两相区热处理对ZG14Ni3CrMoV铸钢低温韧性的影响

对比了淬火+回火(QT),淬火+两相区淬火+回火(QLT)两种热处理工艺对ZG14Ni3CrMoV铸钢组织和性能的影响。结果表明,QLT工艺在保证铸钢板厚四分之一处强度满足指标要求、塑性良好的情况下,大幅度提高了ZG14Ni3CrMoV铸钢的低温韧性,-80℃冲击吸收功提高到171J,NDT温度降低至-95℃;晶粒细化和双相组织是两相区二次淬火提高低温韧性的主要原因。     

船用ZG14CrNi3MoV铸钢两相区热处理工艺研究

对比了"单相区淬火+两相区淬火+高温回火"和"单相区保温+缓冷进入两相区+高温回火"和"两相区直接淬火+高温回火"3种热处理工艺对船用ZG14CrNi3MoV铸钢显微组织和力学性能的影响。结果表明,ZG14CrNi3MoV铸钢采用"单相区淬火+两相区淬火+高温回火"工艺进行热处理后,组织为铁素体+回火索氏体混合组织,强韧性匹配良好。     

ZG14Ni3CrMoV铸钢热处理工艺优化试验研究

要提高ZG14Ni3CrMoV铸钢的力学性能水平,改进热处理工艺是一个重要途径。本文对该铸钢的热处理工艺进行了正交设计试验,并对试验结果进行直观分析和方差分析。确定了淬火温度和淬火保温时间、回火温度和回火保温时间等因素对力学性能影响的主次顺序,判断各因素水平变化对考核指标影响的显著程度。在此基础上优选出该钢可能的最佳热处理工艺并确定进一步试验的方向。     

硼对12Ni3CrMoV钢韧性的影响

本文通过生产统计分析和系列冲击、落锤、爆炸、断裂韧性(COD)等试验研究,揭示了硼对12Ni_3CrMoV钢的韧性不利影响,指出含硼量超过15ppm时引起低温冲击韧性、断裂韧性明显降低;转折温度VT_(r100)、NDT、FTP明显升高;VT_(r100)与FTP之间存在很好的相关性及临界区淬火工艺对改善高硼的12Ni3CrMoV钢的低温韧性也是一种有效的韧化措施。     

热处理工艺路径对9Ni低温钢组织和性能的影响

对9Ni低温钢进行淬火＋回火（QT）、淬火＋淬火＋回火（QQT）不同工艺路径的热处理试验,分析了不同热处理工艺路径下9Ni低温钢组织和性能的影响。结果表明：不同的热处理工艺路径直接影响9Ni低温铜最终的性能。相较于淬火＋回火（QT）工艺路径,采用含有两相区淬火的QQT工艺能明显提高9Ni低温铜的低温韧性,但降低强度。在淬火＋回火（QT）工艺路径下,随着回火温度的升高,9Ni钢回火析出组织更加充分均匀,其低温韧性呈上升趋势。在淬火＋淬火＋回火（QQT）工艺路径下,9Ni钢的低温韧性随两相区淬火温度的升高呈下降趋势。     

回火温度对两相区退火海工钢组织和性能的影响

对690 MPa级海工钢进行“淬火+两相区退火+回火”三步热处理,研究了回火温度对其组织和性能的影响、分析了力学性能变化与组织演变和残余奥氏体体积分数之间的关系。结果表明：回火后实验钢的显微组织为回火贝氏体/马氏体、临界铁素体和残余奥氏体的混合组织。随着回火温度的提高贝氏体/马氏体和临界铁素体逐渐分解成小尺寸晶粒,而残余奥氏体的体积分数逐渐增加;屈服强度由787 MPa降低到716 MPa,塑性和低温韧性明显增强,断后伸长率由20.30%增至29.24%,-40℃下的冲击功由77 J提升至150 J。残余奥氏体体积分数的增加引起裂纹扩展功增大,是低温韧性提高的主要原因。贝氏体/马氏体的分解和残余奥氏体的生成,引起组织细化、晶粒内低KAM值位错的比例逐渐提高和小角度晶界峰值的频率增大,使材料的塑性和韧性显著提高。     

