Effect of quenching temperature on structure and properties of centrifugal casting high speed steel roll

The critical points and time-temperature-transformation (TTT) curves of the isothermal transformation diagrams for a high-speed steel casting on a horizontal centrifugal casting machine had been determined experimentally in the study. The effects of quenching temperature on the microstructures and properties of centrifugal casting high speed steel (HSS) roll has been investigated using scanning electron microscopy (SEM), light optical microscopy (LOM) and X-ray diffraction (XRD) as well as using tensile, impact, and hardness tests. The results show that the HSS roll has excellent hardenability and its matrix structure can be transformed into the martensite after being quenched in the sodium silicate solution. The retained austenite in the quenching structure increases and the hardness decreases when the quenching temperature exceeds 1,040℃. The tensile strength and impact toughness of HSS roll increase once the quenching temperature is raised from 980℃ to 1,040℃. However, the tensile strength and impact toughness have no significant change when the quenching temperature exceeds 1,040℃. The HSS roll quenched at 1,040℃ exhibits excellent comprehensive mechanical properties.     

On microstructure and performance of tempered high-boron high-speed steel roll

Influences of the tempering temperature on the microstructure,mechanical property and wear resistance of High-Boron High Speed Steel (HBHSS) roll materials were investigated by means of optical microsc...     

回火温度对42CrMo钢棒感应调质组织及力学性能的影响

以42CrMo钢棒为对象,使用中频感应加热进行调质处理,研究了不同回火温度(500、550、600、650及700 ℃)对42CrMo钢棒组织及力学性能的影响。结果表明,随着回火温度的升高,42CrMo钢的显微组织均为回火索氏体,碳化物由不均匀分布细针状逐渐转变为短棒状,长宽比减小。随着回火温度升高至600 ℃,碳化物转变为弥散分布的颗粒状,650 ℃时颗粒状碳化物出现偏聚,700 ℃时回火索氏体快速粗化,硬度、抗拉强度与屈服强度呈现连续下降趋势,断后伸长率与断面收缩率呈连续小幅度上升趋势。     

回火温度对Cr5NiMoVNb支承辊用钢组织与性能的影响

为了研究回火温度对Cr5NiMoVNb支承辊用钢显微组织及力学性能的影响,采用扫描电镜、X射线衍射仪、洛氏硬度计、拉伸试验机和冲击试验机对不同回火温度下Cr5NiMoVNb钢进行了测试.结果表明:Cr5NiMoVNb钢的回火态组织以回火马氏体为主,并含有少量的残留奥氏体.回火过程中伴随有碳化物的析出和马氏体相变.随着回...     

热处理工艺对30Cr16Mo1VN钢组织和性能的影响

为探索30Cr16Mo1VN钢最佳的热处理工艺,采用冲击、拉伸试验机、洛氏硬度计、OM、SEM、XRD、TEM研究了淬、回火温度对该钢组织和力学性能的影响。结果表明:该钢最佳的淬火温度为1050 ℃,淬火后存在少量M₂₃C₆碳化物和M₂N氮化物阻碍晶界迁移,其平均晶粒尺寸为14.1 μm,而大部分碳/氮化物固溶进基体中,导致Ms点降低,残留奥氏体含量增至59.2%。经-73 ℃冷处理后,大量残留奥氏体转变成马氏体,硬度提高至57 HRC。该钢300 ℃回火时具有良好的强韧性匹配,抗拉强度达2030 MPa,断面收缩率为10.0%。回火后基体发生回复,位错密度降低,随回火温度的升高,基体上析出细小弥散的球状碳化物阻碍位错运动产生二次硬化,450 ℃回火时出现硬度峰值。回火温度低于500 ℃时,该钢的硬度值皆大于55 HRC,具有良好的回火稳定性。     

