亚温淬火工艺对低碳低合金高强钢组织及性能的影响

对低合金高强钢分别进行淬火+回火(QT)热处理和淬火+两相区的亚温淬火+回火(QLT)三段式热处理,采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)方法等观察分析其显微组织形貌、组成相和大角度晶界的密度分布,并测试其力学性能。结果表明:相比于QT工艺,低合金高强钢在QLT工艺后,强度虽稍有下降,但低温冲击韧性显著提高,而且屈强比降低,表现出良好的综合力学性能。在发生奥氏体逆转变以及两相区等温过程中,亚温淬火工艺细化新生成的奥氏体晶粒尺寸、增加大角度晶界密度,使有效晶粒尺寸明显减小,残留奥氏体的含量明显增加。     

两相区二次淬火对高强度船体钢低温韧性的影响

对比了淬火+回火(QT),淬火+两相区淬火+回火(QLT)两种热处理工艺对高强度含铜船体钢组织性能的影响。结果表明,QLT工艺并未改变含铜高强船体钢的时效硬化行为;但大幅度提高了钢的低温韧性,使钢在较宽的回火温度范围内(550～650℃)获得高强度和高韧性的匹配;晶粒细化,双相组织和逆转变奥氏体的形成是两相区二次淬火提高低温韧性的主要原因。     

轧后超快冷及亚温淬火对5%Ni钢微观组织与低温韧性的影响机理

采用"控制轧制、轧后超快冷、亚温淬火+回火(UFC-LT)"工艺制备了5%Ni钢,系统研究了这一工艺条件下5%Ni钢的微观组织与力学性能,并与常规调质工艺(QT)和离线淬火、亚温淬火加回火工艺(QLT)进行了对比。结果表明,经UFC-LT工艺处理后,5%Ni钢的显微组织由回火马氏体、临界铁素体和5.83%的逆转奥氏体组成,并可以获得优于QT和QLT工艺的强韧性匹配(抗拉强度为608 MPa,屈服强度为491 MPa,-196℃时Charpy冲击功为185 J),韧脆转变温度由QT工艺的-152℃下降到-196℃以下。与QT工艺相比,UFC-LT工艺改善韧性的因素主要有渗碳体的溶解、高密度的大角度晶界及5.83%的逆转奥氏体。     

临界淬火工艺处理高强结构钢Q690GJ的韧化机理

研究了QT(淬火+回火)和QLT(淬火+临界淬火+回火)热处理对高强结构钢Q690GJ微观组织及低温韧性的影响。通过金相、扫描电镜等方法,对低温冲击试样、无塑性转变试样进行了微观分析。结果表明:QLT工艺处理的Q690GJ钢低温韧性明显优于QT工艺。微观组织分析表明:QLT工艺处理试验钢组织为板条马氏体+残留奥氏体,临界淬火工艺形成了更多数量的、且较为稳定的残留奥氏体软相,提高了起裂前的塑性变形能力;同时形成更多取向混乱的马氏体板条束,有效阻碍了裂纹的扩展,从而提高低温韧性、降低无塑性转变温度。     

热处理工艺对9Ni钢组织和低温韧性的影响

对9Ni钢进行三种热处理工艺试验,分别为两次淬火+双相区淬火+回火（RLT）、淬火+双相区淬火+回火（QLT）、淬火+回火（QT）。采用X射线衍射仪、扫描电镜及多功能内耗仪等对不同工艺下9Ni钢的组织和低温韧性进行分析研究。结果表明,9Ni钢经QT处理后组织为马氏体+逆转奥氏体;经RLT和QLT处理后,组织中的马氏体变得细小,逆转奥氏体含量增加,并有23%左右的铁素体生成。RLT工艺下试验钢在－196 ℃下的低温冲击吸收能量最高,达到188 J,此时测得的逆转奥氏体含量也最多,为8.90%。RLT工艺下增韧归因于：晶粒细化;增加了逆转奥氏体形核点,逆转奥氏体含量增加,马氏体基体得到净化;铁素体组织粗化。     

热处理对大截面LS8铸钢组织和性能的影响

对自主研发的LS8铸钢大截面试样采用完全淬火+高温回火(QT)、亚温淬火+高温回火(LT)和完全淬火+亚温淬火+高温回火(QLT)3种不同工艺进行热处理,分析了热处理工艺对大截面试样组织和力学性能的影响。结果表明,经QLT工艺处理后大截面试样心部的低温冲击性能最好,满足API Spec 8C要求。显微组织观察及冲击断口形貌分析结果表明,低温冲击性能的提高与亚温淬火后组织中弥散分布的细小铁素体有关。     