硅含量对两相区调质处理的新型船用低温钢摩擦磨损性能的影响

为了提高低温船舶用钢的低温磨擦磨损性能,设计并制备了4种新型不同Si含量(0.3%、0.6%、0.9%和1.2%)并采用两相区调质处理的船用低温高强钢试样。通过在不同温度下的干滑动摩擦磨损试验,配合力学性能测试以及白光干涉仪、扫描电子显微镜、金相显微镜等微观分析技术,研究并分析了新型船用低温钢的摩擦磨损性能。结果显示:在恒定低载荷(20 N)和恒定低滑动速率(10 mm/s)条件下,该新型船用钢板的磨痕表面硬度明显高于磨损前,摩擦机理以黏着磨损、疲劳磨损为主,部分区域发生氧化磨损,磨屑被挤压产生加工硬化层。其中,Si含量为1.2%的船用低温钢在20℃和-10℃下均表现出优异的摩擦磨损性能,平均摩擦系数分别为0.41(20℃)、0.38(-10℃);磨损量分别为1.695×10^-5m³(20℃)、2.097×10^-5m³(-10℃)。随着硅含量的上升,使得经过两相区调质热处理的船用低温钢金相组织不同程度细化,并且使得固溶强化不断加强,磨损量降低,钢材在低温条件下的耐磨性有所提高。     

两相区淬火对7Ni钢微观组织和力学性能的影响

利用X射线衍射仪、扫描电镜和热膨胀仪,研究两相区淬火温度和保温时间对7Ni钢显微组织及力学性能的影响。基于热膨胀曲线,定量地测量了7Ni钢在淬火+两相区淬火+回火(QLT)工艺各阶段的逆转奥氏体生成量及转变速率,揭示逆转奥氏体的转变过程。结果表明:逆转奥氏体在QLT工艺中的转变依次经历了淬火保温、淬火冷却、回火保温、回火冷却四个过程。适当升高两相区淬火温度和延长保温时间,有利于回火过程中逆转奥氏体的转变,并促进其均匀分布,从而使7Ni钢强度降低,塑韧性增强。两相区淬火工艺为660℃保温30min时,7Ni钢综合力学性能达到最佳,并完全满足标准ASTM A553规定的9Ni钢的力学性能要求。     

两相区淬火温度对Ni-Cr-Mo-V系高强船体钢组织及性能的影响

为改善高强船体钢高屈强比、回火区间窄的问题,研究了两相区二次淬火温度对Ni-Cr-Mo-V系高强船体钢组织及性能的影响。通过改变二次淬火温度,研究实验钢冲击拉伸性能和显微组织的变化规律,并通过OM、TEM、XRD衍射等方法进行表征。结果表明,在淬火温度区间内,材料的性能表现出两种变化趋势。当淬火温度在640~700 ℃时,实验钢的强度随着二次淬火温度的上升而增加,而韧性下降。在该淬火温度范围内,实验钢的机械性能由铁素体+马氏体的双相组织和逆转变奥氏体的含量决定。随着二次淬火温度的上升,双相组织中铁素体的比例从40%降至10%,逆转变奥氏体的含量从11%下降至1%。当二次淬火温度从700 ℃增加到780 ℃时,实验钢的强度和韧性变化不明显,原因是二次淬火的温度已经超过了A₃温度,实验钢组织转变为单一的马氏体组织,奥氏体晶粒尺寸变化不大(7.3~8.5 μm)。综上,在680 ℃下进行两相区二次淬火可以获得最佳的强度和韧性匹配。     

Cu对9Ni钢强度和低温韧性的影响

研究了Cu含量(质量分数)对9Ni钢强度和低温韧性的影响,并结合显微组织观察和精细结构分析了含铜9Ni钢的强韧化机理.结果表明,经过淬火+两相区淬火+回火(QLT)处理,Cu含量由0提高到1.5%,9Ni钢的室温屈服强度和抗拉强度分别提高约150和105 MPa;随着Cu含量的提高-196℃低温冲击功呈现先增加后降低的趋势,Cu含量为1.0%时达到最高值157 J,而所有含铜9Ni钢的冲击功均保持在较高的水平。随着Cu含量的增加,钢中二次回火马氏体增加而铁素体减少;颗粒或短杆棒状Cu析出物在基体上析出,组织强化与析出强化共同使钢的强度提高。同时,Cu的加入提高了二次回火马氏体板条边界上的逆转奥氏体含量,并富集于逆转奥氏体中提高其稳定性,从而提高了钢的低温韧性。     

