热处理工艺对海洋工程用高强度耐低温H型钢组织及性能影响

摘要：以热轧耐低温H型钢为研究对象,采用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜分析和力学性能测试等手段,研究了完全淬火和亚温淬火对试验钢微观组织和力学性能的演变规律。结果表明,试验型钢经780℃亚温淬火+600℃回火处理后,形成回火索氏体+铁素体的网状组织;试验型钢900℃淬火+600℃回火处理后,转变得到具有马氏体位向的回火索氏体,碳化物分布更加细小均匀,位错密度下降。2种热处理工艺制备H型钢综合力学性能优良,屈服强度均达到500MPa以上,900℃淬火+600℃回火处理后钢的屈服强度和抗拉强度更高。-40℃低温冲击韧性比热轧状态下出现大幅度提高,随着淬火温度升高冲击功更加稳定。     

回火工艺对含Ce轴承钢440C组织性能影响

为探究不同回火工艺对440C轴承钢组织性能的影响，以含Ce超洁净440C轴承钢为研究对象，通过SEM、XRD、TEM等对比研究了球化退火-淬火-回火工艺与球化退火-淬火-回火-冷处理-回火工艺对440C轴承钢显微组织与性能的影响。试验选择的淬火温度为1 050℃、回火温度为200℃、冷处理温度为-78.5℃。结果表明，两种工艺下试验钢中的物相均为马氏体+残余奥氏体+M₂₃C₆型碳化物。相比于仅对试验钢进行球化退火-淬火-回火的情况，在球化退火-淬火-回火-冷处理-回火工艺条件下，试验钢中残余奥氏体的体积分数由11.06%降至7.63%,一次碳化物的尺寸及数量基本无变化，二次碳化物的个数增加了49.4%、平均面积下降了24.0%;在力学性能方面，冲击功由90.5 J提高到115.0 J,拉伸试样断后伸长率由5.3%增加到8.3%,而抗拉强度仅由2 039.24 MPa增加到2 060.14 MPa,洛氏硬度由58.70HRC提升到59.09HRC,提升幅度较小。力学性能的转变归因于组织及碳化物的共同作用，本试验条件下球化退火-淬火-回火-冷处理...     

回火温度对不同自回火程度的中碳马氏体钢组织和拉伸性能的影响

为探究不同自回火程度的中碳马氏体钢在回火过程中的组织演化及其对材料力学性能的影响，采用水淬与油淬2种方式淬火，研究了2种自回火程度存在明显差异的马氏体组织在不同回火温度区间内的组织演化，并对比分析了2种淬火态及回火后板料的拉伸性能。结果表明：在淬火及低温回火过程中，马氏体组织内析出的ε-碳化物会明显改善材料的塑韧性。水淬马氏体组织中的ε-碳化物是在温度为200℃的回火过程中析出。油淬马氏体组织中的ε-碳化物则是在淬火过程中析出，而在低温回火过程中，淬火态组织中的亚稳ε-碳化物会发生分解。当回火温度为300和400℃时，2种淬火态组织的演化依次为残余奥氏体的分解以及渗碳体的形成，马氏体组织中的位错密度均逐渐降低。     

退火处理对热轧Fe-12Mn-8Al-0.8C轻质钢组织性能的影响

利用OM, SEM, TEM及XRD等,对不同退火温度下热轧Fe-12Mn-8Al-0.8C轻质钢的组织演变及力学性能进行了研究.研究结果表明,较低温度下退火时,实验钢组织为奥氏体+铁素体+κ-碳化物.随着退火温度的升高,实验钢中κ-碳化物发生溶解,奥氏体晶粒尺寸逐渐增加,实验钢的屈服强度和抗拉强度逐渐降低,伸长率则先增大后降低.不同退火温度下实验钢应变硬化行为的差异与其组织组成有关.750℃退火0.5 h的实验钢具有铁素体+κ-碳化物体积分数较高的复相组织,其加工硬化能力较高.随着退火温度的升高,铁素体与κ-碳化物的体积分数逐渐降低,应变硬化率有所降低,但应变硬化行为表现得更为持续.950℃退火0.5 h的实验钢与其他退火温度下的实验钢相比,获得了良好的综合性能,抗拉强度为930 MPa,伸长率为35.48%,韧脆转变温度约为-40℃.     

