淬火及回火处理对新型槽帮钢30MnSiCrMo组织性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜、拉伸冲击试验机及布氏硬度计等研究了新型槽帮钢30MnSiCrMo经900～920℃30 min淬火,350～550℃2h回火的组织性能变化。结果表明,350～550℃不同回火过程中,试验钢出现马氏体分解、碳化物转变、聚集长大及α相回复再结晶等转变,室温组织由回火马氏体向回火屈氏体和回火索氏体过渡。随着回火温度的上升,基体固溶强化与碳化物析出强化减弱,试验钢的强度与硬度连续降低,而塑性与韧性不断提高,试验钢在900和920℃30 min水淬后450～520℃2 h回火时获得良好的强韧性匹配,即抗拉强度1159～1008 MPa,屈服强度1107～944 MPa,断后伸长率11.8%～15.0%,室温硬度336～293HBW,V型缺口冲击吸收功45.5～67.5 J,能够满足中部槽材料的强韧性要求。     

热处理对40CrMnSiB低合金超高强度钢组织和性能的影响

采用OM、SEM、JMatPro7.0分析技术,研究了热处理工艺(860～950℃淬火+200～400℃回火)对新型中碳40CrMnSiB低合金超高强度钢(0.41C,0.84Cr,0.76Mn,1.44Si,0.006B)微观组织及力学性能的影响。结果表明:920℃淬火和300℃回火钢的力学性能达到最佳强韧性匹配,即抗拉强度为1 943 MPa、屈服强度为1 931 MPa、延伸率为9%、断面收缩率为39.5%、冲击吸收功为44J、HRC硬度值为52.7。     

回火温度对Cu-Cr-Ti马氏体耐磨钢组织及强韧性的影响

摘要：矿山机械用耐磨钢构件服役环境恶劣而常常出现磨损失效,研究适用于复杂工况下的高耐磨钢成分、工艺与组织性能的关系,有利于提高耐磨构件的服役寿命并降低经济损失。利用SEM、TEM、洛氏硬度计、万能拉伸试验机及冲击试验机等,研究了160～400℃不同回火温度下Cu-Cr-Ti马氏体耐磨钢的组织形貌、强度硬度及-20℃冲击韧性的变化。结果表明,试验钢淬火态组织主要为板条马氏体,当回火温度为160℃时,马氏体板条依然清晰,但随回火温度升高到400℃,马氏体板条界渐渐消失,基体中出现大量片状或粒状渗碳体。EDS分析发现样品钢基体中含有纳米级Ti、Nb的碳氮化物。随回火温度升高,基体组织演变导致强化机制发生变化,回火温度为300℃,综合力学性能最佳,其抗拉强度为1500MPa,屈服强度1100MPa,伸长率为15.5%。随回火温度升高,-20℃冲击韧性由60J/cm2逐渐降低到36.3J/cm2。     

新型低合金高强韧性耐磨钢的研究

采用多元合金化及变质处理设计了一种新型低合金高强度高韧性耐磨钢。研究了钢的基本特性、显微组织、断口形貌以及热处理工艺对钢的力学性能和耐磨性的影响。研究结果表明,该钢的过冷奥氏体的稳定性高,具有高淬透性及高回火稳定性,经８８０～９２０℃淬火及２５０～３００℃回火后获得回火板条马氏体组织,使钢具有高强韧性及高耐磨性     

深冷处理对NM500耐磨钢性能与磨损行为的影响

以一种自行设计的NM500级别耐磨钢为研究对象,利用冲击磨损试验,分析了深冷处理对其组织性能和磨损行为的影响。结果表明,NM500耐磨钢经深冷处理后,抗拉强度、硬度和冲击韧性均有提高,在淬火+深冷+回火处理后,最佳的综合力学性能可达抗拉强度1 910 MPa、硬度523HB、冲击韧性24.3 J/cm2,此时试验钢组织主要为马氏体,有Nb和Ti的碳化物析出。深冷处理通过残余奥氏体向马氏体转变,减少了不稳定相的含量,提升了试验钢的力学性能,从而使淬火+深冷+回火处理后的试验钢具有更高的耐磨性,此时的磨损机制以磨粒磨损为主,磨损形貌主要为犁沟、犁皱。而未经深冷处理的淬火+回火处理试验钢磨损机制以黏着磨损为主,磨损形貌主要为剥落坑和切削。     

