析出硬化塑料模具钢NAK80的研制

总结了析出硬化钢NAK80热轧扁钢的冶炼，热加工及析出硬化的工艺特点，其由钢锭轧制中间坯时钢锭的加热温度以下超过1280℃为宜；析出硬化固溶处理加热温度不超过890℃为宜，500～520℃时效处理出现硬度峰值，硬度可达HRC40以上。     

时效处理对05Crl7Ni4Cu4Nb马氏体沉淀硬化不锈钢力学性能及组织的影响

试验研究了 1040 ℃固溶的马氏体沉淀硬化不锈钢05Cr17Ni4Cu4Nb在480~620 ℃时效5 h的组织,强度和硬度。结果表明,随时效温度升高,马氏体基体逐渐分解,碳化物析岀而降低;在时效处理过程中,随时效温度升高,富Cu相最初以球形析出,逐渐发展成椭圆形及杆状,尺寸增大,与基体共格界面消失,强化效果减弱;05Cr17Ni4Cu4Nb钢经1040 °C固溶,480 °C 5h时效后,其HRC硬度值44.3,满足钢材HRC硬度值43的要求。     

固溶-时效处理对模具钢0Cr3Ni3MoCuAl组织和硬度的影响

实验研究了沉淀硬化模具钢0Cr3Ni3MoCuAl在860~1010 ℃ 35 min固溶处理和450~560 ℃ 3 h时效处理的组织和硬度。结果表明,固溶处理温度为950 ℃,保温时间35 min,空冷至室温,其HRC硬度值可达39.5;组织为粒状贝氏体和低碳板条马氏体的混合组织,并有少量残余奥氏体。时效处理温度为500 ℃,保温时间为3 h,空冷至室温,其HRC硬度值可达到44.1;组织为回火贝氏体。     

镍铬轴承合金固溶时效态组织特征与力学性能

研究了00Cr40Ni55Al3Ti轴承合金固溶态和时效态的组织特征及硬度变化规律。结果表明:随着固溶温度的升高,α-Cr相析出数量呈下降趋势,在1 200℃时α-Cr相尺寸最小,面积分数仅为8.45%;高于1 200℃时,α-Cr相尺寸逐渐增大,数量减少。固溶处理后冷却速度越快,α-Cr相析出数量越少,硬度降低;固溶温度在1 190~1 210℃之间以138℃/s进行冷却,经600℃×6 h时效处理后,硬度超过59.7HRC,合金微观组织主要由球状α-Cr相和均匀片层组织及弥散分布其中的纳米级γ′相组成,硬度较为均匀。1 200℃固溶处理以138℃/s进行冷却,经550℃保温6 h后,00Cr40Ni55Al3Ti合金显微组织为球状α-Cr相、片层组织和非片层组织,非片层组织面积分数约为32.21%,片层组织硬度达703HV,非片层组织硬度为249HV;当时效温度为600和650℃时,时效时间在5~7 h范围内,显微组织为均匀分布的片层组织和球状α-Cr相,硬度为676HV^712HV。00Cr40Ni55Al3Ti轴承合金在1 190~1 210℃之间进行固溶处理后快速冷却(冷却速度大于138℃/s),经600℃时效处理6 h后,洛氏硬度可达到60HRC以上。     

未再结晶固溶处理对无钴马氏体时效钢组织和拉伸性能的影响

  研究了未再结晶固溶处理对18Ni型无钴马氏体时效钢组织和拉伸性能的影响。研究结果表明,无钴马氏体时效钢经过未再结晶固溶处理后,马氏体形貌由块状转变为细小的条束状,拉伸断口上的韧窝明显变小变密;固溶态的硬度提高约3（HRC）,抗拉强度提高约100 MPa;而时效态的硬度和强度提高幅度较小。     

热处理工艺对塑料模具钢10Ni2Cr2MnCuMoVAl组织和性能的影响

研究了固溶温度、时效温度及时间对10Ni2Cr2MnCuMoVAl塑料模具钢热处理后的微观组织和力学性能的影响。结果表明:固溶处理后,10Ni2Cr2MnCuMoVAl钢的组织主要是板条马氏体构成,且随固溶温度的升高,马氏体板条发生明显宽化,并在890℃固溶后达到硬度最高值。时效处理后的组织由板条马氏体、粒状贝氏体和析出碳化物构成。当时效温度区间为460~520℃,随着时效温度的升高,材料的强度逐渐升高,韧性逐渐降低,并在520℃达到强度峰值;时效温度高于520℃时,随着温度升高,材料硬度降低,冲击韧性升高。分析在540℃不同时效时间处理后的性能可知,试验钢在8h达到力学性能峰值。通过比较试验钢在不同时效处理后的力学性能数据,10Ni2Cr2MnCuMoVAl钢的最佳热处理工艺为:880℃固溶处理2h+空冷,随后在520℃时效处理4h+空冷。     

