EFFECT OF Ni ON TEMPERING PROCESS OF MATRIX STEEL

通过硬度、强度测定和透射电镜技术研究了基体钢中加Ni的回火特征。结果表明,加入1—2％Ni显著提高了合金的二次硬化效应和抗高温软化性。电镜研究指出,加Ni促使M_2C析出,细化V_4C_3和M_2C,并促进(Fe,M)_3C转变。经低温回火,Ni强烈稳定残留奥氏体,高于500℃回火,含Ni钢中残留奥氏体的数量比无Ni钢中高出不多,因此Ni增加残留奥氏体的作用并不掩盖Ni提高合金的二次硬化效应。     

Ni对基体钢回火过程的影响

通过硬度、强度测定和透射电镜技术研究了基体钢中加Ni的回火特征。结果表明,加入1—2%Ni显著提高了合金的二次硬化效应和抗高温软化性。电镜研究指出,加Ni促使M_2C析出,细化V_4C_3和M_2C,并促进(Fe,M)_3C转变。经低温回火,Ni强烈稳定残留奥氏体,高于500℃回火,含Ni钢中残留奥氏体的数量比无Ni钢中高出不多,因此Ni增加残留奥氏体的作用并不掩盖Ni提高合金的二次硬化效应。     

高钒高速钢回火过程中碳化钒析出与残留奥氏体转变

900～1100 ℃淬火后,研究了250～600 ℃回火对高钒高速钢残留奥氏体转变及碳化钒析出的影响。结果表明,高钒高速钢的回火温度存在临界值（约450 ℃）。当回火温度低于临界值时,残留奥氏体含量变化不明显。当回火超过临界值后,随回火温度提高,残留奥氏体含量迅速降低。回火过程中碳化钒自残留奥氏体中析出是残留奥氏体转变的前提条件。碳化钒的析出取决于非平衡热力学条件,而其析出量在回火温度超过450 ℃后可根据平衡热力学估算。碳化钒的析出使得残留奥氏体向马氏体转变的相变驱动力大于临界相变驱动力,为残留奥氏体转变提供可能,但残留奥氏体的转变量主要取决于动力学因素。回火温度提高引起马氏体形核率呈指数提高,导致残留奥氏体含量迅速降低。     

ИЗУЧЕНИЕ УЛУЧШЕНИЯ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ЦЕМЕНТОВАННОЙ СТАЛИ 2ОХ2Н4

渗碳钢20X2H4渗碳后渗碳层中存在着大量残留奥氏体,淬火(800℃)后奥氏体仍很多,因此具有较低的硬度及疲劳极限。А.Н.Жиронкин提出淬火前在640°—670℃回火3—8小时以改进这种缺点,这一规程目前仍为国内外很多工厂所采用。本文研究了淬火及回火时渗碳层中的组织转变过程,提出利用残留奥氏体分解时C曲线的特性在其最大转变速度进行回火的新规程(20X2H4经测定为600℃,在此温度透烧1—1.5小时)。本文结果曾在某厂通过生产试验得到了良好的结果。     

高温回火对20Cr2Ni4A钢渗碳层中残留奥氏体的影响

减少20Cr2Ni4A钢渗碳后残留奥氏体的途径主要有高温回火和深冷处理.研究不同高温回火工艺对20Cr2Ni4A渗碳层中残留奥氏体转变的影响,尤其是高温回火时间的影响.结果表明:采取第一次回火温度高和第二次回火时间长的工艺后进行淬火,表面硬度超过62 HRC,渗层组织为细密的隐针马氏体+均匀的碳化物+较少的残留奥氏体,保证产品渗碳淬火后表面硬度满足了生产需要.     