回火工艺对900 MPa级热轧卷板组织与性能的影响

随着轻量化要求的进一步提高,屈服强度900 MPa级高强度钢在工程机械、汽车等领域逐步得到推广应用。与基于相变强化的传统调质生产工艺不同,采用TMCP+回火工艺开发析出强化型900 MPa级铁素体钢板,着重研究回火工艺对热轧卷板显微组织与力学性能的影响。结果表明,热轧卷板经550~650℃回火热处理后,强度、硬度和冲击韧性显著提高,断后伸长率变化不大;经650~700℃回火热处理后,强度和硬度大幅度降低。热轧卷板的基体组织为细晶准多边形铁素体组织,经回火热处理后,平均晶粒尺寸增大,热轧晶粒尺寸越细小,长大越明显。550~650℃回火促使纳米钛钒碳化物进一步析出是回火钢板强度和硬度提高的主要原因;700℃回火时铁素体晶界出现了数百纳米至1μm的渗碳体颗粒,纳米钛钒钼碳化物减少,降低了沉淀强化作用,铁素体晶粒也粗化,导致了强度下降。     

热处理对14MnVTiRE钢4 mm薄板组织和力学性能的影响

14MnVTiRE钢[/%:0.10～0.15C、0.30～0.60Si、1.20～1.60Mn、0.03～0.09V、0.07～0.16Ti、0.10～0.15RE(加入量)]4 mm薄板的生产流程为180 t顶底复吹转炉-180 mm×1 260 mm连铸板坯-连轧-卷取工艺。在连铸时由结晶器喂φ2.5 mm RE丝。试验研究了950℃正火,950℃正火+690℃1～5 h回火对薄板组织和力学性能的影响。结果表明,正火后钢的组织为铁素体+细珠光体,在正火+690℃回火1～3 h钢中的珠光体片层碳化物发生球化,分布在晶界和晶粒内部,随回火时间进一步增加,碳化物呈点状和三角形,全部分布在晶界,材料的强度降低很大。14MnVTiRE钢薄板的最佳热处理工艺为950℃正火+690℃1～2 h回火,其屈服强度为510～610MPa,抗拉强度630～680 MPa,伸长率22%～25%。     

3Cr-3Mo二次硬化钢的回火组织和力学性能

研究了3cr—3Mo二次硬化钢淬火回火后的组织和力学性能。结果表明：随回火温度的升高，试验钢中先后析出M3c、M2c和M7C3等碳化物，在575℃回火时硬度达到峰值；400一575℃回火后试验钢的抗拉强度约为l600MPa，冲击韧性为30J／cm^2；回火温度高于600℃时，强度和硬度迅速下降，冲击韧性增加；640℃回火时，以M2C型碳化物为主，抗拉强度为1100MPa，冲击韧性增加至55J／cm^2。     

冷处理及回火次数对刀剪用M390粉末钢组织和性能的影响

通过对M390粉末不锈钢进行淬火、冷处理和低温回火，研究了热处理对合金显微组织和力学性能的影响。结果表明：冷处理降低合金中残余奥氏体的数量，大幅度提高材料硬度和抗弯强度；1 180℃淬火试样冷处理后，随回火次数的增加，单位面积碳化物颗粒总数和平均粒径增加，硬度下降，一次回火后硬度达到61.1 HRC;1 130℃淬火试样冷处理后，随着回火次数增加，单位面积颗粒总数不断增加，平均粒径和硬度下降，一次回火后硬度达到60.0 HRC；淬火温度和回火次数对抗弯强度影响不大，合金抗弯强度为4 000 MPa左右。     