回火温度对1100 MPa级高强钢组织与性能的影响

研究了920 ℃水淬+不同温度回火后1100 MPa级高强钢的显微组织和力学性能。结果表明:回火温度为250 ℃时,所得到的力学性能最佳,抗拉强度、屈服强度、硬度、断后伸长率和冲击吸收能量分别为1423 MPa、1220 MPa、446 HV5、14.2%和56 J。随回火温度的升高,抗拉强度、屈服强度、硬度值整体呈现下降的趋势,冲击吸收能量先减小后增加。回火温度为150 ℃时,组织为回火马氏体和ε碳化物,析出的ε碳化物呈细长杆状。回火温度上升到250 ℃之后,马氏体板条稍有粗化,ε碳化物长大。随回火温度继续升高,板条马氏体逐渐转变为等轴铁素体,ε碳化物也会转变为渗碳体并逐渐球化粗化。     

经磁场淬火和高温回火的T10钢的力学性能

与经普通淬火和高温回火的相比,经磁场淬火和高温回火的T10钢的抗拉强度提高了28％,断后伸长率提高了8．6％,硬度提高了8HRC。此外,磁场淬火还提高了T10钢的抗回火能力,这是由于磁场淬火后的钢中含有大量弥散碳化物所致。     

热处理工艺对10B38钢组织性能的影响

研究了热处理工艺对10B38钢微观组织、力学性能以及低温冲击韧性的影响。结果表明：随淬火温度的升高,淬火硬度呈先上升后降低的趋势,在870 ℃时,淬火硬度最大;随着回火温度的升高,马氏体晶界及晶面逐渐有碳化物析出,组织中碳化物由片状连续不均匀分布变为颗粒状弥散分布;抗拉强度与屈服强度都随回火温度的升高而下降,断面收缩率及断后伸长率随回火温度的升高而增加;在350～450 ℃温度区间,冲击功随回火温度升高稳定增加,回火温度在550 ℃以上时,冲击功急速升高,10B38钢经油淬后在550～650 ℃区间回火能够同时满足强度和冲击功的要求。     

低合金耐磨钢板NM600组织及其磨损性能研究

对一种新型高级别低合金高强度耐磨钢NM600进行热处理实验,研究了淬火温度和回火温度对实验钢组织和力学性能的影响,并分析了最优工艺条件下实验钢的磨损性能。结果表明：当淬火温度为880 ℃,回火温度为180 ℃时,实验钢力学性能最优,其中维氏硬度、抗拉强度、伸长率和-40 ℃冲击功分别为628 HV、2 000 MPa、7.3%、27.8 J,实验钢组织为典型的板条马氏体结构,马氏体板条内部及其板条界面上分布着细小均匀的碳化物。三体冲击磨损实验结果表明：工艺优化后的实验钢的耐磨性能与瑞典SSAB公司生产的HARDOX600相近,是NM400钢的1.376倍,抗磨损性能良好。     

Q345/40Cr钢双金属环件的热处理工艺及组织性能

对热辗扩Q345钢/40Cr钢双金属环件进行860～950℃淬火和520～610℃回火处理,并对热处理后的组织和性能进行了观察、分析和测试。双金属环件在890℃淬火后,进行不同温度回火,测试其力学性能。结果表明,淬火后晶粒细化,随着淬火温度的升高,晶粒变大。40Cr钢硬度先下降后升高,Q345钢硬度稍微下降,结合层靠近40Cr钢一侧硬度先下降后升高,靠近Q345钢一侧硬度下降。在860℃淬火时,40Cr钢一侧合金元素未完全溶解,在890℃淬火效果最佳。随着回火温度的升高,双金属环件的抗拉强度和硬度下降;40Cr钢的伸长率提高,Q345钢和结合层的伸长率先升高后降低;双金属环件的冲击性能提高。结合层断口在Q345钢一侧。双金属环件在890℃淬火、550℃回火后综合性能最好,可以满足实际使用要求。     

淬火温度对空冷贝氏体-马氏体复相耐磨钢组织性能的影响

设计了一种空冷贝氏体-马氏体复相耐磨铸钢的成分并进行冶炼浇注与热处理。通过力学性能测试、显微组织及断口形貌观察、X射线衍射分析等方法，研究淬火温度对组织和性能的影响。结果表明，经900℃淬火1 h后空冷至室温，随后在300℃回火2 h并空冷至室温，获得了综合力学性能最佳的贝氏体-马氏体复相耐磨铸钢，抗拉强度1729 MPa,断后伸长率4.3%,布氏硬度为454 HBW,V型缺口冲击吸收能量为19.31 J。其组织中含有10%左右的残留奥氏体，能够提高基体强韧性。     