渗碳钢20X2H4热处理改进的研究

渗碳钢20X2H4渗碳后渗碳层中存在着大量残留奥氏体,淬火(800℃)后奥氏体仍很多,因此具有较低的硬度及疲劳极限。А.Н.Жиронкин提出淬火前在640°—670℃回火3—8小时以改进这种缺点,这一规程目前仍为国内外很多工厂所采用。本文研究了淬火及回火时渗碳层中的组织转变过程,提出利用残留奥氏体分解时C曲线的特性在其最大转变速度进行回火的新规程(20X2H4经测定为600℃,在此温度透烧1—1.5小时)。本文结果曾在某厂通过生产试验得到了良好的结果。     

回火对高Ni-Cr铸铁残余奥氏体量和硬度的影响

研究了回火温度和回火时间对金属型铸造高Ni-Cr铸铁铸态组织中残余奥氏体转变和硬度的影响。结果表明:(1)用75Si Fe孕育和用REMg变质处理的高Ni-Cr铸铁中均存在大量的残余奥氏体。350℃回火时,残余奥氏体仍能稳定存在,随着回火温度升高和回火时间延长,残余奥氏体数量逐渐降低,转变为贝氏体。(2)用75Si Fe孕育的高Ni-Cr铸铁回火后,其硬度随回火温度的上升和回火时间的延长而小幅下降;用REMg变质的高Ni-Cr铸铁在400℃回火20 h时出现二次硬化,其硬度峰值为62.3 HRC。(3)当回火温度达到500℃时,残余奥氏体转变为回火索氏体,试样的回火硬度下降。     

模具冷处理

用Cr12钢制造的模具,一般淬火时是冷至窒温,残留奥氏体量多,易导致模具的变形和磨裂,降低模具的硬度、强度、耐磨性、铁磁性及回火稳定性。德州电机厂采用中温淬火—冷处理—中温回火处理工艺:990～1010℃淬火后冷处理(-70℃)2小时,280℃一次回火2小时。结果硬度HRC62～64,无磨裂现象,体积胀大,马氏体合金度高。用Cr12钢制造的3号复式冲槽模,刃磨一次寿命可达2835次,无崩刃现象。     

盾构刀具用5Cr5MoSiV1钢的回火工艺

研究了盾构刀具用5Cr5MoSiV1钢不同加热温度回火和保温时间对其显微组织和力学性能的影响。结果表明:试验钢在500～650℃回火1.5 h时,随着加热温度的升高,组织由板条状回火马氏体+残留奥氏体转变成等轴状回火索氏体+粒状碳化物,在550～600℃保温时出现二次硬化效应,且硬度在600℃左右时达到峰值,试验钢的冲击韧性随回火温度的升高而不断增强;600℃回火保温1～2.5 h时,马氏体随保温时间延长而不断分解,最终转变为保持马氏体位向的回火索氏体,试验钢的回火硬度随保温时间的延长而降低。为了使试验钢在回火后获得较好的强韧性配合,较佳的回火工艺为600℃×2 h。     

GCr15钢针状非平衡组织的高温回火预处理及其对双细化效果的影响

本文研究了GCr15钢针状非平衡组织的高温回火。在试验条件下,未观察到类似于冷变形金属中一次再结晶时的情况。甚至于700℃回火100小时,针状α形态尚未消除,试验表明:预组织中的α状态及形态、大小等对终处理所得奥氏体晶粒有影响。GCr15钢经高温固溶下贝氏体转变后,进行720℃,2～6小时高温回火预备处理,既可基本满足切削加工要求,又能保证经终处理后获得满意的双细化效果。     

回火温度对二次硬化马氏体不锈钢组织和性能的影响

二次硬化对回火温度非常敏感,研究了某含Mo二次硬化马氏体不锈钢在250~650 ℃回火时组织和性能的演变过程,并利用XRD、SEM、TEM以及冲击测试等手段分析了显微组织与力学性能之间的关系,着重讨论了试验钢二次硬化与残留奥氏体增韧机理。结果表明: 480~500 ℃回火时,试验钢同时出现了二次硬化和回火脆性现象,宏观硬度达到了56 HRC以上,冲击性能为14 J·cm^-2左右,显微组织主要由纳米级合金碳化物、板条马氏体以及残留奥氏体构成,其中纳米级合金碳化物弥散强化引起了二次硬化,体积分数约为10%的残留奥氏体有利于提高钢的冲击性能。而在上述温度区之外低温和高温回火时,试验钢均具有较高的冲击性能,但宏观硬度相对较低。     