ZG14Ni3CrMoV钢铸件补焊方法研究

采用0Cr Ni3Mo V手工电焊条对ZG14Ni3Cr Mo V铸钢件缺陷位置进行补焊,并进行调质热处理,测定了补焊前后应力及补焊后不同区域力学性能。结果表明,采用0Cr Ni3Mo V焊条先补焊后进行调质热处理的补焊方法是可行的,补焊区域焊接残余应力改善明显,强韧性水平和铸钢基体相当。     

390MPa级低合金高强钢的低温韧性

采用系列冲击试验研究了控轧控冷技术生产的390MPa级低合金高强钢的低温韧性,并分析了其低温韧性与组织特征的关系。结果表明：该钢具有良好的低温韧性,在-40℃时的冲击功为127J,远大于相关标准的技术要求,按照能量法确定的韧脆转变温度为-56℃;由于该钢晶粒十分细小,裂纹在扩展过程中频繁改变断裂路径,提高了其抵抗解理断裂的能力,从而使其具有良好的低温韧性。     

容器钢低温韧度偏低的原因分析

试验用低温压力容器钢由于在深冷环境下使用,对其低温韧度的要求极为严格,生产中经常出现低温韧度波动的现象,影响了成材率和交货期。为此,利用光学显微镜、扫描电镜及能谱仪等设备对不同冲击性能的容器钢试样从宏观到微观进行了枝晶偏析、组织、奥氏体晶粒度等系列对比分析。结果发现:导致低温韧度波动的主要因素为混晶,产生混晶的原因是不合适的精轧温度和道次压下率,此外发达的柱状晶及枝晶偏析遗传至钢板,对轧后的组织及低温韧度也会产生不利的影响。     

微合金元素Nb对低碳铸钢强度和冲击韧性的影响

采用中频炉冶炼制备不同Nb含量的微合金低碳铸钢,用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、液压万能强度试验机、半自动冲击试验机等手段研究了Nb微合金化对低碳铸钢显微组织、强度和冲击韧性的影响。结果表明,添加合适的微合金元素Nb可以使低碳铸钢的晶粒尺寸减小20.8%~34.6%,同时促进细小NbC析出相的形成,能有效提高低碳铸钢的强度和冲击韧性,晶粒细化和析出强化为其主要的强韧化机制。其中,含Nb量为0.044%的微合金铸钢屈服强度为350 MPa,抗拉强度为520 MPa,室温冲击功为119.7J。与普通低碳铸钢相比,其塑性基本保持不变,但屈服强度、抗拉强度和室温冲击功分别提高了20.7%、7.2%和25.6%。     

10Ni5CrMoV钢低温冲击断裂行为研究

采用示波冲击试验方法，研究了１０Ｎｉ５ＣｒＭｏＶ钢在冲击断裂过程中各部分能量与温度的关系。在２０℃～－１００℃温度范围内，裂纹形成功（Ｅｉ）基本不变，裂纹扩展功（Ｅｐ）显示与总冲击功相一致的转变特征。在上平台，１０Ｎｉ５ＣｒＭｏＶ钢具有高的裂纹扩展功，Ｅｐ＞１００Ｊ；在转折区，钢的韧脆转变平缓。试验结果表明，Ｅｐ＝Ｅｉ对应的温度可作为韧脆转折温度。本试验钢的韧脆转折温度低达－８５℃，具有优良的低温韧性。     

热处理工艺对P91耐热钢中δ-铁素体和冲击性能的影响

P91耐热钢热加工(轧制、焊接、热处理)过程中易产生δ-铁素体,且其形态、数量和分布与热加工温度关系密切。通过设计P91耐热钢热处理工艺,在1 150℃、1 250℃、1 300℃温度下正火获得马氏体+δ-铁素体混合组织,并对1 300℃正火组织进行1 050℃(油冷)+760℃(空冷)。采用金相显微镜、显微硬度计和扫描电子显微镜等技术研究δ-铁素体数量、形态、分布的变化,并测试各热处理状态下的冲击韧性和失效模式。结果表明,P91钢随着正火温度升高,δ-铁素体数量增加;形态呈细条状、细条状+块状和多边形块状分布;1 050℃正火+760℃回火不能消除在1 300℃正火时产生的δ-铁素体,但能减少其数量、改变其形态与分布。随δ-铁素体含量增加冲击功减小,冲击断口形貌从韧/脆混合断裂转变为脆性断裂,边界平直的块状多边形δ-铁素体较条状形态更不利于冲击韧性。