亚稳奥氏体对低温海工用钢力学性能的影响与机理

利用EBSD,HRTEM与热膨胀仪等实验手段对低碳中锰钢在淬火+回火(QT)与淬火+片状淬火+回火(QLT)工艺下的奥氏体形貌与相变过程进行了对比分析.结果表明,QT与QLT工艺下所生成的回转奥氏体形貌、尺寸、位置以及由此导致的奥氏体稳定性差异是造成实验钢力学性能特别是低温冲击韧性巨大差异的最主要原因.热力学与动力学分析表明,由于QLT工艺在淬火+片状淬火(QL)阶段完成了C和Mn元素的第一次配分,因而相比于QT热处理工艺,QLT工艺下回转奥氏体在生成速率显著提高的同时其生长模型也由一维双向增厚模式演变成一维单向增厚模式.     

复合热处理对ZG20CrSiMn耐磨铸钢组织和性能影响

采用金属模具浇注新型ZG20CrSiMn槽帮低碳耐磨铸钢,研究了亚温淬火热处理(QLT)和深冷处理(DCT)复合热处理对其显微组织、力学性能和耐磨损性能的影响。结果表明,与常规调质(QT)、QT+DCT及QLT工艺相比,复合热处理(QLT+DCT)工艺可以显著提高ZG20CrSiMn钢的抗拉强度、韧性以及抗磨损性能。经QLT+DCT工艺处理后的ZG20CrSiMn钢,具有良好的抗拉强度及韧性,这与层片状的细小回火索氏体组织和一定比例的铁素体有关。与QT+DCT工艺处理样品对比,QLT+DCT工艺处理样品具有更好的耐磨损性能。     

淬火工艺对大厚度690 MPa级海工钢板组织性能的影响

通过力学性能分析及显微组织观察,对比了淬火+回火(QT),一次两相区淬火+一次淬火+回火(LQT),一次淬火+一次两相区淬火+回火(QLT)三种热处理工艺对大厚度超高强度690 MPa级海洋工程用钢板组织性能的影响。结果表明,3种不同淬火+回火工艺对690 MPa级海洋工程用钢的低温冲击性能影响不同,其中采用一次淬火+回火工艺不能保证大厚度海洋工程钢板的低温冲击性能,尤其是不能保证钢板心部低温冲击性能,采用一次两相区淬火+一次淬火+回火(LQT)工艺能够一定程度提升钢板的低温冲击性能,一次淬火+两相区二次淬火+回火(QLT)工艺结果最理想,能够大幅度提高钢板的低温冲击性能,同时,还能够获得最好的强韧匹配,其中细化晶粒及适合的显微组织状态是决定钢板优良低温冲击性能的关键因素。     

低屈强比超高强EH690钢板的研发

采用常规化学成分、轧制和调质热处理工艺生产的超高强EH690钢板屈强比在0.96以上,为了实现钢板较低的屈强比,一般采用低碳、高合金的化学成分设计,然后再进行两次淬火(常温淬火Q+两相区淬火Q＇)+回火的工艺,生产工艺复杂,生产成本较高。为此,采用低合金化学成分设计,合理的控轧控冷工艺及亚温淬火+回火的热处理工艺,研究了不同亚温淬火温度、回火温度对EH690钢板力学性能和显微组织的影响。结果表明:所设计化学成分的EH690钢板经过815 ℃的亚温淬火+480 ℃回火热处理后,钢板具有合适比例的软相铁素体和硬相马氏体双相组织,这种组织在保证钢板具有较好力学性能的同时屈强比也降低到0.90左右。采用该工艺,简化了生产工艺流程,降低了生产成本,实现了低屈强比超高强EH690钢板的工业化大规模生产。     

热处理工艺对9Ni钢组织与性能的影响

对9Ni钢厚板进行了4种热处理工艺试验,分别是终轧后直接淬火+回火(DQ+T)、淬火+回火(QT)、淬火+双相区淬火+回火(QLT)和热轧后空冷到双相区淬火+回火(LT),分析了热处理工艺对9Ni钢组织与性能的影响规律.结果表明,9Ni钢采用DQ+T工艺热处理可获得最高的强度,但-196℃低温下的冲击功只有139 J;采用传统的QT和QLT能保持较高的低温韧性,低温冲击功分别为198 J和223 J.采用QT工艺的强度和屈强比高,伸长率较QLT处理的要低.采用QLT工艺获得铁素体,钢板低温韧性显著提高的同时强度则有较大幅度的降低,而伸长率最高;采用LT工艺热处理的钢板低温冲击功为225 J,达到QLT工艺水平,其屈服强度、抗拉强度和伸长率均比QT处理的钢板的同类指标要高,是一种兼有高韧性和高强度的新工艺.     