回火温度对20SiMnMo高强度钢微观组织与力学性能的影响

采用光学显微镜、扫描电子显微镜、洛氏硬度计、万能力学试验机以及冲击试验机研究了950℃淬火220℃、240℃、260℃、280℃、300℃和320℃3 h回火试验对20SiMnMo高强度钢（/%:0.22C,0.80Si,1.00Mn,0.40Mo,0.72Cr,0.20Ni）微观组织和力学性能的影响。结果表明,随着回火温度的升高,试验钢的硬度、强度不断下降,伸长率、室温冲击功先升高再降低。当260℃回火时,试验钢具有均匀细长的板条马氏体组织,其强塑韧综合力学性能最佳:硬度值44.8HRC、AKV2冲击功75.3 J、抗拉强度1 278 MPa、屈服强度1 210 MPa、伸长率15.5%。     

空冷高硅中碳低合金钢的组织与性能

研究了高硅中碳低合金钢空冷态和空冷+回火态的显微组织和力学性能.试验钢在860℃保温0.5h奥氏体化后空冷处理,随后分别在250℃和400℃保温1h回火.结果表明:试验钢空冷后组织为贝氏体/马氏体和残余奥氏体的混合组织,硬度约为41 HRC;而250℃回火后组织变化不大,硬度明显升高,约为49 HRC,韧性明显增加,由44 J/cm2增加到66 J/cm2,抗拉强度、屈服强度和延伸率明显下降.回火温度进一步增加对力学性能影响不大.     

热处理工艺对风电锻件用Q345E钢组织及性能的影响

采用拉伸、冲击与微观组织分析等试验研究了风电锻件用Q345E钢经不同热处理工艺下的组织与性能,试验结果表明:890℃淬火时,随着回火温度的升高,Q345E钢的强度逐渐下降,塑性和韧性逐渐增加;550℃回火时,当淬火温度890℃时,Q345E钢综合力学性能最好;Q345E钢的最佳热处理工艺为890℃淬火+550℃回火。在后续生产实验中,经过890℃淬火+550℃回火后,Q345E钢的力学性能均满足要求,屈服强度大于395MPa、抗拉强度大于530MPa,-40℃冲击功大于185J。     

含钛中锰钢淬火-配分组织及力学性能

 为了研究淬火-配分含钛中锰钢的组织与力学性能,借助扫描电子显微镜,透射电子显微镜、电子背散射衍射技术与万能拉伸试验机、磨粒磨损试验机等,分析与测试了含钛中锰钢在165~240 ℃淬火380 ℃配分处理后组织、强度、塑性与磨粒磨损性能。结果表明,试验钢淬火-配分组织主要为板条状一次马氏体、块状二次马氏体及残余奥氏体,同时含有大量微米级TiN和纳米级(Ti,Mo)C及TiN-(Ti,Mo)C复合析出相。190 ℃淬火380 ℃配分后残余奥氏体体积分数最高为12.5%。试验钢不同温度淬火与配分后屈服强度均大于1 000 MPa,抗拉强度均大于1 500 MPa,硬度从482.5HV增大到542.2HV,伸长率范围为9.2%~14.5%,在165~190 ℃淬火-配分处理后其抗磨粒磨损性能优于220~240 ℃淬火-配分钢。磨损机制主要是塑性变形和疲劳破坏,磨损过程中残余奥氏体发生应变诱导马氏体相变(TRIP)效应,析出相颗粒阻断基体塑性变形过程犁沟的前进和刮削行为,含钛中锰钢通过淬火-配分引入一定体积分数的残余奥氏体,有利于提高钢的强塑性与抗磨损性能。结合力学性能指标,含钛中锰钢最佳淬火-配分工艺为900 ℃奥氏体化30 min,190 ℃淬火,380 ℃配分10 min。     

奥氏体化温度对30Cr3SiMnNiWMo钢组织性能的影响

试验研究了860～980℃奥氏体化处理对30Cr3SiMnNiWMo钢(%:0.28C、0.74Mn、1.04Si、2.70Cr、1.15Ni、0.45Mo、1.04W、0.07V、0.05Al)组织以及260℃回火后钢的力学性能的影响。结果表明,30Cr3SiMnNiWMo钢860～920℃淬火组织中存在大量M6C碳化物,对回火钢的韧性不利;950℃淬火后,钢中M6C碳化物基本溶解,原奥氏体晶粒开始长大,回火后钢的强度降低;30Cr3SiMnNiWMo钢经920℃1h油淬+260℃2h回火可以获得具有少量残余奥氏体和未溶碳化物的板条马氏体组织,并具有优良的强韧性(Rm=1680 MPa, Rp0.2=1330 MPa,A=13%, Z=58.5%, AKU=85 J) 。     

