冷却工艺对高强度贝氏体钢组织和性能的影响

研究了奥氏体化加热不同冷却工艺贝氏体钢棒料的组织和力学性能.试验结果表明,φ53 mm棒料920℃保温,水冷200℃回火,R/2处取样的抗拉强度为1654 MPa,AKV为55.1 J,具有高强度和较低的韧性,组织为板条回火马氏体和少量的残余奥氏体.空冷及水冷30s-空冷250℃回火,R/2处取样的强度分别为1314 ...     

轧后冷却工艺对Si-Mn-Cr-Ni-Mo系超高强钢组织性能的影响

采用热轧后间断淬火+回火(IDQ+T)和在线配分(DQP)两种不同的工艺对Si-Mn-Cr-Ni-Mo系中碳低合金钢进行处理,利用SEM、XRD、EBSD研究冷却工艺对微观组织和力学性能的影响。结果表明:两种工艺下均得到板条马氏体和残留奥氏体的组织。经过轧后间断淬火+回火(IDQ+T),随淬火终冷温度升高,马氏体板条粗化,碳化物尺寸增加,残留奥氏体含量增加,强度降低,伸长率升高,韧性先升高后降低。组织中的粗大马氏体板条和尺寸较大的碳化物会降低韧性。在线配分(DQP)工艺得到的残留奥氏体含量最高,分布也更均匀,因此其伸长率和冲击功均明显增加,但残留奥氏体量增加同时会降低钢的强度,对屈服强度的影响最明显,导致屈强比降低。DQP处理实验钢的综合力学更优,抗拉强度超过1500 MPa、屈服强度超过1000 MPa,伸长率大于16%,-20℃冲击功达到26.8 J。     

轧后冷却工艺对SCM440钢组织及性能的影响

通过调整大规格SCM440钢轧后冷却工艺,得到不同截面显微组织的热轧盘条样品,对两种热轧态组织样品调质处理后的显微组织、抗拉强度、屈服强度、硬度、冲击性能及冲击断口进行分析,研究了SCM440钢热轧后冷却工艺对调质处理后组织及力学性能的影响.结果 表明,提高SCM440钢轧后冷却速度,可以提升大规格SCM440钢热轧盘...     

轧制冷却工艺对低合金超高强钢Q1300组织性能的影响

以开发屈服强度大于1 300MPa低合金超高强结构钢为目的,采用不同的轧制及冷却工艺并进行再加热淬火和回火处理,研究了轧制冷却工艺对低合金超高强钢组织性能的影响规律。结果表明,试验钢经控制轧制后奥氏体晶粒被拉长成扁条状,水冷至600℃后再空冷至室温所得到的粒状贝氏体组织较直接空冷至室温的组织细小,高温连续轧制后空冷至室温得到的组织为粒状贝氏体+板条贝氏体;相比高温热轧工艺,采用控轧控冷工艺能增大轧态组织的原奥氏体晶界面积,能有效细化再加热原始奥氏体晶粒,晶粒尺寸可减小3.5μm;经控轧控冷及调质热处理后,钢板具有较好的强韧性,屈服强度为1 345MPa,抗拉强度为1 590MPa,-40℃冲击功为44J,各项性能指标均达到相关标准要求。     

快速回火工艺条件下超高强低碳贝氏体钢的组织与性能

采用盐浴热处理试验,结合扫描电镜、透射电镜及室温拉伸试验,研究了快速加热+短时保温快速回火条件下超高强低碳贝氏体钢的组织和性能变化规律。结果表明,快速回火工艺下,超高强低碳贝氏体钢发生碳过饱和贝氏体和马氏体中的碳化物析出、铁素体和马氏体的重构以及微合金析出物的析出等现象,进而影响材料的强塑性;在700℃以下快速回火时,与以板条状贝氏体(LB)组织为主的复相贝氏体钢相比,以粒状贝氏体(GB)组织为主的钢具有更好的回火稳定性;在750～800℃两相区快速回火时,铁素体和马氏体相大量重构,最终形成粗大铁素体和马氏体,抗拉强度大幅提升,屈强强度大幅降低,且以LB组织为主的复相贝氏体钢中重构铁素体晶粒更为粗大,导致其屈服强度更低。     

硅对Mn-B系空冷贝氏体钢组织与性能的影响

研究了硅对中低碳和中碳ＭｎＢ系空冷贝氏体钢的组织和强韧性的影响。结果表明，硅含量为１４％～１８％时，钢中的贝氏体组织是由残余奥氏体和贝氏体铁素体所组成的无碳化物贝氏体。冷却后的贝氏体／马氏体复相组织具有良好的强韧性。高硅中低碳钢和中碳钢的断裂韧度分别达到１１９ＭＰａ·ｍ１／２和７３ＭＰａ·ｍ１／２，显著高于硅含量低的钢。     