Q550D低碳贝氏体钢特厚板热处理工艺研究

国内传统的特厚板热处理方式为调质处理,钢板表面为索氏体组织,心部为索氏体、贝氏体组织,可以获得较为理想的强度,但由于特厚板厚度较大,厚度方向组织不均匀,无法获得优良的韧性。采用Q550D低碳贝氏体钢的化学成分设计并采用QLT(淬火+两相区亚温淬火+回火)热处理工艺,引入未溶铁素体相,使钢板获得贝氏体+铁素体的均匀混合组织,在保证强度的基础上进一步提高了韧性,进而获得优良的综合性能。研究了不同单相区淬火温度、两相区亚温淬火温度及回火温度下试样的组织与性能,得出Q550D特厚板最佳的热处理工艺：925℃淬火+830℃两相区亚温淬火+640℃回火。     

亚温淬火对30CrMnSiA 钢氢致延迟断裂的影响

本文研究了亚温(α+γ)区域淬火对高强钢30CrMnSiA 氢致延迟断裂的影响。结果表明,在900℃油淬和250℃回火之间增加一次自860℃(α+γ)区的亚温淬火能显著提高该钢的抗氢脆能力。可提高回火马氏体的氢致延迟断裂的下临界应力,降低裂纹扩展速率,而对回火索氏体组织影响不大。离子探针和 X-射线能谱分析发现亚温淬火在不同程度上消除了合金元素和杂质元素在奥氏体晶界上的偏聚;微量铁素体的存在,以及奥氏体晶粒细化都对改善钢的氢致延迟断裂抗力起着有益的作用。     

逆转变奥氏体对9Ni钢低温冲击韧度的影响

对经淬火+回火(QT)与淬火+两相区淬火+回火(QLT)工艺处理后的9Ni钢中的逆转变奥氏体含量和其对原位拉伸时裂纹形成和扩展时所起到的作用进行了观察和分析。结果表明:经QT工艺处理的钢中的逆转变奥氏体含量为2%,在裂纹扩展过程中,裂纹尖端成锐角,加剧了应力集中;经QLT处理后,钢中的逆转变奥氏体含量提高为6%,在裂纹扩展的过程中,裂纹尖端成钝角,弱化了应力集中。逆转变奥氏体并不能直接阻碍裂纹的扩展,通过提高基体的韧性,间接地阻碍裂纹的扩展,从而优化实验钢的低温韧性。     

两相区热处理工艺对9NiCrMo钢回火稳定性的影响

运用OM、SEM和TEM对9NiCrMo钢经调质（QT）、两相区淬火（QLT）后的微观组织结构进行了观察,用X射线衍射测定了两相区淬火（QLT）试样的逆转变奥氏体含量,研究了调质（QT）、两相区淬火（QLT）工艺对9NiCrMo钢强度和韧性的影响及其机理。研究结果表明：两相区淬火处理过程中,二次淬火（L）温度对试验钢中析出稳定逆转变奥氏体的量有影响;本试验中,两相区淬火温度为750 ℃时,试验钢中析出稳定逆奥的量最多,即该温度下试验钢的韧性最好;两相区热处理能很大程度改善9NiCrMo钢的回火稳定性,利于工业生产。     

