NM500耐磨钢的奥氏体转变

研究了500 HBW级别耐磨钢板的相变规律、微观组织和力学性能。结果表明：给定钢的化学成分,淬火冷却速度的变化会强烈影响奥氏体淬火后的组织结构和力学性能。研究的钢种冷速从3 ℃/s变化到55 ℃/s,钢的维氏硬度从341 HV10提高到596 HV10,对应抗拉强度变化范围 979~1690 MPa,强度和硬度随冷速增加而提高。分析主要原因是室温组织结构从低冷速下的铁素体珠光体逐渐变成了较高冷速下的贝氏体或马氏体。     

Nb微合金化NM500低合金高强度耐磨钢动态连续冷却转变

利用Gleeble-1500热模拟试验机,对国产NM500钢化学成分基础上添加微量的合金元素Nb的实验钢的动态连续冷却转变(CCT)曲线进行了研究,实验结果表明:随Nb含量由0.018%增加到0.059%,实验钢的组织硬度提高;贝氏体转变出现和结束所需要的冷却速度提高,扩大了工艺参数选择的操作性;在冷速为5~8℃/s的情况下,使得马氏体和贝氏体的比例适中,保证试验钢获得NM500所规定的强度和硬度。     

夹杂物属性对NM500耐磨钢腐蚀性能的影响

采用电化学方法测试了具有不同属性夹杂物的NM500钢的局部耐腐蚀稳定性,并采用光学显微镜、扫描电镜和能谱仪等设备,对腐蚀前后试样的夹杂物形状、成分组成、腐蚀形貌进行分析,进而阐述夹杂物属性对耐腐蚀性能的影响。结果表明:在模拟海水腐蚀的Cl-水介质中,不同属性的夹杂物呈现不同腐蚀活性,曲率半径越小,且成分组成中含有活泼金属元素Al的氧化物夹杂电极电位越低,夹杂物活性越大,越易成为腐蚀源使基体金属元素快速溶解,导致严重腐蚀。可以通过控制夹杂物属性提高NM500耐腐蚀性能。     

热处理工艺对NM500耐磨钢组织和性能的影响

试验室对Nb-Mo、V不同成分体系的NM500超高强度耐磨钢板轧后进行在线淬火,经过不同温度再加热淬火,观察和分析钢板的显微组织,分析不同微合金元素的成分体系对NM500钢组织性能的影响,得到的NM500试验钢板综合性能理想。     

回火温度对NM500耐磨钢组织和性能的影响

采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和材料表面综合性能测试仪等研究了回火温度对NM500低合金高强度耐磨钢的显微组织、力学性能和耐磨性能的影响。结果表明,NM500钢经淬火+回火处理后得到典型的回火马氏体组织,回火温度的升高使得固溶在马氏体板条中的过饱和碳原子逐渐析出,而碳化物聚集长大导致钢的硬度和低温冲击性能明显下降。NM500钢在200 ℃回火后的硬度和-20 ℃低温冲击吸收能量分别为513 HBW和44.40 J,耐磨性能最佳。低温回火(200、250 ℃)时少量细小弥散的过饱和碳原子析出改善了钢的耐磨性,300 ℃及以上回火时聚集粗化的短棒状渗碳体会降低基体的硬度,导致钢的耐磨性不断降低,磨损机制由磨粒磨损向粘着磨损转变。     

NM500耐磨钢拉伸过程中TiN的破碎机制

采用SEM、EDS、TEM和EBSD技术结合热力学理论计算研究了NM500耐磨钢中微米级TiN的析出规律、破碎机制,以及基体对破碎机制的影响。结果表明,NM500钢拉伸断裂机制为混合模式,断口面微米级TiN存在2种破碎形貌:TiN处于断口表面,自身处于撕裂脊上;TiN处于深韧窝底部。钢中Ti元素在高温液态析出,形成大量微米级TiN颗粒,在受拉应力作用时出现3种破碎机制:TiN内单条裂纹萌生并扩展至基体,TiN内单条裂纹萌生但在基体处止裂,TiN内萌生多条裂纹并在基体处止裂。NM500耐磨钢中存在高应变区与微米级TiN,且原奥氏体晶粒粗大,TiN上产生裂纹后,基体止裂能力较差,从而使裂纹极易在基体上延伸。当存在多个TiN团簇时,裂纹连成一片形成薄弱带,从而使钢的塑性变差。     

