工程机械用Q1300E超高强钢的淬火工艺

利用全自动拉力试验机、全自动冲击试验机、光学显微镜和扫描电镜研究不同淬火工艺下Q1300E钢板的力学性能和显微组织。结果表明,当淬火加热时间为60 min,淬火温度为840 ℃时,强度和低温冲击性能最好,回火态力学性能满足GB/T 28909—2012要求,屈服强度1302 MPa,抗拉强度1505 MPa,-40 ℃纵向和横向冲击吸收能量分别为74 J和61 J;淬火温度为870、900和930 ℃时,抗拉强度和低温冲击吸收能量满足GB/T 28909—2012要求,但屈服强度低于1300 MPa;淬火温度的变化对晶粒尺寸的影响较为明显,淬火温度840 ℃时,平均晶粒尺寸最小,为5.7 μm,淬火温度930 ℃时,平均晶粒尺寸为15.9 μm。淬火加热时间对力学性能和晶粒尺寸的影响相对较小,当淬火温度为840 ℃,淬火加热时间为40~80 min时,回火态力学性能满足GB/T 28909—2012要求,晶粒尺寸为4.5~6.5 μm。     

回火温度对低合金超高强钢Q1300组织与性能的影响

为开发出屈服强度1300 MPa级的超高强度工程机械用钢,研究了回火温度对Q1300超高强钢组织和性能的影响规律。结果表明:淬火态钢板经220℃低温回火后,由于淬火应力消除和晶内ε碳化物的析出,试验钢的规定塑性延伸强度和低温冲击性能提高,硬度和抗拉强度下降;当回火温度高于250℃时,板条间的薄膜状残留奥氏体开始析出碳化物,降低晶界结合能,恶化试验钢的冲击韧性,回火温度为450℃时试验钢的冲击性能最差,此后继续增加回火温度,试验钢的冲击性能不断提高;当回火温度在200～300℃范围内变化时,试验钢的规定塑性延伸强度基本保持不变,此后随着回火温度增加,试验钢的规定塑性延伸强度逐渐下降。试验钢在250℃回火时,可以获得最优的力学性能,规定塑性延伸强度1381 MPa,抗拉强度1571 MPa,断后伸长率(A_(25)) 10. 6%,半尺寸试样-40℃的冲击吸收能量达到50 J。     

淬火终冷温度对直接淬火配分超高强钢组织性能的影响

采用场发射扫描电镜、X射线衍射仪等设备研究了淬火终冷温度对直接淬火配分超高强钢组织与力学性能的影响规律。结果表明,随淬火终冷温度升高,抗拉强度先下降后升高,屈服强度则不断降低,冲击吸收能量和伸长率先增加后降低。直接淬火配分钢的组织由初生马氏体、新生马氏体和残留奥氏体构成。随淬火终冷温度升高,残留奥氏体含量先增加后降低,淬火冷却到260 ℃时残留奥氏体含量最高,为16%,试验钢具有最好的综合力学性能,抗拉强度超过1533 MPa,伸长率为16%,－20 ℃冲击吸收能量为26 J。淬火冷却到300 ℃,组织中出现了尺寸较大的块状新生马氏体,导致塑性和韧性降低。     

两相区淬火工艺对超高强钢组织性能的影响

研究了升温进入两相区淬火与奥氏体化后降温进入两相区淬火对960 MPa级调质型超高强钢组织性能的影响。结果表明：升温淬火工艺获得板条马氏体+针状铁素体组织,随着两相区淬火温度从800 ℃升高至850 ℃,强度提高,冲击性能变化较小;降温淬火工艺获得板条马氏体+多边形铁素体组织,随着两相区淬火温度从750 ℃降低至650 ℃,强度和冲击性能基本上保持不变。与常规QT工艺相比,试验钢升温和降温进入两相区淬火工艺后的强度均略有降低,但冲击性能均明显改善,其中降温淬火工艺冲击性能的改善更为明显。     