热处理工艺对M2高速钢组织和性能的影响

研究了热处理工艺对M2高速钢组织和性能的影响。结果表明:M2高速钢淬火后的组织为淬火马氏体+残留奥氏体+大量碳化物;随着淬火温度的升高,M2钢淬火后残留奥氏体含量(质量分数)升高,经3次回火后残留奥氏体基本上完全消除,增加冷处理后残留奥氏体的含量相对于3次回火的要多,钢的强度和韧性得到改善。对比M2高速钢在不同热处理工艺条件下的组织和性能,最佳热处理工艺为850 ℃×30 min预热+1160 ℃×30 min淬火+(－65 ℃×1 h)冷处理+560 ℃×2 h回火3次。     

M-A岛高温回火转变产物对核电SA508-3钢冲击韧性影响机制

利用SEM、TEM、XRD和EBSD等微观分析手段,研究了核电SA508-3钢马氏体(M)-残余奥氏体(AR)岛(M-A岛)高温回火转变对冲击韧性的影响机制.结果表明,正火态SA508-3钢中M-A岛呈块状,以AR为主.M-A岛经650℃高温回火后,转变成铁素体和M3C碳化物组成的析出相聚集区.沿析出相聚集区边缘分布的...     

55SiCr弹簧钢中的残留奥氏体与碳化物

通过扫描电镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)、透射电镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、热膨胀仪、洛氏硬度计等手段研究了弹簧钢55SiCr的组织和相变点以及残留奥氏体和碳化物在热处理过程中的组织演变。结果表明:55SiCr弹簧钢淬火后残留奥氏体以块状分布在基体上;随回火温度的升高,残留奥氏体减少并呈粒状和薄膜状分布;C在残留奥氏体中富集,使其稳定性增强;Si抑制了碳化物的析出,提高了残留奥氏体的稳定性。低温回火时,Si延缓了渗碳体析出;高温回火时,C原子扩散速率提高,促进渗碳体析出,引起体积的收缩。慢速加热回火时,C有足够的时间扩散,从而促进渗碳体的形成,使渗碳体的形成温度提前;快速加热回火时,C来不及扩散,抑制了渗碳体的析出。回火加热速率一样时,试验钢的硬度随回火温度的提高而下降。当回火温度为400 ℃时,硬度值最大为51 HRC;当回火温度为650 ℃时,硬度值最小为37 HRC。当加热速率为0.1 ℃/s时,硬度值最小为33 HRC;当加热速率为200 ℃/s时,硬度值最大为40 HRC。     

低加热速率下ZG06Cr13Ni4Mo低碳马氏体不锈钢回火过程的相变研究

利用热膨胀仪、透射电子显微镜(TEM)、X射线能谱仪(EDX),X射线衍射仪(XRD)等对ZG06cr13Ni4Mo在0.05℃/s低加热速率下回火过程中逆变奥氏体的产生机理进行了研究.结果表明:低加热速率下ZG06Cr13Ni4Mo在As-Af区间回火产生的逆变奥氏体中富集了奥氏体化元素Ni,且不含高密度位错,马氏体向逆变奥氏体的转变是扩散型相变.高于600℃回火得到的逆变奥氏体不稳定,在随后冷却过程中部分发生马氏体转变.一次回火在620℃时能得到最大量的逆变奥氏体;620-660℃一次回火生成的逆变奥氏体在冷却过程中产生大量弥散分布的马氏体,增加了600℃二次回火时逆变奥氏体的形核位置,使二次回火后逆变奥氏体含量显著增加.     

Cr13Ni4Mo钢逆转变奥氏体的形成及其对性能的影响

采用XRD、扫描电镜、EBSD、拉伸性能测试等手段研究了Cr13Ni4Mo钢逆转变奥氏体的形成规律、形成机制与力学性能。结果表明,Cr13Ni4Mo钢经550～730℃一次回火后并没有逆转变奥氏体产生;经630℃一次回火+530～630℃二次回火时,随二次回火温度的升高,逆转变奥氏体含量呈先增加后减少的趋势,其抗拉强度、伸长率和强塑积也相应地先增加后减少。当二次回火温度为590℃时,逆转变奥氏体的含量达到峰值,综合力学性能最佳。二次回火温度为550℃时,逆转变奥氏体主要以切变机制在马氏体板条内部形成,随着二次回火温度升高,逆转变奥氏体逐渐以扩散机制形成为主。     

