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。     

合金元素Mn、Cr、V对中碳弹簧钢回火组织及力学性能的影响

在实验室试制了三种不同合金成分的中碳弹簧钢,进行了900℃淬火和300~550℃的回火,分析了不同合金元素对回火后实验钢硬度以及显微组织的影响。结果表明:当回火温度相同时,添加V元素的实验钢硬度均高于不含V元素的实验钢,且析出碳化物更细小,分布更弥散。当回火温度是350~450℃时,高Cr合金化的实验钢较高Mn实验钢有更佳的抗回火软化特性,马氏体板条宽度更细,实验钢硬度更高。当使用组织为回火马氏体组织时,在三组实验钢中,Cr含量高的钢有最佳的综合力学性能。     

低成本W4Mo2Cr4VNb钢的制备及力学性能研究

采用真空熔炼方法制备低成本W4Mo2Cr4VNb钢,研究淬火和回火工艺参数对其微观组织和力学性能的影响。结果表明,W4Mo2Cr4VNb钢的最佳热处理工艺为1 160℃淬火+3次580℃回火1 h,硬度可达65.4 HRC。与W9高速钢相比,W4Mo2Cr4VNb钢的合金元素含量低,降低了生产成本。     

S600E索氏体高强不锈钢的开发及组织性能研究

索氏体不锈钢是一种新型不锈钢。以Cr-Ni成分体系为基础,添加Nb、Ti、Mo、Cu等元素研发出屈服强度600 MPa级的高强索氏体不锈结构钢。利用扫描电镜(SEM)、电子探针(EPMA)及透射电镜(TEM)观察了实验钢组织特征,探究了热处理工艺对其组织及力学性能的影响规律,同时对实验钢的耐腐蚀性能及强化机制进行了研究。结果表明：随着淬火温度的升高,实验钢组织不均匀性消除,原奥氏体组织及回火索氏体组织逐渐粗化;随回火温度的增加,回火索氏体组织板条宽度增大,大角度晶界比例下降;钢中主要析出相为(Fe, Cr)₂₃C相和Nb、Ti元素的碳氮化物。经950℃保温0.5 h淬火和710℃回火2 h热处理后,实验钢板综合力学性能最优,抗拉强度为856 MPa,屈服强度为668 MPa,断后伸长率20.6%,-40℃冲击功63.4 J;主要强化机制为固溶强化、细晶强化和析出强化。经360 h的模拟海水环境加速腐蚀后,平均腐蚀速率仅0.0197 mm/a,耐蚀性能优异。     

添加Al、Cu对40CrNi3MoV钢组织和力学性能的影响

利用OM、SEM、TEM以及力学性能测试等表征手段研究了添加Al、Cu的40CrNi3MoV钢在900 ℃油冷淬火及450~650 ℃回火后的显微组织和力学性能的变化规律。结果表明,试验钢经淬火+回火后的显微组织主要为回火索氏体,同时析出了纳米级NiAl-Cu析出相,最佳回火温度区间为500~550 ℃。由于基体中析出纳米尺度B2结构的NiAl析出相,对添加Al的试验钢中微裂纹的扩展有较强的阻碍作用, 500~550 ℃回火时抗拉强度最高增幅达200 MPa;进一步添加Cu后,富Cu相和位错的相互作用使得试验钢的屈服强度提高了150 MPa。500 ℃回火时抗拉强度为1706 MPa,屈服强度为1505 MPa,试验钢的拉伸和冲击断口呈现出典型的解理断裂特征,有明显的撕裂棱。     

铝合金压铸用新型热作模具钢的制备及性能研究

随着压铸成形精度要求的不断提高,以Mo、V以及Cr为主要添加元素,制备了铝合金压铸用热作模具钢。试验研究了模具钢样品的力学性能、耐铝热熔损性能、摩擦磨损性能以及微观组织结构,结果表明:1 020℃淬火40 min+500℃回火2 h的A3模具钢样品具有最佳的性能,此时模具钢抗拉强度为1 712.5 MPa,冲击功为7.9 J,硬度值为HRC52.83。合金元素的添加有助于模具钢耐热熔损性能和耐摩擦性能的提高,模具钢组织主要以板条状的马氏体为主,能为压铸模具用钢提供一定参考。     

回火温度对工程机械用1000MPa级高强钢组织与性能的影响

研究了淬火态的工程机械用1000 MPa级高强钢在不同温度回火100 min后的组织和性能。结果表明,淬火态1000 MPa级高强钢于500~750℃回火,随回火温度升高,合金组织中淬火马氏体逐渐转变为回火马氏体、回火托氏体及回火索氏体,强度和硬度逐渐下降,伸长率和低温冲击功逐渐增加。回火温度为550~650℃时,合金获得最佳的力学性能匹配。回火温度超过700℃,合金发生再结晶,生成多边形铁素体,晶界碳化物球化长大,合金强度和硬度显著降低。     