Influence of Direct Quenching on Microstructure and Mechanical Properties of Steel Plate for Large Oil Storage Tanks

The influence of direct quenching on microstructure and mechanical properties of high performance steel plates for large oil storage tanks was studied. The direct quenched and tempered (DQ&T) steel plates were rolled at different finish rolling temperatures (1113 and 1173 K), and their microstructures and mechanical properties were compared with those of reheat quenched and tempered (RQ&T) steel plate. The optical microscopy of the DQ steel shows deformed grains elongated along the rolling direction, while complete equiaxed grains are visible in RQ steel. Transmission electron microscopy (TEM) of the DQ steel shows refined lath martensite with high density of dislocations, which acts as preferred precipitation sites for NbC or Nb(C,N) particles during tempering. In all the plates, strength decreases with increasing tempering temperature. The strength of RQ steel increased significantly compared with that of DQ steel at the higher tempering temperature, which leads to better tempering resistance in DQ steels. The optimum combination of strength and toughness (yield strength (YS) reaches 585 MPa, tensile strength (TS) 667 MPa, and Charpy impact energy at 253 K of 291 J) in the DQ steels is achieved by quenching at 1113 K and tempering at 923 K.     

淬火温度对新型齿轮钢组织及力学性能的影响

通过SEM、TEM和XRD分析,结合拉伸试验、断裂韧度试验和硬度测试,研究了淬火温度对新型齿轮钢组织及力学性能的影响。结果表明,经850～1050℃淬火+深冷+回火,试验钢的抗拉强度、屈服强度和洛氏硬度均随着淬火温度的升高先升高后逐渐降低,在900℃时分别达到峰值,此时抗拉强度为1483 MPa,断裂韧度则在淬火温度为1000℃时达到最高,为62.4 MPa·m^1/2。淬火温度低于1000℃时,试验钢的晶界及马氏体板条上存在富Mo型M₆C碳化物,碳化物随淬火温度的升高逐渐溶解,在1000℃时未再观察到未溶相。试验钢的原始奥氏体晶粒尺寸随淬火温度的升高先缓慢增大,当温度超过1000℃时,原始奥氏体晶粒及组织快速粗化,断裂韧度和断面收缩率也出现大幅度降低。     

回火温度对耐热钢组织和性能的影响

通过光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、布氏硬度计和拉伸试验研究了一种硼含量为0.01%的耐热钢经200~650 ℃回火后的碳化物形态和分布情况,以及其对力学性能的影响。结果表明:随回火温度的升高,碳化物的平均尺寸逐渐增加,形态由低温回火时的针状逐渐转变为高温回火时的块状;耐热钢的硬度、抗拉强度和屈服强度随回火温度的升高呈现先增加后下降的趋势,伸长率由6%提高到12%;随回火温度的升高,耐热钢由脆性断裂转变为韧性断裂,断口形貌由河流花样转变为韧窝。     

回火温度对柔性齿轮钢40CrNiMo组织及力学性能的影响

通过预处理(固溶处理)、等温淬火以及不同温度回火等处理方法,利用光学显微镜、扫描电镜、洛氏硬度计、拉伸试验机、冲击试验机等设备研究了奥氏体化温度对40CrNiMo钢奥氏体晶粒长大速度以及硬度的影响,探索了回火温度对贝氏体/马氏体多相钢微观组织和力学性能的影响。结果显示,预处理期间,奥氏体晶粒随奥氏体化温度的升高首先缓慢增长然后快速长大,然而硬度保持在56 HRC左右。250~500 ℃回火时,大量细小的碳化物析出,微观组织仍然保持原来的板条状,试验钢的强度、硬度降低,塑韧性呈现先降低后升高的趋势;400 ℃回火试样伸长率最低,冲击吸收能量最小,表明400 ℃回火时出现回火脆性;回火温度升高到600 ℃,基体组织发生再结晶,转变为回火索氏体,此时强、硬度最低,冲击吸收能量高达147 J。     