热处理工艺对18%Cr马氏体不锈钢组织与力学性能的影响

以羰基Fe粉以及Cr_3C_2,VC,Mo_2C等碳化物粉末为原料,制备Cr含量(质量分数,下同)为18%的粉末冶金马氏体不锈钢。将不锈钢分别在1 050℃和1 150℃下淬火,然后于200~590℃下进行回火处理,研究热处理工艺对不锈钢组织与力学性能的影响。结果表明:粉末冶金18%Cr马氏体不锈钢的基体中存在M_7C_3型以及MC型碳化物,随回火温度升高,碳化物数量增多并且碳化物形态由原来的部分连续状向孤立、块状转变。1 150℃温度下淬火的不锈钢,其硬度较高,HRC最高达63.9,在较低温度下(200℃)回火时,抗弯强度为2 002 MPa,而在530℃温度下回火后,抗弯强度大幅升高至3 093 MPa。1 150℃淬火的不锈钢,其冲击韧性较低,随回火温度升高而升高。热处理后的不锈钢断裂形式均为准解理断裂。     

T8钢淬火及回火组织转变的研究

通过制定相应的淬火及回火工艺,研究了T8钢在不同温度淬火回火后的组织转变过程。应用金相显微镜和扫描电子显微镜对热处理后的组织进行观察,并且应用洛氏硬度计对试样的宏观硬度进行测量。经过试验可知:T8钢最佳淬火温度为850℃,温度过高和过低都是不可取的;随着回火温度的升高,T8钢回火组织依次以回火马氏体、回火托氏体和回火索氏体进行演变;试样在回火后的硬度先升高后下降,在200℃回火时的硬度达到最大值,这是由于马氏体中碳原子的偏聚以及大量弥散的ε-碳化物析出造成的。     

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。     

5NiCrMo低温钢调质热处理工艺研究

研究了5NiCrMo低温钢的调质热处理工艺,分析了回火温度对该钢组织和力学性能的影响。结果表明:试验钢经调质热处理后,形成了回火马氏体和逆转变奥氏体的混合组织。560~640℃回火时,随温度提高,屈服强度呈降低趋势,-100℃冲击功先升高、在620℃回火时达到峰值后降低。深冷后保留的逆转变奥氏体显著影响试验钢的低温韧性。拉伸和冲击性能均满足要求的回火温度是580~620℃。     

经深冷处理的4Cr5MoSiV1钢的回火组织和力学性能

研究了4Cr5MoSiV1钢经淬火 深冷处理 回火后的组织和力学性能.结果表明,试验钢在470℃左右回火时硬度达到峰值,二次硬化峰较普通处理的4Cr5MoSiV1钢有所左移.400～470℃回火后试验钢的抗拉强度为2 000～2 100 MPa,冲击功约为35～20 J,回火温度高于560℃时,强度与硬度均有所下降,冲击功增加.M2C、MC型碳化物的弥散析出可能是引起上述组织与力学性能变化的重要原因.     

热处理工艺对NM450耐磨钢组织与性能的影响

对控轧控冷工艺生产的16 mm厚度规格NM450耐磨钢板进行930℃+保温20 min淬火、200℃+保温25 min回火处理,并对热轧态、淬火态及回火态的钢板取样进行组织性能分析。结果表明,热轧后钢板组织为铁素体+珠光体以及少量贝氏体,淬火组织为马氏体+残余奥氏体以及少量贝氏体,回火组织为马氏体+残余奥氏体+针状贝氏体。试验钢淬火+回火处理后Rm1 378 MPa,A5021.5%,-20℃夏比冲击功61 J,表面布氏硬度443 HBW,具有良好的综合力学性能。     

固溶温度对中锰TRIP钢组织与力学性能的影响

以w(Mn)=8%的热轧TRIP钢(即相变诱导塑性钢)为对象,研究了热处理工艺对其显微组织与力学性能的影响规律.该中锰TRIP钢在固溶温度为800℃时,可获得包括铁素体、马氏体、残余奥氏体的多相组织.与一般TRIP钢相比,其力学性能明显提高,在固溶加回火的条件下,实验钢的抗拉强度为800～1 000 MPa,延伸率达到31%～40%,而强塑积达(30～32)GPa%.     

