高强韧工程机械用钢Q690D的淬火工艺优化

通过全自动相变仪、光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)等,研究880~1100 ℃淬火温度对30 mm厚Q690D钢显微组织、原始奥氏体晶粒尺寸、-20 ℃低温冲击性能和冲击断口形貌的影响。结果表明,当淬火温度低于950 ℃时,试验钢奥氏体平均晶粒尺寸小于10 μm,随着淬火温度的升高,Nb、V、Ti微合金碳化物溶入奥氏体量增加,-20 ℃低温冲击吸收能量逐渐升高;当淬火温度由950 ℃升高至1100 ℃,随着奥氏体晶粒快速长大,试验钢-20 ℃冲击吸收能量由最大值150 J降低至19 J;Q690D钢的最佳淬火工艺为950 ℃×20 min,水冷。     

13Cr超级马氏体不锈钢的组织

采用TEM、SEM等研究13Cr超级马氏体不锈钢不同热处理后的的显微组织。结果表明,试验用钢淬火后的组织为板条马氏体。800、850、900、950、1000、1050和1100℃淬火后试样原始奥氏体晶粒尺寸为16.8～56.88μm;随淬火温度的升高原始奥氏体晶粒逐渐长大,马氏体板条束逐渐粗大。不同温度淬火650℃回火,A钢和B钢的组织均为保留原马氏体位相的细小回火马氏体。试样在1050℃淬火并在不同温度回火后有逆变奥氏体产生,在650℃以下回火时随着回火温度的升高和保温时间的延长逆变奥氏体含量逐渐增多,且回火后逆变奥氏体主要以长条状及菱形状分布于马氏体板条束间及奥氏体晶界处。     

工程机械用Q1100钢的热处理工艺

以一种屈服强度为1100 MPa的高强度工程机械用钢为对象,研究了再加热淬火温度(880～980 ℃)和回火温度(200～650 ℃)对Q1100钢显微组织和力学性能的影响。结果表明,淬火温度从880 ℃升高至980 ℃,试验钢的平均奥氏体晶粒尺寸从8 μm增加到24 μm,试验钢的屈服强度和抗拉强度都呈先升高后降低的趋势,并在920 ℃时达到最大,而-40 ℃冲击性能则随之持续降低。试验钢经920 ℃淬火+200～650 ℃回火后,随着回火温度的提高,试验钢的马氏体板条合并,板条形貌逐渐模糊,碳化物数量和形貌也随之发生改变,强度大幅下降,塑性和韧性则先降低后升高。试验钢最佳的热处理工艺为920 ℃淬火+200～250 ℃回火。     

Q690D钢板的热处理工艺

用MMS-200热模拟试验机对Q690D钢板奥氏体连续冷却转变及不同调质工艺对Q690D钢板组织及性能的影响进行了研究。结果表明,当冷却速率为7~15 ℃/s时,材料组织才能转变为马氏体组织。淬火加热温度780 ℃时,钢板没有完全奥氏体化,造成组织不均匀。当淬火温度大于840 ℃时,钢板组织与850 ℃时变化不大。随回火温度升高,试验钢的强度降低。     

淬火温度对低合金耐蚀27CrMo48VNb钢油井管组织的影响

通过系列温度淬火试验对低合金耐蚀27CrMo48VNb钢油井管进行热处理,并采用光学显微镜和透射电镜对不同温度淬火后组织、原奥氏体晶粒以及析出相进行了观察,研究了淬火温度对试验钢组织、晶粒尺寸和析出相的影响。结果表明,试验钢淬火后形成了马氏体组织。随着淬火温度升高,淬火后马氏体组织和原奥氏体晶粒尺寸逐渐增加。当淬火温度为890~1000 ℃时,随着淬火温度升高,晶粒尺寸增加较小;当淬火温度超过1000 ℃时,随着淬火温度升高,原奥氏体晶粒显著粗化。组织和原奥氏体晶粒尺寸随淬火温度的变化趋势与高温析出相溶解析出行为有关。试验钢的淬火温度应控制在890~1000 ℃。     

调质处理工艺对Q690D钢微观组织和力学性能的影响

对Q690D钢板进行不同条件的调质热处理,研究了调质钢板的微观组织和力学性能。结果表明,随着淬火温度的升高,钢板的强度增大,韧性降低。随着回火温度的升高,钢板的强度降低,韧性增大。Q690D钢板的最佳调质处理工艺为930℃淬火保温10 min,650℃回火保温40 min。     