调质工艺对620 MPa级高强钢组织及性能的影响北大核心CSCD

通过拉伸、系列冲击以及NDT落锤试验,采用SEM、TEM及EBSD技术手段,研究了轧后空冷+离线淬火+回火(QT)与轧后在线淬火+回火(DQT)工艺对620 MPa级高强钢组织及力学性能的影响。结果表明,调质后组织均为回火索氏体,但DQT工艺下组织粗大、扁平化且板条更加细长;淬火后试样在回火过程中,随着回火温度的升高,强度降低,塑性升高,且在线淬火试样纵向强度高于横向;在相同的回火工艺下,经DQT工艺处理的试样强度高于QT工艺处理的试样,但QT工艺下的调质钢断后伸长率、韧脆转变温度(FATT)及无塑性转变温度(NDTT)高于DQT工艺处理的试样。离线淬火工艺下的调质钢位错密度低、马氏体板条块尺寸小、残留奥氏体及大角度晶界含量高,该工艺处理后试样具有较低的韧脆转变温度和良好的止裂性能。     

调质工艺对620 MPa级高强钢组织及性能的影响

通过拉伸、系列冲击以及NDT落锤试验,采用SEM、TEM及EBSD技术手段,研究了轧后空冷+离线淬火+回火(QT)与轧后在线淬火+回火(DQT)工艺对620 MPa级高强钢组织及力学性能的影响。结果表明,调质后组织均为回火索氏体,但DQT工艺下组织粗大、扁平化且板条更加细长;淬火后试样在回火过程中,随着回火温度的升高,强度降低,塑性升高,且在线淬火试样纵向强度高于横向;在相同的回火工艺下,经DQT工艺处理的试样强度高于QT工艺处理的试样,但QT工艺下的调质钢断后伸长率、韧脆转变温度(FATT)及无塑性转变温度(NDTT)高于DQT工艺处理的试样。离线淬火工艺下的调质钢位错密度低、马氏体板条块尺寸小、残留奥氏体及大角度晶界含量高,该工艺处理后试样具有较低的韧脆转变温度和良好的止裂性能。     

热处理工艺对1500MPa级低碳Nb-Ti低合金钢组织及性能的影响

通过低成本成分设计,在控制轧制的基础上,分别采用直接淬火(DQ)、直接淬火+回火(DQ+T)以及再加热淬火+回火(RQ+T)工艺成功制得了抗拉强度1500 MPa级经济型低合金高强高韧钢。对比研究了DQ、DQ+T和RQ+T 3种工艺钢的微观组织和力学性能。结果表明:DQ工艺钢的微观组织为板条马氏体+少量铁素体及残留奥氏体的复相组织,其抗拉强度和屈服强度分别为1750 MPa和1300 MPa,-40℃下冲击吸收功为37 J。200℃回火1 h后,试验钢位错密度降低,大量细小ε碳化物在板条内析出。DQ+T工艺钢屈服强度达到1400 MPa,-40℃下冲击功为43 J。试验钢直接淬火后再加热至880℃,获得了平均晶粒尺寸为5.7μm的细小等轴奥氏体。相比于DQ及DQ+T工艺钢,RQ+T工艺钢获得了更高的韧性,冲击功达到56 J。研究发现,未溶的(Nb,Ti)(C,N)粒子能有效抑制奥氏体晶粒长大。组织细化及残留奥氏体是RQ+T工艺钢获得高韧性最主要的原因。     

9%Ni钢亚温淬火处理工艺参数试验研究

研究了亚温淬火工艺中淬火加热温度、两相区淬火温度、回火温度等参数对试制的国产9%Ni钢组织的影响,通过试验分析确定了实验室最佳亚温淬火工艺,即:淬火加热温度宜为800℃,两相区淬火温度宜为680℃,回火温度宜为580℃。对亚温淬火热处理中容易出现的问题及其与QT处理的不同进行了讨论。研究表明,亚温淬火处理中出现的带状组织是由于两相区淬火加热保温时间过长引起元素偏聚造成的,将亚温淬火保温时间控制在30 min以内,可避免带状组织出现。亚温淬火处理可获得比调质处理更细小的晶粒及更细的组织,逆转变奥氏体量增多且分布更加弥散均匀。     

添加Cu对9%Ni钢屈强比的影响

研究了铜含量以及热处理工艺对9%Ni钢屈强比的影响。采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)观察了钢的组织特征,测试了钢的拉伸性能、硬度以及晶粒度。结果表明,经淬火+两相区淬火+回火(QLT)处理,随着Cu含量(0～1.5%)的增加,钢中马氏体量增加,铁素体量减少,同时还可细化晶粒,而且可能造成强烈的第二相强化,三者共同作用导致的屈强比增加。QLT处理较常规热处理可显著降低钢的屈强比,9%Ni钢中添加适量铜有利于钢强度及屈强比的匹配。