不同碳含量贝氏体合金钢等温淬火后的组织与性能

研究了3种碳含量(0.22C、0.34C、0.45C)的贝氏体钢在960℃奥氏体化+Ms点以上10～50℃等温淬火工艺下碳含量对贝氏体组织转变和力学性能的影响。结果表明,3种试验钢经过等温淬火处理后均获得由贝氏体铁素体和残留奥氏体相间分布组成的无碳化物贝氏体组织;随着碳含量的降低,贝氏体相变时间显著缩短,贝氏体铁素体板条变厚,硬度和抗拉强度呈下降趋势,但冲击性能显著提高,这主要是与低碳钢贝氏体转变温度更高,贝氏体铁素体板条粗大但高碳含量的大块状残留奥氏体减少有关。     

直接Q&P处理超高强钢的组织与力学性能

为了改善超高强钢的塑韧性,采用轧后直接淬火到马氏体区等温配分的工艺,研究配分时间对中碳低合金超高强钢组织和力学性能的影响规律。结果表明:在260℃等温配分处理,钢的组织包括初生马氏体、新生马氏体和残留奥氏体,在等温过程中还有碳化物析出和等温马氏体形成。在等温配分过程中,碳由马氏体向奥氏体扩散处于主导地位,残留奥氏体含量不断增加,新生马氏体量减少,塑性和韧性提高。等温配分后期,由于碳化物不断析出消耗碳原子,导致扩散到奥氏体中的碳原子减少,残留奥氏体体积分数增加缓慢。析出相粒子在等温过程中没有明显长大,起到了抵抗马氏体软化的作用。等温60 min具有良好的强度和塑韧性能,抗拉强度1546 MPa、伸长率为15.3%,-20℃冲击功为27.5 J。     

冷却工艺对贝氏体钢拉杆组织和性能的影响

研究了热处理冷却工艺对贝氏体钢拉杆组织及力学性能的影响。试验结果表明,ø70 mm贝氏体钢拉杆材料经920 ℃空冷+300 ℃回火、920 ℃水冷30 s后出水空冷+300 ℃回火后,杆体的组织为贝氏体铁素体和残留奥氏体;经920 ℃水冷+200 ℃回火后,杆体的组织为回火板条马氏体和残留奥氏体。920 ℃水冷+200 ℃回火时棒料1/2半径处的R_m为1513 MPa、KV₂为73.2 J、硬度为46.5 HRC;920 ℃水冷30 s后空冷+300 ℃回火时棒料1/2半径处的R_m为1254 MPa、KV₂为76.0 J、硬度为42.0 HRC;920 ℃空冷+300 ℃回火时棒料1/2半径处的R_m为1226 MPa、KV₂为75.5 J、硬度为41.9 HRC。ø70 mm贝氏体钢拉杆热处理先水冷后空冷可以提高其冲击性能。     

Nb对中低碳超级贝氏体钢组织与性能的影响

针对无Nb和0.05wt%Nb两种中低碳钢,研究了Nb对0.25wt%C超级贝氏体钢组织与性能的影响。结果表明,对两种试验钢采用轧后先快冷后缓冷的等温工艺,均可获得贝氏体组织。300 ℃等温8 h,含Nb钢贝氏体含量达到80%,屈服强度提高12% (109 MPa),冲击吸收能量达到52 J。通过Thermal-Calc软件计算并结合TEM观察发现,含Nb钢中Nb元素与Mo等元素形成复杂碳化物,析出的细小碳化物钉扎板条边界,细化贝氏体板条,抑制板条合并与粗化,提高板条的稳定性。等温8 h后,含Nb钢的贝氏体铁素体板条尺寸在150~200 nm之间。利用背散射电子和EBSD分析发现,Nb元素通过促进碳化物的析出,降低过冷奥氏体稳定性,促进贝氏体转变,抑制马氏体转变,细化残留奥氏体,提高了组织的均匀性和稳定性,是性能提高的主要机制。     

冷却工艺对低Si含Cr热轧双相钢组织和性能的影响

以一种低Si含Cr热轧双相钢为研究对象,通过热轧试验,对比研究了两种轧后冷却工艺对获得的双相钢板的组织和性能的影响。结果表明,在轧后采用易于控制的连续层流冷却工艺时,钢板的抗拉强度可达600 MPa以上,屈强比约为0.56,伸长率高于26%,相变硬化指数n值大于0.22;而当轧后采用三段式冷却工艺时,与前者相比,得到的钢板的强度略低,抗拉强度大于550 MPa,但其它性能较优。     

冷却介质对不同碳含量合金钢淬火组织及性能的影响

以20CrMnTi齿轮钢为模型,设计制备了不同碳含量及合金成分的试样,以10％NaCl水溶液与液氮作为淬火冷却介质.分析探讨了试样淬火后微观组织形貌与宏观硬度的对应关系,以及不同冷却速度对其组织转变的影响.结果表明:采用10％NaCl水溶液作为淬火介质时,低中碳试样的组织为典型板条马氏体,高碳试样微观组织中保留了大量残...     

