℃、等温淬火时间为8 h时,材料中贝氏体的体积分数约为55.6%,马氏体的体积分数为33.2%,此时马氏体和贝氏体复相组织具有良好的强韧性匹配,材料的耐磨性能较好。     

预相变马氏体对超级贝氏体钢组织热稳定性的影响

为明确超级贝氏体组织失稳机制以及探索提高超级贝氏体钢中残余奥氏体热稳定性的方法,通过预相变马氏体工艺,即在等温贝氏体相变前引入预相变马氏体,制备了中碳超级贝氏体钢。对比分析了回火前后中碳超级贝氏体钢显微组织和力学性能的变化,研究了预相变马氏体对中碳超级贝氏体钢中贝氏体组织及残余奥氏体热稳定性的影响。结果表明：预相变马氏体的存在能够细化贝氏体铁素体板条,提高残余奥氏体含量和热稳定性。预相变马氏体的引入及其对超级贝氏体组织的细化作用使得试验钢的屈服强度超过1 000 MPa,伸长率大于20%;300～600℃回火1 h后,高碳薄膜状残余奥氏体首先发生分解,形成细小的碳化物,然后贝氏体铁素体板条发生回复和再结晶,形成沿原板条方向的铁素体晶粒;600℃回火后试验钢的屈服强度仍与回火前相当,主要是预相变马氏体周围的薄膜状残余奥氏体未发生明显分解,能够抑制相邻贝氏体铁素体板条的回复。     

热处理GCr15钢M/B下复合组织的强韧性分析

GCr15钢经选定的热处理方案热处理后,获得了以马氏体、下贝氏体为主的复合组织,金相显微镜下马氏体为板条状,下贝氏体呈细长针状.结果表明:冲击韧度随下贝氏体含量的增加而上升,硬度随下贝氏体含量的增加而下降.下贝氏体含量随等温时间的延长而增加,当等温时间为30 min,马氏体含量为34.7％、下贝氏体的含量为31.3％左右时,钢的硬度≥59.9 HRC,冲击韧度≤78.1 J/cm2,钢的强韧匹配性效果最佳.     

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%。     

Cr12钢马氏体—贝氏体复合组织的力学性能

研究了Ｃｒ１２钢经９８０℃奥氏体化后，于２８０℃硝盐中等温不同时间获得不同比例的马氏体－贝氏体复合组织与力学性能的关系，并与常规淬火、回火后的力学性能进行了比较。结果表明：具有马氏体－贝氏体复合组织的Ｃｒ１２钢与常规淬火、回火的回火马氏体组织相比，除硬度有所降低外，抗弯强度、挠度、冲击韧性及耐磨性均有较大幅度的提高。经９８０℃加热、２８０℃等温５ｈ、１８０℃回火后，Ｃｒ１２钢具有最佳的综合力学性能     

热处理工艺对纳米贝氏体钢显微组织的影响

研究了终冷温度和等温时间对中低碳纳米贝氏体钢显微组织演变的影响。结果表明,实验钢采用缓冷至低于Ms0温度后等温工艺,可获得纳米贝氏体钢。随着终冷温度降低,贝氏体增多,残留奥氏体的含量先升高后降低,300℃终冷,组织中未转变奥氏体大量转变为贝氏体,残留奥氏体减少,贝氏体板条最细,可达200~300 nm;300℃等温,随着等温时间增加,碳含量不同的未转变奥氏体,在低于实验钢Ms0温度高于未转变奥氏体Ms'温度时,相继发生贝氏体转变,组织中贝氏体的含量不断升高,等温5 h后,贝氏体含量高于75%。     

等温淬火对H13钢组织、硬度和拉伸性能的影响

对H13钢进行不同工艺的等温淬火和回火处理，探讨了等温淬火工艺对H13钢组织、硬度和拉伸性能的影响。结果表明，随着等温温度的降低，显微组织中马氏体板条被逐渐增多的下贝氏体分割、细化；试样的硬度随着下贝氏体的增多而降低；抗拉强度与伸长率具有相同的变化趋势，即随下贝氏体的增加先提高后降低，在340℃等温75 min再进行560℃×2 h和540℃×2 h两次回火后均达到最大值，并相对于普通淬火分别提高了23.5%和36.2%,说明马氏体/下贝氏体(M/B_L)复相组织中下贝氏体对H13钢拉伸性能的影响存在一个临界体积分数值。     

具有TRIP效应低屈强比贝氏体基超高强钢研究

对C-Si-Mn系TRIP钢采用等温退火工艺,得到具有TRIP效应贝氏体基高强钢。结果表明,TBF钢的组织主要由无碳化物贝氏体板条束、块状残余奥氏体、板条束间的薄膜状残余奥氏体及少量的回火马氏体组成。在连退过程中,贝氏体等温温度对TBF钢的组织和性能影响显著,当贝氏体等温温度为300℃时,TBF钢具有低屈服强度(789 MPa)、高抗拉强度(1241 MPa)以及良好的伸长率(16.6%)。等温300℃时,屈服强度的降低主要是因为80~190 nm的无碳化物贝氏体板条的生成。经过XRD测定,其残余奥氏体含量为12.04%,残奥含碳量经过测算为1.4%。稳定的块状残余奥氏体和无碳化物贝氏体板条有利于韧性的提高,相反,马氏体应该减少或避免。