屈服强度785 MPa低碳含铜船板钢的组织和性能

 研究了一种屈服强度大于785 MPa的船板钢,测试了其动态连续冷却相变曲线（CCT）,研究了试验钢经控制轧制+直接淬火+回火（DQ- T）工艺处理后的组织性能。结果表明,直接淬火（DQ）钢板组织为板条马氏体（LM）,回火后铜、铌元素呈弥散析出。经500 ℃回火钢板的强度最高,冲击韧性（KV2）最低。钢板经710 ℃回火,其组织为二次马氏体（SLM）+铁素体,屈服强度（Re）为810 MPa,抗拉强度（Rm）为 1 066 MPa,伸长率（A）为17%,在-80 ℃下KV2为97 J,达到最佳强韧性匹配。     

高性能渗碳轴承钢的组织与性能

 研究了热处理工艺对渗碳轴承钢组织、力学性能的影响规律,并探讨了强韧化机制。研究表明,随着淬回火温度升高和回火次数增加以及采用深冷工艺,渗碳轴承钢的强度与硬度增加,冲击韧性值下降。采用910℃淬火和180℃二次回火,轴承钢材料性能可达到硬度HRC452,抗拉强度Rm为1450MPa,屈服强度ReL为1240MPa,AKU为105J,残余奥氏体的体积分数控制在1%以下。试验钢良好的强韧性配合主要来自于晶粒的细化、超细马氏体板条和均匀弥散的细小碳化物的析出;尺寸稳定性的效果主要是残余奥氏体量的控制。     

热处理工艺对40CrMnMo钢低温冲击韧性的影响

通过不同的热处理制度:800、820℃低温淬火+600℃回火,880℃+860℃两次淬火+600℃回火和860℃一次淬火+600℃回火,对40CrMnMo钢进行热处理试验,并研究了三种热处理工艺对40CrMnMo试验钢组织和性能的影响。结果表明,三种热处理工艺的试验钢抗拉强度相近(936～951 MPa),组织为回火马氏体+铁素体,采用800、820℃低温淬火+600℃回火热处理工艺,试验钢的冲击功最高(65～69J)。     

热处理工艺对超高强度马氏体钢性能的影响

为了获得最佳的热处理性能,对于一种自行设计成分的衬板用超高强度中碳中铬的马氏体钢进行了热膨胀试验,并考虑淬火温度、淬火保温时间、回火温度及回火保温时间4个影响因素,设计了9组正交试验,并采用极差法对不同热处理条件下的试验钢力学性能进行分析,讨论4个因素对试验钢性能的影响大小,从而选择出最佳的热处理工艺为:油淬(950℃保温1.5h)+回火(250℃保温3h)+空冷至室温。试验钢在热处理后获得了马氏体+残余奥氏体混合组织,抗拉强度达到1774.6MPa,屈服强度达1369.4MPa,硬度达55.3HRC,无缺口冲击功达22J。     

高品质自卸车厢体用NM450耐磨钢板的开发

采用Nb、Ti、Cr、B微合金化成分,设计和开发了高品质自卸车厢体用0.20%～0.25%C耐磨钢NM450。该钢14 mm板900℃淬火200℃回火的组织为回火板条马氏体,并有少量弥散分布的第二相粒子,具有良好的综合性能。NM450钢抗拉强度1459 MPa,延伸率19%,冲击功104 J,表面硬度值450HBW。在弯曲角度为180°,弯头直径为168 mm条件下,弯曲试样合格。采用CHW-70C焊丝,焊接性能良好,焊接接头抗拉强度839MPa,焊缝冲击功113 J,焊缝硬度值282HV,在弯曲角度为90°,弯头直径为168 mm条件下,弯曲试样合格。     