轧制工艺对超高强钢组织与力学性能的影响

通过组织观察及性能测试研究了轧制工艺对超高强钢组织与力学性能的影响。结果表明,在再结晶区轧制后直接淬火和回火,组织中马氏体板条尺寸较大;再结晶区+未再结晶区轧制后直接淬火和回火后,组织细小、均匀,大角度晶界所占比例更高,马氏体板条束尺寸减小,钢的强韧性更好。     

低合金超高强度钢的微观组织与强化机理

使用光学显微镜、SEM、TEM、XRD观察G50钢淬火和低温回火后的微观组织形貌,结合低温回火前后G50钢的屈服强度和冲击韧性等力学性能的变化,分析其强韧化机理。结果表明,淬火态G50钢微观组织主要为细小的板条状马氏体,使用TEM可以观测到有残留奥氏体薄膜在马氏体板条之间,残留奥氏体量很低。G50钢的超高强度来自马氏体相变和晶粒的细化,低温回火处理后G50钢的微观组织是细小的板条状回火马氏体,在保持强度的同时提高了冲击韧性。     

淬火-碳分配-回火钢的低温组织和性能

Fe-0.25C-1.5Mn-1.2Si-1.5Ni-0.05Nb(质量分数,%)钢通过淬火-碳分配-回火(Q-P-T)工艺抗拉强度可达1250 MPa以上兼具良好塑性(大于17%),显微组织为位错型板条马氏体、微合金碳化物和薄片状残留奥氏体。通过低温拉伸试验分析了Q-P-T钢在-85～25℃下的力学性能并采用透射电镜观察了试样在25℃和-85℃时拉伸前后的显微组织。结果表明,Q-P-T钢在-70～25℃时显示了良好的低温力学性能,仅当拉伸温度低于-70℃时试样塑性开始出现大幅下降;残留奥氏体在未变形前具有良好的低温稳定性,但在变形过程中会发生马氏体相变,产生相变诱发塑性(TRIP)效应,这是Q-P-T钢具有高强度和良好塑性的主要原因。     

终冷温度对低屈强比高强钢组织和性能的影响

采用力学性能测试、光学显微镜、透射电镜等方法,研究了终冷温度对低屈强比高强钢组织和性能的影响。结果表明,随着终冷温度的降低,钢的屈服强度和抗拉强度增加,伸长率下降,而屈强比和冲击吸收能量则没有明显的变化,但总体呈现出下降趋势。试验钢的组织主要由板条贝氏体、粒状贝氏体、少量铁素体和一些M/A岛组成,终冷温度越低,板条贝氏体宽度越窄,铁素体组织也更加细小。M/A岛体积分数的增加有利于提高强度和降低屈强比,但对冲击性能不利。     

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。     

冷却工艺对Ti微合金高强钢组织和性能的影响

采用SEM、TEM、拉伸及冲击试验等方法,对比研究了3种热轧后冷却工艺对Ti微合金高强钢板组织和性能的影响。结果表明,当轧后采用快冷+空冷工艺和空冷弛豫+层流冷工艺时,钢板组织均以粒状贝氏体组织为主,并存在少量珠光体,第二相粒子弥撒分布,尺寸小于10 nm,力学性能良好,且采用后者工艺钢板性能优于前者;当轧后采用快冷+炉冷工艺时,珠光体组织增多,第二相析出量少,尺寸大,综合力学性能较差。     

在线直接淬火工艺对低碳马氏体钢组织性能的影响

为了开发一种集优异拉伸、冲击性能于一体的高性能钢铁材料,满足大型工程机械、高层建筑和严酷地质服役环境油井管等应用要求,实验研究了在线直接淬火工艺对Q890低碳高强马氏体钢组织性能的影响。通过金相、扫描、透射、EBSD分析以及在不同温度下对样品进行拉伸试验和冲击试验,对不同奥氏体变形程度样品的马氏体组织和力学性能进行对比,并分析了对马氏体钢强韧性能的影响。结果表明,采用在线直接淬火工艺可获得超薄奥氏体组织,促使马氏体亚结构细化,使钢获得良好的强韧性配合。