高性能空调阀片钢的热处理工艺及性能研究

研究了球化退火、淬火和回火热处理对高性能空调压缩机阀片钢的组织和力学性能的影响。结果表明:800℃一次球化退火可以降低阀片钢的变形抗力,有利于之后的冷轧处理,但仍存在较大尺寸碳化物。冷轧后钢试样经1050℃一次淬火和350℃回火后,抗拉强度仅达到1618 MPa。经750℃二次球化退火后,阀片钢中碳化物颗粒均匀,钢中较大尺寸碳化物得到消除。再经1050℃的二次淬火,并在350℃回火后,阀片钢的抗拉强度可达1890 MPa,屈服强度为1509 MPa,伸长率为5.9%。     

强韧X80管件钢的组织和力学性能

设计了一种新型低碳Mn-Nb-V(Ti)系低合金强韧X80级管件钢,对比研究了一次淬火回火、二次淬火回火6种不同工艺对其微观组织和力学性能的影响.结果表明:一次淬火X80管件钢抗拉强度最高,达695 MPa,屈服强度最低为526 MPa,冲击功48 J(-50℃);二次淬火加热温度为860℃+630℃×60 min回火的管件钢抗拉强度达652 MPa,屈服强度为585 MPa,冲击功达210 J(-50℃),具有最佳的综合力学性能.分析认为这归因于二次淬火温度在860℃时,组织主要由长条状的铁素体和细晶贝氏体、马氏体组成,以及在随后630℃回火后,块状M-A组元的分解、位错亚结构的回复软化、析出强化和板条边界钝化机制的综合作用.     

高强工程机械用钢的热处理工艺

以工程实验用钢40CrNiMo为研究对象,研究了淬火温度与回火温度对实验用钢硬度与冲击韧度的影响,在此基础上研究了热变形+淬火+二次回火工艺下实验用钢组织与性能的变化。结果表明,热变形能够改善实验用钢的抗冲击韧度,实验用工程机械钢的合宜热处理工艺为热变形+980℃淬火保温20 min+200℃二次回火1 h。     

淬火和回火温度对W4Mo2Cr4VNb高速钢组织和力学性能的影响

研究了淬火、回火温度对W4Mo2Cr4VNb钢组织和力学性能的影响.结果表明,随着淬火温度提高,试验钢奥氏体晶粒长大较快;淬火温度从1160 ℃提高到1200 ℃,高温回火后钢的二次硬化能力明显地提高了,但韧性急剧降低;试验钢在560 ℃左右回火时出现二次硬化峰;经1160 ℃淬火,580 ℃回火后试验钢韧性和抗弯强度较好;经1200 ℃淬火、560～580 ℃回火后,红硬性良好.     

Mo-W-Co系高热强性热锻模具钢的组织与性能

研究了合金元素和热处理工艺对H13钢和两种新型Mo-W-Co系热作模具钢(A1、A2)的组织及性能的影响。试验结果表明:Mo、W、Co元素的加入使试验钢的最佳淬火温度提高至1050℃,回火二次硬化峰温度仍为510℃;含有更高合金含量的A2试验钢的淬火峰值硬度和回火二次硬化峰值硬度分别达到64.0 HRC和61.5 HRC,高出H13钢5.5 HRC和6.2 HRC。回火时Mo-W-Co系热作模具钢更早析出含W、Mo以及V的碳化物,并在620℃回火后与H13钢600℃回火后的硬度相近,抗拉强度和屈服强度更高。此外,Mo-W-Co系热作模具钢A1、A2的热稳定性优于H13钢,适用制作于高温高应力工况下的专用热锻模具。     

热处理工艺对高铁耐蚀60Si2Mn弹簧钢组织和性能的影响

在常规高铁弹条60Si2Mn弹簧钢基础上,通过添加Cr、Ni、Cu等耐蚀元素设计了耐蚀60Si2Mn弹簧钢,研究了热处理工艺对耐蚀弹簧钢显微组织、力学性能的影响规律,并评价了其耐蚀性能。结果表明,淬火+回火处理后耐蚀60Si2Mn钢显微组织为回火屈氏体,870 ℃保温45 min,油淬+440 ℃回火60 min处理后,耐蚀弹簧钢的综合力学性能最佳,屈服强度为1606 MPa,抗拉强度为1716 MPa,断后伸长率为5.3%,洛氏硬度为50.2 HRC。添加耐蚀元素的60Si2Mn钢耐蚀性较常规60Si2Mn钢得到较大提升。     

热处理工艺对双金属带锯条背材30Cr4MoNiV钢组织和性能的影响

采用扫描电镜(SEM)、洛氏硬度计和万能试验机研究了双金属带锯条的背材用钢30Cr4MoNiV经1150~1190 ℃淬火和520~640 ℃回火后的微观组织和力学性能,并通过弯曲疲劳试验和锯切试验来检测30Cr4MoNiV钢的疲劳性能。结果表明:30Cr4MoNiV钢合适的淬火温度为1190 ℃,此时合金元素固溶充分且马氏体组织均匀细小;最佳回火温度为600 ℃,得到回火索氏体组织。经1190 ℃淬火+600 ℃回火3次后,30Cr4MoNiV钢的强塑积为15.64 GPa·%,弯曲疲劳性能由3745次提高到5270次,且锯切疲劳性能比进口CDW钢高25.6%。     

