二次正火处理对9Cr3W3Co钢微观组织和冲击韧性的影响

对9Cr3W3Co钢在传统正火热处理和3种不同温度二次正火热处理后的显微组织和冲击韧性进行了研究。结果表明:二次低温正火可以有效细化9Cr3W3Co钢传统正火热处理后的粗大晶粒,回火后冲击断口的剪切唇面积大幅增加;二次低温正火过程中析出富Nb、V的MX相颗粒,有益于晶粒的细化,同时回火后的M23C6碳化物更为细小弥散,两者的共同作用带来了冲击韧性的提升。     

正火温度对G115钢组织及650℃强度的影响

在1030~1120℃温度区间,对G115钢进行不同温度的正火处理随后进行780℃×3 h回火,并对其进行显微组织和650℃拉伸性能研究。拉伸结果表明:随正火温度的升高,650℃强度呈现"M"形变化特征。组织观察发现,1030℃时,晶粒重结晶未完全完成;随正火温度由1065℃升至1095℃,G115钢原奥氏体平均晶粒尺寸由38.40μm,减小至34.45μm左右,在1075℃至1095℃出现"平台";当温度升至1120℃时,原奥氏体平均晶粒尺寸为67.64μm,长大明显。对不同正火温度试样扫描电镜(SEM)的背散射电子(BSE)观察,均发现较多的富W和Fe元素的Laves相。Laves相的尺寸和尺寸超过1000 nm Laves相所占的比例呈现"W"形变化特征。650℃强度随正火温度的变化规律主要与大尺寸的Laves相相关。     

9Cr3W3Co钢的持久性能

对9Cr3W3Co钢正火和回火后的组织及持久断裂机制和断裂源进行了研究。结果表明:9Cr3W3Co钢热处理后的组织由板条马氏体和M_(23)C_6相构成;9Cr3W3Co钢650℃下10~5h外推持久强度达到97 MPa,持久断口均呈微孔聚集型韧窝状,且持久断裂塑性随应力的降低而逐渐下降,高应力与低应力下的持久断口裂纹源分别为Al_2O_3和Laves相。     

正火温度对G115钢组织及室温强度的影响

对G115钢进行1065~1120℃不同温度的正火处理,研究其显微组织和室温拉伸性能。结果表明:正火温度由1065℃升至1075℃时,抗拉强度由802.91 MPa降至741.15 MPa;正火温度由1075℃升至1105℃时,抗拉强度出现一个"平台",约为798.97 MPa;当正火温度由1105℃升至1120℃时,抗拉强度降至745.13 MPa,屈服强度的变化规律与抗拉强度相似;随正火温度由1065℃升至1095℃,G115钢原奥氏体平均晶粒尺寸由38.40μm减小至34.45μm左右,在1075℃至1095℃亦出现个"平台";当温度升至1120℃时,原奥氏体平均晶粒尺寸为67.64μm。不同正火温度试样均发现较多的富W和Fe元素的Laves相。     

不同钒含量对高氮20MnSi螺纹钢冲击韧性的影响

探讨了钒含量对高氮20MnSi螺纹钢组织和室温冲击韧性的影响,并利用扫描电镜对试验钢的宏观和微观断口形貌进行分析。结果表明:随钒含量的增加,高氮20MnSi螺纹钢晶粒由8.6μm变化到2.1μm,显著细化了晶粒;常温下钒提高了试验钢冲击韧性的敏感程度,钒含量的增加使冲击功由5.8J变化到97.2 J,并且当钒含量为0.047%时,冲击功达到99.6 J;在高氮条件下,钒含量的增加使20MnSi螺纹钢脆性区转变为塑性区,但在C含量高(0.052%)的试验钢中冲击韧性有所降低。     

退火态12Cr13不锈钢显微组织及其对冲击韧性的影响

利用OM和SEM研究了核反应堆驱动机构用12Cr13不锈钢的组织特征,分析了退火态组织中碳化物形貌及其对冲击韧性的影响.实验结果表明,碳化物形貌是决定不锈钢冲击韧性的关键因素.分布在原马氏体晶粒内、尺寸细小、分布均匀的颗粒状碳化物可显著改善12Cr13的冲击性能;而分布在晶界上的块状和条状碳化物,以及铁素体晶粒内随机分布的大颗粒状碳化物,则严重恶化不锈钢的冲击韧性.退火温度对碳化物析出和分布具有较大影响,当退火处理温度由760℃升高到860℃时,碳化物尺寸增大,使得12Cr13不锈钢的冲击功由151J降低到106J;当碳化物完全消失且呈块状或条状分布时,不锈钢冲击功降低至5J.     