轧制工艺对超高强钢组织与力学性能的影响

通过组织观察及性能测试研究了轧制工艺对超高强钢组织与力学性能的影响。结果表明,在再结晶区轧制后直接淬火和回火,组织中马氏体板条尺寸较大;再结晶区+未再结晶区轧制后直接淬火和回火后,组织细小、均匀,大角度晶界所占比例更高,马氏体板条束尺寸减小,钢的强韧性更好。     

不同热处理工艺对在线淬火Q690钢组织与性能的影响

研究了不同热处理工艺对在线淬火690 MPa级全压式LPG储罐用钢组织和性能的影响。结果表明,采用在线淬火+离线回火工艺,钢板随着回火温度的提高强度降低,韧性有一定提高,回火后都有较好的强韧性匹配;采用在线淬火+调质热处理工艺后,合适的调质工艺虽能满足技术条件要求,但生产流程较长,能耗高。     

回火温度对工程机械用超高强钢组织及回火脆性的影响

通过SEM、TEM、-20 ℃夏比V型冲击试验等分析手段研究了回火温度对工程机械用超高强钢微观组织及回火脆性的影响,并结合断口特征及微观组织分析裂纹扩展路径。结果表明,试验钢在200~500 ℃回火时,随着回火温度的升高,马氏体分解后形成的碳化物的析出位置从马氏体板条内逐步过渡到原始奥氏体晶界和马氏体板条界,其形状由针状变为粒状,并不断粗化。回火温度为200 ℃和500 ℃时,冲击试样断口的不稳定断裂区为韧性断裂。300 ℃回火时,出现了回火脆性,其冲击试样断口的不稳定断裂区为准解理断裂,裂纹扩展路径相对平直。微观组织分析发现,在原始奥氏体晶界及马氏体板条界析出大量的针状碳化物,这些碳化物提供了裂纹形核位置,促进了裂纹扩展,导致了回火脆性的产生。     

淬火后回火温度对20SiMn2Mo钢组织和性能的影响

研究了20SiMn2Mo钢920℃水淬后不同回火温度对实验材料组织和性能的影响。结果表明,随回火温度的提高,实验材料的强度和硬度呈下降的趋势。200℃回火冲击韧度值最高,为最佳回火温度,获得的力学性能为Rm,550 MPa、A14%、Z58%、AKV73 J,其组织为回火马氏体和残余奥氏体组织。400℃和550℃回火冲击韧度值较低,出现回火脆性,断口特征为沿晶脆性断裂。     

高强高韧钢Q960E的生产工艺

采用中低碳微量添加Nb、V、Cr、Mo、Cu、Ni等合金元素成分设计思路,通过对Q960E钢板相变点、静态CCT曲线测定,详细研究钢板淬火后经不同回火工艺的微观组织和力学性能.结果表明:当冷速为0.1～1℃/s时,组织主要为铁素体+粒状贝氏体,随冷却速度增加,铁素体转变受到抑制,逐渐向贝氏体和马氏体转变,当冷速大于10...     

轧后冷却工艺对Si-Mn-Cr-Ni-Mo系超高强钢组织性能的影响

采用热轧后间断淬火+回火(IDQ+T)和在线配分(DQP)两种不同的工艺对Si-Mn-Cr-Ni-Mo系中碳低合金钢进行处理,利用SEM、XRD、EBSD研究冷却工艺对微观组织和力学性能的影响。结果表明:两种工艺下均得到板条马氏体和残留奥氏体的组织。经过轧后间断淬火+回火(IDQ+T),随淬火终冷温度升高,马氏体板条粗化,碳化物尺寸增加,残留奥氏体含量增加,强度降低,伸长率升高,韧性先升高后降低。组织中的粗大马氏体板条和尺寸较大的碳化物会降低韧性。在线配分(DQP)工艺得到的残留奥氏体含量最高,分布也更均匀,因此其伸长率和冲击功均明显增加,但残留奥氏体量增加同时会降低钢的强度,对屈服强度的影响最明显,导致屈强比降低。DQP处理实验钢的综合力学更优,抗拉强度超过1500 MPa、屈服强度超过1000 MPa,伸长率大于16%,-20℃冲击功达到26.8 J。     