热处理对ZG30Si2Mn3REB钢组织和性能的影响

以硅、锰为主要合金元素,稀土、硼为辅助元素,开发了高强度耐磨ZG30Si2Mn3REB钢.测试了该钢的临界点和连续冷却转变(CCT)曲线,研究分析了淬火温度和淬火预处理方式及回火温度对其组织和力学性能的影响.结果表明,淬火温度低于900 ℃时,随淬火温度升高,钢的硬度和强度升高;而淬火温度超过900 ℃时,随着淬火温度升高,硬度和强度降低,韧性增加;淬火温度超过940 ℃后,韧性有所下降.淬火前经珠光体化预处理后,可以明显细化淬火组织,提高铸钢的韧性.随着回火温度升高,钢的硬度缓慢下降,而韧性提高,超过400 ℃出现回火脆性,韧性明显下降.经750 ℃×2 h珠光体化预处理和880～920 ℃淬火,250～350 ℃回火后,ZG30Si2Mn3REB钢具有高硬度、高强度和优良的韧性.     

热处理工艺对大马士革VG10钢组织和性能的影响

以大马士革VG10钢为研究对象,通过显微组织观察、SEM分析、力学性能测定和耐腐蚀性试验等研究了淬火温度、保温时间、冷却方式以及回火温度对VG10钢组织和性能的影响。结果表明:随淬火加热温度增加,马氏体中的碳含量增加,硬度提高。淬火加热温度超过1075℃,晶粒尺寸增大、残留奥氏体增多,硬度、耐蚀性下降; VG10钢在回火过程中会出现二次淬火和二次硬化现象,回火温度为200℃时,硬度值最高为61. 8 HRC; VG10钢最优热处理工艺为:1075℃×20 min,油淬,200℃×2 h回火,空冷。     

基于正交试验的G105钻杆强韧化工艺优化研究

采用正交试验法研究了淬火加热温度、淬火保温时间、回火加热温度和回火保温时间对26CrMoNbTiB钻杆用钢强韧性的影响.结果表明,回火加热温度对实验钢的强度和伸长率影响最大,淬火加热温度次之.当淬火温度为910℃、保温时间为35 min,回火温度和时间分别为590℃和65 min时,26CrMoNbTiB钢的屈服强度为898 MPa,抗拉强度为973 MPa,伸长率为17.4％,具有良好的综合力学性能.     

回火温度与钛含量对低合金耐磨钢组织及性能的影响

对两种不同Ti含量的低合金耐磨钢进行淬火后在160~540℃温度区间回火处理。结合冲击性能、力学性能及磨损实验的测试结果,利用SEM,TEM等对不同热处理状态实验钢的微观组织及析出相的分析,研究了回火工艺及组织演变对性能影响。结果表明,两组实验钢在190℃回火,均得到回火马氏体,回火马氏体形态仍然为板条状,板条间有(Nb,Ti,V)碳化物析出;而500℃回火时,马氏体板条消失,得到回火索氏体组织。两组实验钢淬火后在190℃与500℃回火时-20℃冲击功出现峰值,分别为40 J与60 J,其中Ti含量为0.09%的2号实验钢淬火及在190℃回火后,综合力学性能最佳,其屈服强度为1218 MPa,抗拉强度1507 MPa、硬度429.5 HV,伸长率17.5%,抗磨损性能也优于Ti含量较高(0.18%)的1号实验钢。     

淬火冷速对H13模具钢组织及力学性能的影响

采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)研究了不同淬火冷却速度对H13热作模具钢显微组织及力学性能的影响。结果表明:当淬火冷却速度从12.6℃/min提高到40.7℃/min,经590℃回火6 h后,试验钢中的马氏体板条束宽度从340 nm减小至150 nm。此外,条带状及球状碳化物沿晶界的析出量显著减少;试验钢的室温冲击性能和硬度值均有一定的提高。试验钢以40.7℃/min淬火冷却+590℃回火6 h后在厚度方向的最低冲击吸收能量达到14.6 J;而试验钢以12.6℃/min淬火冷却+590℃回火后,晶界处合金元素偏聚严重,其中Cr、Mo和V元素含量分别高出基体约16%、23%和210%。     

热处理对高层建筑用钢组织与力学性能的影响

研究了奥氏体化温度对高层建筑用钢拉伸力学性能、-20℃冲击性能和显微组织的影响,分析了直接淬火+回火、一次淬火+回火和二次淬火+回火热处理这3种热处理工艺,并优化了试验钢的淬火+回火工艺。结果表明:试验钢在这3种热处理工艺下的抗拉强度、屈服强度、屈强比和-20℃冲击功都随着奥氏体化温度的升高呈现降低的趋势,采用一次淬火+回火或二次淬火+回火热处理可以显著降低试验钢的屈强比并提高冲击韧性,适宜的奥氏体化温度为900~1000℃;直接淬火+回火试样的金相组织为回火马氏体,一次淬火+回火和二次淬火+回火试样的金相组织都为回火马氏体+铁素体;同时,在马氏体板条界面和相界面处析出了尺寸不等的细小M23C6相。