热处理工艺对塑料模具钢10Ni3MnCuAl组织、晶粒度和性能的影响

利用金相和冲击试验方法测定了10Ni3MnCuAl正、回火和淬、回火处理后的组织、晶粒度和冲击韧性。结果表明,试验钢通过正火可显著改善组织均匀性和细化晶粒,晶粒度由淬、回火状态的2级提高到7级,950℃为试验钢的最佳正火温度;试验钢经过950℃正火和520℃回火处理后组织为回火贝氏体,回火后硬度为41.3HRC,冲击值达到13.3J,相对880℃淬火和520℃回火冲击值有显著提高。     

热处理工艺对G115钢铸件组织与性能的影响

以均匀化退火后的G115钢铸件为对象,研究了不同正火+回火工艺处理对其显微组织及力学性能的影响,其中正火工艺分别为1070 ℃×1 h,AC和1100 ℃×1 h,AC,回火工艺分为一次回火(780 ℃×3 h,AC)和两次回火(780 ℃×3 h,AC+750 ℃×3 h,AC)。结果表明:随着正火温度的上升,G115钢铸件的室温强度和650 ℃高温强度均有所上升,而韧性有所下降,塑性无明显变化;随着回火次数的增加,G115钢的室温强度和650 ℃高温强度均有所降低,韧性和塑性无明显影响。正火+回火处理后G115钢铸件中的析出相主要有Laves相、M₂₃C₆以及MX(NbC、VN)相,冲击断口形貌呈解理或准解理断裂特征。随着正火温度升高,马氏体板条块(Block)宽度有所增加,排列相对整齐。原奥氏体晶粒尺寸是G115钢室温强度贡献值中晶界强化量的有效晶粒尺寸。推荐的热处理制度为1100 ℃×1 h(AC)正火+780 ℃×3 h(AC) 回火。     

热处理工艺对Fe-12Cr马氏体钢组织与力学性能的影响

对Fe-12Cr马氏体钢包壳管材分别进行980～1050℃下保温15～30 min正火处理,随后在730～790℃温度下进行2 h回火处理,研究不同热处理工艺对Fe-12Cr马氏体钢包壳管材微观组织、室温和高温力学性能的影响。结果表明:正火处理后,冷轧Fe-12Cr马氏体钢的组织为板条马氏体,冷轧态的碳化物粒子会部分固溶于马氏体基体中;随正火温度的升高,残余碳化物的含量降低,且原奥氏体晶粒尺寸会增大(从980℃的9μm增至1050℃的12μm);回火处理后,马氏体基体上重新析出细小碳化物粒子,且随回火温度增加,碳化物粒子会发生粗化,平均尺寸为0.2～0.28μm,而马氏体板条间距几乎不随回火温度发生变化。Fe-12Cr马氏体钢经过1050℃×15 min正火+760℃×2 h回火处理后具有最佳的综合力学性能,其在600℃下的屈服强度为270 MPa,伸长率为40%;此时合金的碳化物粒子体积百分数最高,约为4.5%。     

热处理工艺对AISI 4140钢组织和性能的影响(英文)

采用光学显微镜(OM)和扫描电镜(SEM)研究了不同正火和回火温度下改性AISI 4140钢的显微组织,采用透射电镜(TEM)和选区电子衍射(SAED)观察分析了其碳化物的类型、尺寸和形态,还对改性AISI 4140钢的硬度、拉伸性能、冲击韧性进行了测试。结果表明:在850～900℃的正火处理过程中,随着正火温度的升高,平均晶粒尺寸保持在14μm左右;当正火温度达到925℃时,平均晶粒尺寸达到20μm以上,导致力学性能下降;马氏体硬度随正火温度的升高先升高后下降,880℃时达到最大值497 HV10;随着回火温度的升高(580～620℃),实验钢中的M_3C碳化物变短、变厚,屈服强度从1044 MPa下降到855 MPa,冲击韧性(-18℃)从55 J提高到108 J,这是由于位错密度较低及析出物较多导致的。     