Nb元素对低合金耐磨钢组织性能的影响

对含Nb和不含Nb两种成分低合金耐磨钢板NM400热轧和热处理态的组织性能进行了研究,并对比分析了微量Nb元素对其组织性能的影响规律。研究结果表明:在低合金耐磨钢中添加质量分数为0.02%的Nb,在相同的控轧控冷和离线热处理工艺条件下,钢板强度和硬度增加,低温冲击韧性提高。在相同的工艺条件下,微量Nb元素的添加对钢板组织中原始奥氏体晶粒的细化是其低温韧性提高和硬度增加的主要原因。     

NM360高强度耐磨钢焊接接头组织和性能

采用C02焊接NM360高强度耐磨钢板,通过拉伸、冲击、硬度试验以及金相分析对NM360高强度耐磨钢焊接接头的显微组织和力学性能进行了研究.试验结果表明:NM360高强度耐磨钢焊接接头强度高、塑性和韧性较好;焊接接头各区域硬度值变化较大,其中HAZ的硬度值最大;焊缝为针状铁素体组织,HAZ为晶粒粗大的马氏体组织.     

焊接电流对专用车厢体耐磨钢NM500钢板焊接接头组织性能的影响

针对专用车厢体耐磨钢NM500钢板焊接热影响区具有较高的淬硬性,焊接过程中易产生冷裂纹以及韧性下降等缺陷,当使用不同的焊接工艺时,其焊接接头性能相差较大的问题,对比分析了 240、280、320 A3种焊接电流对专用车厢体耐磨钢NM500钢板焊接接头力学性能和微观组织的影响规律.结果表明,随着焊接电流的增加,焊接软化区...     

回火工艺对厚规格NM450耐磨钢组织和硬度的影响

利用光学显微镜、扫描电镜和维氏硬度计研究了NM450耐磨钢在不同回火温度(200、250、300和350 ℃)和回火时间(160、190、220和250 min)下组织和硬度的变化规律。结果表明,淬火后钢板在厚度方向的硬度波动较大,在偏析带位置硬度明显高于其他位置。回火温度对NM450钢的硬度产生了非常显著的影响,回火后NM450钢的硬度出现了下降,尤其以偏析带处硬度下降最大。随回火保温时间增加,NM450钢的硬度没有明显降低。     

回火温度对Nb微合金化NM500钢组织和性能的影响

对Nb微合金化NM500钢经过930 ℃淬火后分别在210、240、270和300 ℃的低温下进行回火,分析了不同回火温度对试验钢组织和力学性能的影响。采用SEM和TEM对不同回火温度下试验钢的微观组织形貌、冲击断口形貌及其强化机理进行了分析。结果表明:在930 ℃淬火,240 ℃回火时试验钢具有良好的综合力学性能,其强化机理为固溶强化、相变强化、沉淀强化和细晶强化的综合作用效果。     

奥氏体化温度对中碳低合金耐磨钢组织和耐磨性的影响

研究了奥氏体化温度对中碳低合金耐磨钢组织与耐磨性的影响。结果表明,在900℃奥氏体化温度下,通过中断空冷淬火处理,试验钢的显微组织为下贝氏体/马氏体复相组织,此时试验钢具有较好的强韧性配合及最佳的耐磨性。     

含Nb高碳钢的奥氏体晶粒长大模型

通过热处理试验和组织观察,研究了在1123~1523 K内加热温度和时间对含Nb高碳钢奥氏体晶粒尺寸变化的影响,分析了奥氏体化过程Nb的析出状态,并推导了含Nb高碳钢等温加热过程的奥氏体晶粒长大模型。结果表明:随着加热时间的延长,在低温区(1123~1423 K)加热时,晶粒长大速率较慢;在高温区(1423~1523 K)加热时,晶粒发生快速长大。所建立的模型适合奥氏体化过程晶粒尺寸演变的计算。     