淬火温度对C-Mn-Si-Al高强钢组织与力学性能的影响

对C-Mn-Si-Al高强钢进行了不同温度淬火+回火试验,采用SEM、XRD、拉伸试验等研究了不同温度淬火对C-Mn-Si-Al钢组织及力学性能的影响。结果表明:660～780℃不同温度淬火+回火的C-Mn-Si-Al组织主要为马氏体+铁素体+残余奥氏体。随着淬火温度的升高,C-Mn-Si-Al试验钢中奥氏体含量先增加后减少,740℃淬火+回火的C-Mn-Si-Al试验钢中奥氏体含量达到最大值,为33.5%。随着淬火温度的升高,C-Mn-Si-Al钢的强度逐渐升高,伸长率和强塑积先升高后降低,740℃淬火+回火的C-Mn-Si-Al试验钢的强塑积达到最大值15089.2 MPa·%。     

淬火温度对GE1014超高强度钢组织及性能的影响

采用力学性能测试、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)仪和电子背散射衍射(EBSD)等分析方法,研究了淬火温度对GE1014超高强度钢组织及性能的影响。结果表明,试验钢的抗拉强度随淬火温度的升高先逐渐升高,随后降低,并且在925 ℃达到峰值2112 MPa,规定塑性延伸强度则呈现随淬火温度的升高小幅降低的趋势,试验钢的断面收缩率和U型冲击性能均随淬火温度的升高缓慢升高,在950 ℃附近出现降低趋势;试验钢的原始奥氏体晶粒和马氏体块的尺寸都随着淬火温度的升高而长大,当淬火温度超过925 ℃时,原始奥氏体晶粒尺寸快速粗化,而马氏体块尺寸则全程长大缓慢;850~925 ℃范围内,基体中的残留奥氏体含量随着淬火温度的升高而显著降低;淬火温度低于900 ℃时,试验钢中存在球状富Mo型M₆C碳化物,淬火温度升高至900 ℃未观察到未溶相。     

淬火温度对Cr-Mo-V系低合金高强度钢力学性能的影响

研究了改变淬火温度对Cr-Mo-V系高强度力学性能的影响。结果表明，随着淬火温度的升高，硬度和强度逐渐提高，但当淬火温度超过1000℃后，硬度和强度的变化不明显。在所研究的整个淬火温度范围内，随着淬火温度的升高，塑性和韧性逐渐降低，且韧性的降低幅更大。由于添加了微合金元素V和Nb，当淬火温度低于1000℃，试验钢具有细小的奥氏体晶粒，逐渐降低，且韧性的降低幅度更大。由于添加了微合金元素V和Nb，当淬火温度低于1000℃，试验钢具有细小的奥氏体晶粒。     

淬火温度对新型齿轮钢组织及力学性能的影响

通过SEM、TEM和XRD分析,结合拉伸试验、断裂韧度试验和硬度测试,研究了淬火温度对新型齿轮钢组织及力学性能的影响。结果表明,经850～1050℃淬火+深冷+回火,试验钢的抗拉强度、屈服强度和洛氏硬度均随着淬火温度的升高先升高后逐渐降低,在900℃时分别达到峰值,此时抗拉强度为1483 MPa,断裂韧度则在淬火温度为1000℃时达到最高,为62.4 MPa·m^1/2。淬火温度低于1000℃时,试验钢的晶界及马氏体板条上存在富Mo型M₆C碳化物,碳化物随淬火温度的升高逐渐溶解,在1000℃时未再观察到未溶相。试验钢的原始奥氏体晶粒尺寸随淬火温度的升高先缓慢增大,当温度超过1000℃时,原始奥氏体晶粒及组织快速粗化,断裂韧度和断面收缩率也出现大幅度降低。     

铌微合金化高强塑积冷轧DP780钢的I&Q&P工艺

基于亚稳奥氏体形变诱导相变理论,在实验室采用盐浴炉对800 MPa级冷轧双相钢DP780的I&Q&P(临界退火与淬火配分)工艺进行了探讨,并采用光学显微镜、扫描电镜、拉伸试验机与XRD对不同工艺下试验钢的组织性能进行了研究。结果表明,在I&Q&P工艺试验条件下,试验钢的显微组织由铁素体、马氏体与残留奥氏体组成;830 ℃退火时铁素体晶粒尺寸以＞5 μm为主,860 ℃退火下其晶粒尺寸以＜5 μm为主。830 ℃退火时试验钢的力学性能随淬火温度的变化波动较大,860 ℃退火时试验钢的力学性能随淬火温度的变化波动较小。860 ℃退火+260 ℃淬火时,试验钢的综合力学性能最佳,其抗拉强度、伸长率与强塑积分别为802 MPa、26.8%与21.5 GPa·%,钢中残留奥氏体含量高达13.89%。     

淬火温度对E550海洋工程用钢组织与性能的影响

对控轧控冷态60 mm厚的E550海洋工程用钢分别进行860、890、930℃的奥氏体化淬火,650℃的回火,使用扫描电子显微镜和电子背散射衍射技术对热处理后钢板的组织和力学性能进行研究。结果表明:调质处理钢板的屈服强度随着淬火温度的升高不断增加,而抗拉强度和伸长率基本保持不变。860℃淬火后的组织细小均匀,晶内有大量小角度晶界存在,冲击吸收能量在188～335 J之间;890℃淬火,晶粒尺寸有所增加,且晶粒间多以大角度晶界为多;930℃淬火,由于温度较高,相邻奥氏体晶粒间出现相互吞并生长现象,冲击吸收能量很不稳定,最低仅为20 J。     