高温预冷淬火工艺对中碳铌微合金钢性能的影响

通过正交试验分析了高温预冷淬火工艺对含铌0.044%(质量分数)的中碳微合金钢的显微组织和硬度、强度、塑性、韧性等性能的影响。结果表明,高温预冷淬火与普通淬火相比,可以明显提升钢的硬度;预冷温度提高、回火时间缩短有利于提高中碳铌微合金钢的强度;预冷温度降低、回火时间延长有利于提高中碳铌微合金钢的塑性与韧性。在本试验条件下,获取其最佳强度值的工艺为1000 ℃预冷,200 ℃回火1 h;获取最佳塑、韧性的工艺为900 ℃预冷,600 ℃回火3 h,此时钢断面收缩率为53.8%,断后伸长率为15.1%,冲击吸收能量为96 J。     

淬火温度对渗碳齿轮钢C64显微组织及力学性能的影响

通过硬度、拉伸、冲击测试,以及光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)等分析手段研究了C64钢在不同温度淬火过程中的显微组织和力学性能的变化.结果表明:当淬火温度低于950℃时,C64试验钢的显微组织中板条马氏体较为细小;当温度高于950℃时,板条马氏体急剧长大.随着淬火温度的升高,碳化物开始逐渐溶解,950℃时几乎全部...     

热处理对针阀体用4Cr5MoSiV1钢组织及性能的影响

对4Cr5MoSiV1钢分别进行了淬火+低温回火和淬火+中温回火热处理,分析了两种典型热处理工艺对针阀体用4Cr5MoSiV1钢的显微组织、维氏硬度和力学性能的影响。结果表明,随着回火温度的升高,针阀体材料组织由回火马氏体转变为回火托氏体,维氏硬度由639.4 HV0.1降低至584.4 HV0.1,而抗拉强度、屈服强度和伸长率则分别提高了12.7%、12.8%和26.6%。     

合金元素及热处理对新型槽帮钢组织与性能的影响

通过Cr、Mo等合金化设计出新型槽帮铸钢,利用扫描电镜、拉伸、冲击试验机及布氏硬度计等研究了新型槽帮钢在不同热处理条件下的组织与性能变化。结果表明,添加Cr、Mo等合金元素提高了钢的淬透性和回火稳定性,细化组织并促进碳化物析出,热处理后钢的强度、硬度、塑性和韧性得到明显改善。ZG-1试验钢经900、920℃淬火、500℃回火时抗拉强度为999～1002 MPa,屈服强度931～933 MPa,断后伸长率15.0%～14.0%,室温硬度296～298 HBW,冲击吸收能量61.0～63.0 J;ZG-2试验钢920℃淬火、500～520℃回火时强韧性更优异,抗拉强度1039～1011 MPa,屈服强度981～947 MPa,断后伸长率15.0%～15.3%,室温硬度305～298 HBW,冲击吸收能量64.5～67.5 J,可以满足刮板输送机中部槽材料的性能要求。     

Microstructure and Properties of Cast B-Bearing High Speed Steel

Microstructure, mechanical properties, and wear resistance of B-bearing high-speed steel (HSS) roll material containing 0.90-1.00% C, 1.3-1.5% B, 0.8-1.5% W, 0.8-1.5% Mo, 4.6-5.0% Cr, 1.0-1.2% V, and 0.15-0.20% Ti were studied by means of the optical microscopy (OM), the scanning electron microscopy (SEM), x-ray diffraction (XRD), hardness, impact toughness, and pin-on-disk abrasion tests. The results showed that as-cast structure of B-bearing HSS consisted of α-Fe-, M₂₃(B,C)₆-, M₃(B_0.7C_0.3)-, and M₂(B,C)-type borocarbides, a small quantity of retained austenite, and a small amount of TiC. The hardness and impact toughness values of as-cast B-bearing HSS reached 65-67 HRC and 80-85 kJ/cm², respectively. There were many M₂₃(B,C)₆-precipitated phases in the matrix after tempering, and then, with increasing temperature, the amount of precipitated phases increased considerably. Hardness of B-bearing HSS gradually decreased with the increasing tempering temperature, and the change of tempering temperature had no obvious effect on impact toughness. B-bearing HSS tempered at 500 °C has excellent wear resistance, which can be attributed to the effect of boron.