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。     

奥氏体化工艺对含铜低合金时效硬化钢奥氏体晶粒度的影响

研究用钢为含1.3％Cu的低碳低合金钢,能时效硬化.对该含铜低合金时效硬化钢进行了在850～1 200℃保温不同时间的奥氏体化处理,采用激光共聚焦高温金相显微镜检测了经不同工艺奥氏体化的钢的奥氏体晶粒尺寸,并采用相场法模拟了钢在1 000～1 200℃保温1 200 s奥氏体化过程中奥氏体晶粒尺寸的变化,以揭示奥氏体化...     

奥氏体化温度对60Si2CrVAT弹簧钢晶粒尺寸和硬度的影响

研究了奥氏体化温度对弹簧钢60Si2CrVAT晶粒尺寸和硬度的影响。结果表明,随奥氏体化温度的提高,60Si2CrVAT钢晶粒变粗,残留奥氏体增加,硬度有增高的趋势;在890、910℃奥氏体化,晶粒尺寸和硬度得到最佳配合;回火后,60Si2CrVAT钢残留奥氏体明显减少。     

冷却工艺对低合金耐磨钢 NM400的组织性能影响

对低合金高强度耐磨钢 NM400进行两种不同的轧制冷却工艺研究：前端集中冷却和稀疏冷却。采用光学显微镜（OM）、扫描电子显微镜（SEM）、SANSCMT5105电子万能试验机和 HV9250仪器化落锤式冲击试验机，研究了两种不同轧制工艺下 NM400的组织和析出物的演变规律以及对应的力学性能的变化。试验结果显示：两种冷却工艺条件下 NM400的组织基本相同，均以粒状贝氏体为主。第一种冷却条件的冷速较大，组织有由粒状贝氏体向板条贝氏体转变的趋势，且析出物尺寸较大；第二种冷却条件的冷速较低，组织中存在先共析铁素体，且析出物尺寸较小。含有板条贝氏体组织的强度较高，达到 637.5MPa，含有先共析铁素体的组织－20℃低温冲击功较高，达到了167J。     

低成本NM400高强低合金耐磨钢的开发

采用Nb-Cr-B微合金化成分设计、两阶段控制轧制及在线淬火+低温回火的热处理工艺,开发出低成本的NM400高强低合金耐磨钢。该产品具有良好的强度、硬度和韧性匹配,各项力学性能指标均满足国家标准要求。     

NM500耐磨钢的QLT热处理工艺

对NM500耐磨钢进行940℃淬火+两相区淬火+回火(QLT)热处理，研究了两相区淬火温度(820～880℃)和回火温度(200～600℃)对试验钢显微组织和力学性能的影响。结果表明，在两相区淬火温度从820℃升至880℃的过程中，试验钢为马氏体和铁素体双相组织，且铁素体含量逐渐降低，马氏体含量增多，试验钢的强度和硬度提高，-40℃冲击吸收能量从67 J降低至33 J。在870℃两相区淬火，200～600℃范围内回火时，随回火温度的升高，板条马氏体和残留奥氏体逐渐分解，碳化物形态和分布发生变化；试验钢抗拉强度和硬度逐渐降低，低温冲击性能先降低后升高，试验钢达到良好强韧性匹配的回火温度区间为200～250℃。     

回火温度对含Nb低合金高强度钢氢行为的影响

采用X射线衍射、电化学氢渗透和动态充氢拉伸试验研究了含Nb低合金高强度钢560、600和640℃回火的氢行为,建立了氢扩散系数、氢浓度、氢扩散激活能与氢陷阱密度之间的定量关系。结果表明,随着回火温度的升高,试验钢的位错密度降低,氢陷阱密度降低,氢扩散系数增大,氢扩散激活能和氢浓度降低,氢脆敏感性下降。