基于Thermo-Calc的马氏体耐热不锈钢析出相分析

基于Thermo-Calc热力学计算软件,研究了600℃、650℃时马氏体耐热不锈钢中Cr、W、Mo合金元素含量变化对析出相的影响。计算结果表明:钢中析出相主要为M_(23)C_6、金属间化合物Laves相和σ相。温度和合金元素Cr、W、Mo含量变化对M_(23)C_6碳化物析出影响较小,对Laves相和σ相的析出影响较大,W、Mo含量在一定范围内变化时会析出CHI相。随Cr含量增加,Laves相析出量先保持不变,但当σ相开始析出后线性减少。温度和W含量变化对σ相析出量影响较大。随Mo含量增加,Laves相析出量线性增加;600℃时当σ相开始析出后,Laves相析出量缓慢增加;650℃时无σ相析出,但当CHI相大量析出后,Laves相析出量急剧减少。     

热压时间对Laves相Cr2Nb合金组织与性能的影响

采用机械合金化 热压工艺路线制备化学配比成分的单相Laves相Cr2Nb合金.研究了Cr、Nb元素粉经20h球磨后在1300℃不同时间热压所获得的Laves相Cr2Nb合金的组织性能.结果表明,采用机械合金化 热压工艺可以制备出高致密度的组织细小均匀的Laves相Cr2Nb合金,随着热压时间的延长,合金的致密度、晶粒尺寸和维氏硬度逐渐增大而断裂韧度逐渐减小.1300℃×30min的热压试样的平均晶粒尺寸达到亚微米级,致密度达到98.7%,断裂韧度达到5.07MPa·m1/2,与熔铸法制备的Laves相Cr2Nb相比,室温断裂韧性提高,实现了细晶组织对Laves相Cr2Nb合金的增韧效果.     

循环热处理对3J33（C）马氏体时效钢组织、性能的影响

3J33（C）马氏体时效钢是以无碳（或超低碳）铁镍马氏体为基体的时效强化型高弹性合金。采用工业电炉处理合金,高温固溶处理后,再经过4次变温循环相变,基体组织由高温固溶后220μm的粗大等轴晶细化为15μm左右的均匀细小晶粒。进一步时效处理后,合金抗拉强度、屈服强度、弹性极限、硬度提高10%以上,断面收缩率、断后伸长率、冲击吸收功提高30%以上。     

高温均匀化对H13钢强韧性的影响

H13（4Cr5MoSiV1）钢是一种应用广泛的热模具网，富含Cr、Mo、V等碳化物形成元素，易形成大量碳化物，一次碳化物和偏析，并因此降低H13钢冲击韧性，采用扩散退火、超细化处理和软化处理手段，能消除一次碳化物，改善偏析，使二次碳化物呈球状均匀分布在铁素体基体上，从而显著提高钢的横向冲击韧性。试验结果表明，H13钢经高温均匀化，退火横向冲击功超过90J，淬回火态横向冲击功超过20J，其冲击功均较未处理的试样1倍以上，达到或接近Uddeholm8407s钢的水平（其冲击功分别为78J和23J）。     

热处理对高速钢W6Mo5Cr4V3Co8组织和性能的影响

采用OM,SEM,EDS,TEM以及力学性能试验,研究了热处理工艺对不同尺寸规格的粉末冶金高速钢W6Mo5Cr4V3Co8微观组织和力学性能的影响。结果表明,区别于普通高速钢,粉末冶金高速钢微观组织中没有大颗粒尺寸共晶碳化物,退火组织中碳化物均匀、细小,颗粒尺寸小于3μm。因此,不同尺寸规格钢材以及不同截面方向的组织都保持着高度的一致性;试验钢在1080～1180℃较宽的温度范围内淬火都能够获得67 HRC以上的硬度。淬火后的组织为马氏体+残留奥氏体+未溶碳化物,淬火奥氏体晶粒尺寸非常细小;经过高温回火后,试验钢存在明显的二次硬化效应,二次硬化峰出现在520℃。二次硬化现象是由残留奥氏体转变和合金碳化物析出共同作用的结果,TEM分析显示,试验钢经高温回火析出的二次硬化碳化物包含VC;冲击韧性试验结果表明,不同截面尺寸粉末高速钢的冲击韧性基本相当,同一钢材其横向和纵向的冲击韧性相差不大。     