回火温度对热轧耐候桥梁钢组织和性能的影响

针对热轧态耐候桥梁钢Q345qDNH进行不同温度回火试验,研究回火温度对最终力学性能和组织的影响.结果 表明:试验钢在300 ～600℃较宽温度范围内回火,均获得良好的综合力学性能,在500℃回火时各项力学性能达到最优状态;在回火过程中,热轧态部分位错消失,形变及相变过程中产生的内应力得到释放,碳氮化物析出,可有效细化...     

组织状态对X120管线钢力学性能的影响

在实验室条件下对热轧X120管线钢进行两种不同工艺淬火,研究了回火温度对不同淬火态试验钢组织力学性能的影响。试验结果表明:直接快冷工艺下,显微组织以板条铁素体+马氏体为主;缓冷+直接快冷工艺下以粒状贝氏体+板条铁素体+马氏体为主。随回火温度升高,两种试验钢强度均出现起伏,在400~500℃范围内回火后,冲击功和伸长率均得到改善;采用直接快冷工艺在350℃和600℃回火后出现断口分离现象,从而导致力学性能波动,而缓冷+快冷工艺在回火过程中力学性能稳定性较好。因此,采用缓冷+快冷工艺+(450~500℃)回火,其力学性能达到X120级管线钢性能要求。     

热处理工艺对80 kg水电站用钢组织性能的影响

采用光学显微镜、拉伸试验机和低温冲击韧性试验机研究了热处理工艺对80 kg水电站用钢组织性能的影响,分析了试验钢在不同淬火温度和回火温度下微观组织的变化规律,讨论了试验钢在不同热处理状态下力学性能变化规律。结果表明:试验钢在较低温度下淬火得到粒状贝氏体组织,随着淬火温度的提高,逐渐转变为板条贝氏体组织。试验钢淬火后采用不同温度高温回火,淬火时形成的位错出现合并、重组并消失,淬火内应力得到释放,随着回火温度的升高,板条状组织出现了合并长大,铁素体数量增加,逐渐向多边形铁素体转变。同时,屈服强度呈现先升高后降低的现象,在630℃达到最大值;抗拉强度则是单边下降,当回火温度达到650℃时,抗拉强度出现了不合格现象,延伸率和-40℃低温冲击韧性值在回火阶段显著提高,综合对比认为较好的淬火温度可以选择900～930℃,回火温度可以选择600～630℃。     

不锈钢1Crl7Ni2锻件的热处理工艺研究

研究了尺寸对1Crl7Ni2热处理后力学性能的影响结果，认为铁素体的量、尺寸及碳化物析出是导致其韧性恶化的原因。对比了520℃和330℃两种回火温度对性能的影响，确定了适合锻件热处理的回火温度，适当地延长回火时问，有利于提高韧性。     

1800MPa级低合金超高强度工程机械用钢显微组织与力学性能

 设计了一种新型的超高强度工程机械用钢,在中试轧机上进行了不同工艺模拟轧制,对比研究了工艺1（80%变形量+直接淬火+250℃回火）、工艺2（90%变形量+层流冷却快冷至650℃/1h+空冷+250℃回火）和工艺3（90%变形量+空冷至650℃/1h+空冷+250℃回火）3种不同控轧控冷工艺对试验用钢的显微组织和力学性能的影响。结果表明：工艺1条件下试验钢的抗拉、屈服强度最高,塑韧性最好,分别可达到1816,1473MPa,伸长率为9.5%,断面收缩率为45%,室温冲击功为28J,-40℃冲击功为21J,硬度值达到50HRC,认为获得的是板条马氏体+残余奥氏体的复相组织和析出的复合微合金碳化物、ε-碳化物强韧化机制的综合作用;工艺2,3分别得到的是板条马氏体+块状贝氏体+残余奥氏体、板条马氏体+针状铁素体+片层状珠光体+残余奥氏体,力学性能下降明显;第二相析出物主要是Nb,V,Ti的复合析出颗粒。