淬火工艺对H13E钢显微组织及力学性能的影响

H13E钢是通过调整合金元素对H13钢进行了一定的改性,研究了淬火工艺对H13E钢显微组织及力学性能的影响。结果表明:随着淬火温度的升高,奥氏体晶粒尺寸单调增加,从1020 ℃升高至1080 ℃时,平均奥氏体晶粒尺寸增长了约40 μm;硬度在1060 ℃达到最大值,为61.6 HRC,相较于传统H13钢硬度高3~5 HRC,同时冲击吸收能量可达16 J以上。当保温时间在20~50 min时,奥氏体晶粒增长速率较缓慢,平均奥氏体晶粒尺寸仅增长7 μm左右,同时硬度仅下降0.2 HRC左右。相同条件下油冷后H13E钢马氏体更细小,力学性能优于空冷后的H13E钢。考虑综合力学性能,H13E钢较佳淬火工艺为:1060 ℃保温20～30 min,油冷。     

两相区回火温度对含7%锰Q690钢组织和性能的影响

采用SEM、XRD、TEM和Thermo-Calc软件计算等手段研究了两相区回火温度对0.02C-7Mn钢的组织和性能变化的影响。结果表明,淬火后试验钢组织以淬火马氏体为主,伴有极少量的残留奥氏体;两相区回火后,基体组织以回火马氏体为主,出现逆转变奥氏体,空冷后转变为残留奥氏体。随着回火温度的升高,残留奥氏体的含量逐渐增加,在650 ℃回火后到达峰值为18.78%;与此同时出现了6.57%的ε-马氏体。两相区回火后,试验钢的抗拉强度均有下降,但是屈服强度有不同程度的升高,这归因于回火过程中位错密度的下降以及弥散第二相的析出。另外,ε-马氏体的存在不仅迅速降低了屈服强度,而且还损害了韧性。在600 ℃回火后,试验钢具有优异的综合力学性能(横向:抗拉强度为984 MPa、屈服强度为973 MPa,-40 ℃冲击吸收能量为163 J,纵向:抗拉强度为947 MPa、屈服强度为919 MPa,-40 ℃冲击吸收能量为186 J),满足Q690用钢的力学性能需求。     

F/M钢包壳管材热处理工艺优化

通过对Fe-12Cr-1.5W-0.2V-0.15Ta F/M钢包壳管材分别进行980~1150 ℃正火和600~730 ℃回火处理,研究不同热处理工艺对包壳管材微观组织、室温力学性能的影响。结果表明,不同温度正火处理后,F/M钢包壳管材的组织均为板条马氏体,随正火温度的升高,粗大的碳化物颗粒逐渐固溶至基体中,且原奥氏体晶粒尺寸会产生粗化,从1050 ℃的40 μm增至1150 ℃的80 μm;不同温度回火后,马氏体基体上析出细小纳米级碳化物颗粒,随回火温度增加,碳化物颗粒析出数量明显增加,但析出的碳化物颗粒尺寸无明显变化;包壳管材经过1100 ℃×60 min正火+650 ℃×90 min回火后具备良好的微观组织和力学性能,其原始奥氏体晶粒无明显长大,马氏体板条组织平均晶粒尺寸约为6.0 μm,小角度晶界比率为59.6%,沿着原奥氏体晶界有纳米相析出,晶内马氏体界面处析出大量纳米相,此时,管材表现出良好的强塑性匹配,抗拉强度为1024 MPa、屈服强度为849 MPa、伸长率为17.3%。     

工程机械用Q1300E超高强钢的淬火工艺

利用全自动拉力试验机、全自动冲击试验机、光学显微镜和扫描电镜研究不同淬火工艺下Q1300E钢板的力学性能和显微组织。结果表明,当淬火加热时间为60 min,淬火温度为840 ℃时,强度和低温冲击性能最好,回火态力学性能满足GB/T 28909—2012要求,屈服强度1302 MPa,抗拉强度1505 MPa,-40 ℃纵向和横向冲击吸收能量分别为74 J和61 J;淬火温度为870、900和930 ℃时,抗拉强度和低温冲击吸收能量满足GB/T 28909—2012要求,但屈服强度低于1300 MPa;淬火温度的变化对晶粒尺寸的影响较为明显,淬火温度840 ℃时,平均晶粒尺寸最小,为5.7 μm,淬火温度930 ℃时,平均晶粒尺寸为15.9 μm。淬火加热时间对力学性能和晶粒尺寸的影响相对较小,当淬火温度为840 ℃,淬火加热时间为40~80 min时,回火态力学性能满足GB/T 28909—2012要求,晶粒尺寸为4.5~6.5 μm。