TiC纳米析出相对低碳马氏体钢的韧化机理

采用SEM、EBSD、TEM、SAXS、XRD及相分析等方法,对经过相同轧制及热处理工艺的含Ti与无Ti低碳马氏体钢组织及冲击韧性进行分析对比。结果表明:含Ti钢经900℃油淬后,析出大量5～36 nm尺寸范围内的TiC。析出相有效钉扎晶界,马氏体组织得到显著细化,有效晶粒尺寸达到4.6μm;同时TiC的大量析出还使得含Ti钢位错密度下降,弹性模量明显提高。经900℃油淬后,含Ti钢冲击韧性明显改善,冲击吸收功由无Ti钢的53 J大幅提高至265 J。     

W-Ni-Fe合金微观组织与冲击性能研究

在不同混料时间相同烧结工艺下制备了两件钨合金。采用金相显微镜、扫描电子显微镜以及能谱技术对两件钨合金的微观组织以及成分进行了表征,并对其进行了冲击性能测试。微观组织观察表明两件钨合金晶粒形貌、尺寸差别不大,钨颗粒晶粒尺寸介于10⁵0μm。微区成分测试表明两件样品钨颗粒微区成分基本相同,而粘结相区差别较大。混料时间较长的钨合金粘结相区W元素含量较高,Ni、Fe、Co元素含量较低;而混料时间较短的钨合金微区成分正好相反。冲击韧性测试表明混料时间较长的钨合金冲击韧性明显降低。冲击断口显示混料时间较长的钨合金粘结相区撕裂棱较短,而混料时间较短的钨合金粘结相区撕裂棱较长。     

马氏体时效钢循环相变的EBSD分析

利用电子背散射衍射(EBSD)技术和金相实验方法研究了循环相变处理对马氏体时效钢显微组织、晶粒取向及晶界分布特征的影响。结果表明,随着循环处理次数的增加,马氏体时效钢的晶粒逐渐细化,小角度晶界逐渐转变为大角度晶界,经过3次循环相变处理,小角度晶界向大角度晶界的转变达动态平衡,晶粒最细约为5μm,之后晶粒又开始长大;马氏体时效钢的强度随着小角度晶界所占比例的减少而逐渐降低,冲击韧性则随着大角度晶界所占比例的增加而提高,3次循环相变处理后马氏体时效钢的强韧性配合最佳。     

低碳钒微合金直接淬火钢组织与性能

采用OM、SEM、TEM、XRD及力学性能测试等表征手段分析了钒添加量对低碳V微合金直接淬火钢显微组织结构和析出相特征的影响,并对其拉伸性能及冲击韧性进行了测定。结果表明:钒的加入能使钢的晶粒组织得到明显细化;同时随着其含量的增大,试验钢的强度增加。当V添加量为0.30 mass%时,试样钢综合性能最优,抗拉强度达1746 MPa,屈服强度为1301MPa,-40℃冲击功为42 J。     

循环淬火-回火处理对90CrMnTi钢冲击韧性的影响

采用OM、SEM、TEM和XRD等分析方法,研究了90CrMnTi钢经780℃淬火(1~3)次和180℃回火处理后的组织和性能,分析了循环淬火-回火处理对冲击韧性的影响。研究表明,循环淬火显著改善了90CrMnTi钢的冲击韧性,但对其硬度的影响较小。经3次淬火后其晶粒尺寸从1次淬火的约18μm减小到3μm,马氏体片的宽度明显变窄,未溶碳化物减少和残留奥氏体量增加。宽度20~70 nm的薄膜状残留奥氏体分布于马氏体片间或马氏体片与碳化物的交界处,且与相邻马氏体满足K-S或NW位向关系。90CrMnTi钢冲击韧性显著提高的根本原因是循环淬火-回火处理所致的晶粒超细化、马氏体片细化和碳化物减少及残留奥氏体量增加的综合作用的结果。