淬火终冷温度对直接淬火配分超高强钢组织与性能的影响

采用场发射扫描电镜、X射线衍射仪等设备研究了淬火终冷温度对直接淬火配分超高强钢组织与力学性能的影响规律。结果表明,随淬火终冷温度升高,抗拉强度先下降后升高,屈服强度则不断降低,冲击吸收能量和伸长率先增加后降低。直接淬火配分钢的组织由初生马氏体、新生马氏体和残留奥氏体构成。随淬火终冷温度升高,残留奥氏体含量先增加后降低,淬火冷却到260℃时残留奥氏体含量最高,为16%,试验钢具有最好的综合力学性能,抗拉强度超过1533 MPa,伸长率为16%,-20℃冲击吸收能量为26 J。淬火冷却到300℃,组织中出现了尺寸较大的块状新生马氏体,导致塑性和韧性降低。     

返红温度对Q345NQR2高强钢板组织性能的影响

为在中厚板产线开发Q345NQR2高强钢板,利用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜及电子探针,研究了返红温度对其组织和力学性能的影响。结果表明,在相同始冷温度下,随着返红温度的降低,钢板的屈服及抗拉强度都升高,但抗拉强度增加的幅度更大;当返红温度小于540 ℃时,硬相珠光体组织发生退化,对低温冲击韧性不利;返红温度大于540 ℃且小于等于620 ℃时,钢板组织为铁素体+珠光体,珠光体体积分数不小于16%时,钢板的屈强比不大于0.75,-40 ℃冲击功大于90 J,满足了标准的要求。     

返红温度对Q345NQR2高强钢板组织性能的影响

为在中厚板产线开发Q345NQR2高强钢板，利用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜及电子探针，研究了返红温度对其组织和力学性能的影响。结果表明，在相同始冷温度下，随着返红温度的降低，钢板的屈服及抗拉强度都升高，但抗拉强度增加的幅度更大；当返红温度小于540 ℃时，硬相珠光体组织发生退化，对低温冲击韧性不利；返红温度大于540 ℃且小于等于620 ℃时，钢板组织为铁素体+珠光体，珠光体体积分数不小于16%时，钢板的屈强比不大于0.75，-40 ℃冲击功大于90 J，满足了标准的要求。     

淬火工艺对BR1500HS超高强度硼钢板组织与性能的影响

研究了淬火加热温度和保温时间对BR1500HS超高强度硼钢板的抗拉强度、硬度等力学性能和显微组织的影响。结果表明,随着淬火温度的升高,抗拉强度和硬度逐渐增加,当保温时间大于8 min时,淬火温度越高,组织越粗大,试验钢的抗拉强度和硬度降低。试验钢合理的淬火工艺为：淬火温度900~950 ℃、保温时间4~8 min,在此工艺下淬火的BR1500HS超高强度硼钢板马氏体转变完全,具有较好的综合力学性能。     

淬火工艺对超高强度特厚板组织性能的影响

采用不同冷却速度的一次和两次淬火以及不同的二次淬火温度,研究了淬火工艺对超高强度调质特厚板心部组织和性能的影响。结果表明: 在较低的淬火冷速（0.05 ℃/s）下,组织以粒状贝氏体为主,强度和韧性较低;随着冷却速度的提高,粒状贝氏体逐渐减少,马氏体增加,强度和韧性提高。两次淬火能明显细化原始奥氏体晶粒,提高钢板强韧性匹配。当二次淬火温度位于两相区时,大量回火未分解的MA组元是造成韧性较低的主要原因;当二次淬火温度位于完全奥氏体区时,随淬火温度升高,韧性逐渐提高,在930 ℃时获得最佳的强韧性匹配。