高速鋼的回火

论述了高速钢回火时奥氏体的催化作用和稳定化现象的工作,以及根据研究结果所拟定的回火新工艺.奥氏体催化作用的效果以冷却过程中残余奥氏体转变为马氏体的温度M′来表示.催化作用的效果决定于回火的溫度和时间. 先经高溫保溫又在较低溫度(但在一定溫度T_c以上)保溫(分级回火),则催化作用不但具有迭加性,或和高溫同样时间的效果相等,而且有时超过高溫保溫的效果.高溫保溫有时还能促使低溫时的催化作用.经适当分级回火后(例如先经560℃保温又在550℃保溫),残余奥氏体转变为马氏体的数量能和多次回火后相比拟,但所需总时间却能大为缩短. M′溫度随钢內残余奥氏体量的增加而降低,并随奥氏体內含碳量而改变. 在T-c溫度以下、M′溫度以上停留,奥氏体的稳定化作用(M′值的降低)极为显著.稳定化的程度(△M′)因停留时间的增长而增加,一直达到一定的饱和值.最大稳定化的程度以及稳定化开始的速度因保溫溫度的升高而减小.在M′溫度以下保溫,其最大的奥氏体稳定量因保溫溫度的升高而增加.回火时奥氏体的稳定化现象可能主要由应力的减小所引起的,这些应力在冷却时有助于马氏体核胚的扩展. 催化作用可认为是稳定化的可逆过程,它应该包括下列过程:无序分布位错的重新排列,α-γ相交界面位错圈的形成,以及空位和溶质原子所形成的气团的消除. 本文作者建议一种高速钢回火的新工艺——分级回火并加一次普通回火,例如先经590℃保溫25分钟,又在550℃保溫25分钟(分级回火)并加一次560℃回火60分钟.高速钢经这种回火工艺处理后,其奥氏体的转变量、力学性质及切削性能均能和三次经典回火工艺相比拟,但回火的总时间能大为缩短. 应用回火时奥氏体稳定化的原理,可以选择一适当的回火工艺以減少回火时工具的变形,这些工艺所需的时间较现有的工艺缩短很多.     

高碳高铬铸铁淬回火工艺对组织及硬度的影响

利用金相显微镜、洛氏硬度计等方法,研究了淬回火工艺对3.4wt%C高碳高铬铸铁组织及硬度的影响。结果表明:随淬火温度在960~1100℃逐步升高,基体由铸态的奥氏体转变为马氏体及残余奥氏体,一次碳化物及共晶碳化物未发生转变,二次碳化物逐渐减少,残余奥氏体逐渐增多;硬度先升高后降低,在淬火温度为1050℃时,硬度达到最高值64 HRC。随回火温度在450~650℃升高,基体组织由回火马氏体逐渐转变为回火索氏体,二次碳化物增多粗化,硬度逐步降低;最佳热处理工艺为1050℃/1 h空淬+510℃/1 h空冷回火,试样综合性能较好。     

改进型无限冷硬铸铁轧辊回火组织转变研究

通过对改进型无限冷硬铸铁轧辊不同回火温度和时间的系列回火试验,用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)等分析手段,研究回火对铸态组织中亚稳残余奥氏体转变的影响,分析铸态下贝氏体在组织回火中的分解及碳化物析出行为。试验结果表明：改进型无限冷硬铸铁350℃以下温度回火后奥氏体仍然稳定存在;425～450℃温度问回火在下贝氏体针内部析出合金渗碳体,大部分奥氏体转变为上贝氏体组织;500℃回火后得到回火索氏体组织。     

调质工艺对Cr-Ni-Mo-V超高强韧钢组织和力学性能的影响

利用扫描电镜、金相显微镜、冲击试验机结合维氏硬度计研究了780、830和880℃淬火+500～580℃高温回火处理对Cr-Ni-Mo-V超高强韧钢显微组织和力学性能的影响。结果表明,随回火温度的升高,尺寸较大碳化物会发生溶解转变,合金碳化物由基体中不断弥散析出。硬度和冲击性能均随回火温度升高呈现先增大后降低的趋势,与碳化物弥散析出形貌和残留奥氏体分解转变有关;3种温度淬火试验钢均在540℃回火时出现二次硬化峰值,最高值分别为488、517、532 HV20,在540～560℃回火出现最大冲击吸收能量,分别为49.7、58.5、51.0 J。为充分保证钢的强韧性,最佳热处理工艺为830℃亚温临界淬火+560℃回火。