固溶加时效处理对Gr.36钛合金棒材组织及性能的影响

研究固溶及时效处理对Gr.36钛合金棒材组织及性能的影响,对金相组织、显微硬度及拉伸性能进行了表征。结果表明:与650、680℃相比,采用750℃×1 h/AC的固溶处理,棒材发生了完全再结晶,α相完全溶入β相中,固溶效果最充分;在相同固溶制度下(750℃×1 h/AC),当时效温度为500℃时,时效8~24 h后,试样显微硬度均较低,为1 360~1 490 MPa;当时效温度为450℃时,随着时效时间增加至16 h时,显微硬度提高了近一倍,达2 340~2 690 MPa,并随时效时间的继续增加而趋于平稳;与500℃相比,450℃时效20 h后棒材强度提高了近40%。经750℃×1 h/AC+450℃×20 h/AC的固溶及时效处理后,Gr.36钛合金棒材的第二相得到充分析出,显微组织与力学性能达到良好匹配,能够符合协议标准要求。     

高镜面塑料模具钢P80在线固溶工艺实践

采用Gleeble 3800热模拟试验机进行了P80在线固溶工艺试验研究，发现开冷温度在870～930℃范围内，温度越低，在线固溶再经过时效后，硬度越高，方差减少，硬度波动降低。在保证获得单相组织，且硬度均匀的前提下，确定了开冷温度与冷却速度等工艺参数：在线固溶工艺为开冷温度860～880℃、冷却速度10℃/s，返红温度≤400℃。利用上述工艺参数进行生产实践，发现在线固溶后的P80钢板经过520℃/3 h时效处理后，组织由贝氏体+马氏体转变为粒状贝氏体+板条贝氏体，硬度为40.1 HRC，满足技术要求，可以实现对离线固溶工艺的替代。     

镍铬轴承合金固溶时效态组织特征与力学性能

研究了00Cr40Ni55Al3Ti轴承合金固溶态和时效态的组织特征及硬度变化规律。结果表明:随着固溶温度的升高,α-Cr相析出数量呈下降趋势,在1 200℃时α-Cr相尺寸最小,面积分数仅为8.45%;高于1 200℃时,α-Cr相尺寸逐渐增大,数量减少。固溶处理后冷却速度越快,α-Cr相析出数量越少,硬度降低;固溶温度在1 190～1 210℃之间以138℃/s进行冷却,经600℃×6 h时效处理后,硬度超过59.7HRC,合金微观组织主要由球状α-Cr相和均匀片层组织及弥散分布其中的纳米级γ′相组成,硬度较为均匀。1 200℃固溶处理以138℃/s进行冷却,经550℃保温6 h后,00Cr40Ni55Al3Ti合金显微组织为球状α-Cr相、片层组织和非片层组织,非片层组织面积分数约为32.21%,片层组织硬度达703HV,非片层组织硬度为249HV;当时效温度为600和650℃时,时效时间在5～7 h范围内,显微组织为均匀分布的片层组织和球状α-Cr相,硬度为676HV～712HV。00Cr40Ni55Al3Ti轴承合金在1 190～1 210℃之间进行固溶处理后快速冷却(冷却速度大于138℃/s),经600℃时效处理6 h后,洛氏硬度可达到60HRC以上。     

V-N微合金化含钨改型Cr5W冷轧工作辊用钢

开发了加V-N合金的含钨改型Cr5W工具钢(%:0.70～0.90C、≤1.00Si、0.20～0.60Mn、4.50～5.50Cr、1.00～1.50W、≤0.15Mo、≤0.3V;300×10^-6～350×10^-6N)。Cr5W钢960℃淬火后组织为马氏体+碳化物,平均HRC硬度值为63.5,180℃回火后的平均HRC值为63.2,高于Cr5钢(%:0.70～0.90C、≤1.00Si、0.20～0.60Mn、4.50～5.50Cr、0.15～0.70Mo;80×10^-6～120×10^-6N)180℃的回火硬度(HRC值62.3),在相同硬度下,Cr5W钢的相对耐磨性较Cr5钢提高50%。     

合金工具钢S2盘条的开发

通过80 kg真空感应炉试验及Gleeble 3800热模拟试验机测试了连续冷却相转变（CCT）曲线,设计了S2钢的化学成分（/%:0.630.69C,1.001.20Si,0.400.60Mn,0.200.40Cr,0.400.50Mo,0.150.25V,0.100.30Ni,0.0100.030Nb,≤0.015P,≤0.010S）,并进行120t BOF-LF-VD-300 mm×390 mm方坯连铸-开坯-高线轧制-斯太尔摩控冷流程的工业性生产。通过铁水脱硫,铁水硫含量≤0.010%,BOF终点[C]0.10%0.30%,[P]≤0.012%,钢水终点温度1620~1660℃,BOF出钢采用Si-Mn预脱氧,LF精炼渣（/%:8~10MgO,44~45CaO,5~10SiO₂,25~35Al₂O₃,LF精炼结束喂钙线,连铸钢水过热度≤25℃,拉速0.65m/min和轧制控冷等工艺措施,成功开发了合金工具钢S2盘条。检验结果表明,Φ8mm热轧盘条奥氏体晶粒度为8.5~9.0级,脱碳层厚度≤0.5%D,热轧盘条HRC硬度值50,同卷HRC硬度值波动小于6,各项性能满足技术要求。     