多元低合金耐磨钢热处理工艺研究

研究了热处理工艺对制造轧机牌坊村板的多元低合金耐磨钢力学性能的影响。结果发现淬火温度低于900℃时，多元低合金耐磨钢硬度随淬火温度升高而升高，高于900℃时，硬度反而下降。淬火温度低于920℃时，温度对冲击韧性影响不明显，淬火温度高于920℃时，冲击韧性略有下降。回火温度高于450℃时，硬度明显降低。随着回火温度升高，冲击韧性和断裂韧性提高。回火温度高于400℃时，延伸率和断面收缩率大幅度提高。350℃回火后耐磨性最好。根据轧机牌坊村板的使用工况，建议多元低舍金耐磨钢采用以下热处理工艺：900～920℃雾冷淬火和350～370℃回火。     

CSP热轧30CrMo带钢的热处理工艺

研究了不同热处理工艺对CSP热轧30CrMo带钢组织和性能的影响。结果表明:900℃下保温15min和60min后油淬,均获得马氏体组织。经不同温度回火后,淬火条件为900℃保温15min时力学性能更加优良。随着回火温度的升高,马氏体分解加快,板条结构逐渐消失,基体中的渗碳体不断析出;当回火温度由200℃增加到600℃时,其抗拉强度由1 744MPa降至949MPa,硬度由50.8HRC降至35.3HRC;而断后伸长率先减小后增加,屈服强度先增大后减小。当回火温度为300℃时,屈服强度达到最大值,为1 421MPa;断后伸长率达到最小值,为7.5%。此外,通过回归分析建立了在不同温度下回火120min后硬度预测模型,计算结果与试验结果吻合较好。     

回火温度对25Co15Ni11Cr2MoE钢力学性能的影响

采用力学性能试验和金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)等显微组织分析方法对一种高Co-Ni含量二次硬化钢25Co15Ni11Cr2MoE淬火后,经200~750℃回火后的力学性能和冲击断口形貌的变化规律进行了分析研究,结果表明:25Co15Ni11Cr2MoE试验钢淬火+回火后具有明显的二次硬化效应,在400~495℃范围内,回火后的硬度值均高于淬火态硬度值;随着回火温度的提高,钢的抗拉强度、屈服强度和硬度均不断增加,在470℃回火后,试验钢的硬度和抗拉强度均达到了极大值57.3HRC和2160MPa;而冲击韧性值随着回火温度的升高先降低,在430℃达到极小值,随后逐渐提高,并在510℃回火后达到极大值。建议25Co15Ni11Cr2MoE钢的最佳热处理制度为:950℃×1h油冷+(-73℃)×1h空气中升温至室温+495℃×5h空冷,此时试验钢具有最佳的强韧性匹配。     

新型环保纸模制品用不锈钢模具材料的开发

设计的试验钢(0.45C-12.5Cr-0.41Mo-0.22V钢和0.85C-10.5Cr-0.91Mo-0.25V钢)由50 kg真空感应炉熔炼并锻造成试验用钢样。试验研究了淬火温度(950~1150℃)、回火温度(一次回火200~400℃,二次回火500~600℃)对钢的组织、强度、延伸率、硬度和冲击功的影响。结果表明,1 050℃淬火+500℃二次回火处理后0.45C-12.5Cr-0.41Mo-0.22V钢的性能最佳:抗拉强度为1 712.3 MPa、屈服强度为1 476.5 MPa、延伸率为7.8%、HRC硬度值为69.3以及冲击功为7.3 J。二次硬化会提升模具钢的硬度值,而回火过程中碳化物的长大以及分布不均匀容易造成冲击韧性的降低。试验的新型不锈钢模具的强度指标高于普通商用模具钢42Cr3Mo2MnV1。     

工程机械用高强钢Q960生产工艺研究

基于工程机械用钢需要满足重载、冲击和降耗的要求,这类钢铁材料在具有高强度级别的同时还应具有良好的低温韧性水平。本文设计一种辅以Cu、Ti、Nb、B、Mo、Ni复合微合金化的成分体系,采用不同的轧制、冷却及热处理工艺,对比分析了Q960高强度钢的组织及力学性能,在实验室试验出一种工程机械用高强钢Q960的生产工艺。结果表明:通过合适的轧制冷却及920℃淬火和180℃回火的调质处理工艺,可以获得细小的马氏体和残余奥氏体组织,满足屈服强度960MPa、抗拉强度1 150 MPa、-40℃冲击功27 J、伸长率10.0%的性能要求,为工业试制提供了理论依据。