热处理对1Cr12Ni3Mo2VN马氏体耐热钢组织和性能的影响

试验1Cr12Ni3Mo2VN钢（/%:0.13C,0.16Si,0.70Mn,11.42Cr,2.78Ni,1.67Mo,0.30V,0.0360N）的冶金流程为30t EAF-LF-VD-3t ESR-锻造成Φ350mm材。研究了950~1100℃淬火和200~700℃回火对1Cr12Ni3Mo2VN钢组织与性能的影响以及500℃,500~10000h时效的拉伸性能。结果表明,淬火温度950~1100℃对1Cr12Ni3Mo2VN钢力学性能的影响不明显;该钢的回火脆性区在600℃左右,但对钢的塑性的影响较小。经1040℃淬火、540℃回火的1Cr12Ni3Mo2VN钢,在500℃时效500h后,其抗拉强度和屈服强度分别下降了7.7%和5.8%,时效10000h后,其抗拉强度和屈服强度分别下降了13.4%和14.6%,断面收缩率下降了40%,主要原因是杂质元素在晶界处偏聚以及碳化物在晶界处析出。     

2311塑料模具钢板的研制

2311模具钢16～80 mm板经KR脱硫-130 t BOF-LF-RH-300 mm连铸板坯-轧制-580～610℃回火流程生产。结果表明:对2311钢(/%:C 0.38～0.42,Si 0.25～0.35,Mn 1.30～1.50,P≤0.020,S≤0.005,Cr 1.80～2.00,Mo 0.17～0.25,Als 0.015～0.045),通过转炉、LF和RH工序合金配加分工可提高中间包钢水成分命中率;采用连铸弱冷低拉速(0.70～0.75 m/min)浇注、热坯坑冷和坯料缓慢加热工艺(10～12 min/cm)可有效避免钢坯开裂的风险;在合理的热机械控制轧制(TMCP)+580～610℃回火工艺下,可实现16～80 mm钢板硬度值28～33HRC,截面硬度值控制偏差≤3HRC,金相组织为回火贝氏体,组织内应力消除,钢板的性能和组织可满足2311预硬模具钢的要求。     

新型S690低合金高强度钢Φ219 mm x 14mm无缝管的CCT曲线和调质工艺研究

测定了S690钢管（/%:0.15C,0.25Si,1.32Mn,0.012P,0.005S,0.20Cr,0.04Al,0.08V）0.01～30℃/s冷却速率下连续冷却转变（CCT）曲线,并研究了890～970℃淬火,600～690℃回火对其组织和力学性能的影响。结果表明,S690钢管相变点Ac₃为828℃,Ac₁为753℃,Ms为395℃,临界冷却速率为13℃/s,存在铁素体、珠光体、贝氏体,马氏体4个相变区;选择910～930℃淬火,钢管的组织较细小均匀,平均晶粒尺寸13.9μm,具有较高的硬度,HRC值42.5;在615～675℃回火,钢管可得到均匀的回火索氏体组织,其综合力学性能优良。     

固溶温度对超级双相不锈钢00Cr25Ni7Mo4N 组织和性能的影响

试验和测试了900-1 300℃固溶处理时双相不锈钢00Cr25Ni7Mo4N的相组成、冲击能AKV和硬度(HRC)值。试验结果表明,在900-1 020℃固溶处理时,双相不锈钢中有16．97％-3．22％σ相析出,使钢的冲击能A_kv值从1 040-1 250℃处理的224～280 J降至3～44 J。该双相不锈钢的热加工温度应大于1 040℃,其最佳固溶处理温度为1 040～1 100℃。     

调质热处理对55NiCrMoV7模具钢组织与力学性能的影响

采用扫描电镜(SEM)、硬度测试、Ⅴ型冲击实验和单向拉伸实验结合有限元建模仿真,研究了55NiCrMoV7模具钢在不同淬火温度(790～910℃)、回火温度(100～650℃)下的微观组织演化和力学性能的变化规律.结果表明,随着淬火温度升高,球状碳化物逐渐溶解到马氏体基体中,马氏体组织不断长大、粗化,残余奥氏体逐渐增多...     

正火冷却速度对18CrNiMo7-6齿轮钢组织和硬度的影响

18CrNiM07-6钢(/%:0.17C、0.59Mn、0.24Si、1.56Ni、1.71Cr、0.28Mo)为表面硬化齿轮钢要求正火后钢的组织为铁素体+珠光体和较低的HB硬度值。18CrNiM07-6钢连续冷却后易得到高硬度的贝氏体组织。通过实验室高温箱式电阻炉试验表明,870～900℃1 h-640～660℃4 h炉冷至300℃,空冷,该钢的组织为铁素体+珠光体+贝氏体组织,HB硬度值为340～350;而870～900℃1 h,30℃/h至640～660℃,炉冷至300℃,空冷,该钢的组织为铁素体+珠光体,HB硬度值为190～210:生产试验表明,30 t Φ 180 mm 18CrNiM07-6钢锻材经900℃10 h,≤30℃/h至650℃25 h,30℃/h至500℃空冷,可获得铁素体+珠光体组织。