50Cr活塞筒热处理工艺的改进

研究了水、油、PAG水溶液三种冷却介质对50Cr活塞筒淬火后硬度、开裂倾向以及回火后组织的影响。结果表明:在830℃保温50 min后淬入10%~15%PAG水溶液中,经440℃回火1 h后出炉空冷,活塞筒硬度达到工艺要求、无开裂,合金组织为均匀的回火屈氏体。     

淬、回火温度对含铈H13钢组织及硬度的影响

不同含量稀土Ce的H13钢在不同温度淬火30 min后空冷，不同温度二次回火2 h后空冷，进行组织观察和硬度测试。研究表明，淬火温度达到1040℃,基体组织和晶界处的碳化物减少，板条马氏体更清晰，回火温度在580℃时，显微组织为回火马氏体+回火托氏体，回火温度超过600℃,碳化物聚集长大，故最佳热处理工艺为1040℃淬火+580℃二次回火；稀土Ce含量为0.026%时，试验钢的晶粒最为细小，组织最为均匀，硬度最高，淬火硬度为650.6 HV30,回火硬度为391.4 HV30。     

20钢平垫圈的热处理

20钢平垫圈要求达到≥200 HV10的硬度,正火不可能达到这一硬度,必须进行淬火、回火处理。为了优化平垫圈的热处理工艺,对20钢进行了淬火、回火工艺试验。结果表明,适合平垫圈的处理工艺为920℃×35 min,盐水冷却,随后300℃×2 h空冷回火。此外,还改进了平垫圈的淬火方法,即将平垫圈悬挂在盐水槽中冷却,结果,平垫圈的硬度达到了要求,最高提高了1倍。     

40Cr钢的强烈淬火+回火处理

采用CaCl₂水溶液对40Cr钢进行强烈淬火并高温回火,利用光学显微镜、扫描电镜、硬度计、冲击及拉伸试验机等,表征了显微组织、力学性能及断口形貌,并与常规调质工艺(油淬)进行了对比。结果表明,40Cr钢采用CaCl₂淬火介质进行强烈淬火+高温回火与常规调质处理相比,可获得细小均匀的回火索氏体组织;经强烈淬火+回火处理后,与常规调质相比,硬度提高8%～18%,强度提高3%～5%,冲击性能提高16%～30%,可满足其较高的服役性能要求。40Cr钢最优的调质工艺为850℃保温20 min后采用CaCl₂淬火介质进行强烈淬火,再经580℃回火120 min后空冷。     

1080高碳钢锻件热处理工艺研究

1080钢是一种含0.75～0.88%C的高碳钢。对1080钢锻件依次进行了正火+高温回火、球化退火和调质处理,随后测定了钢的力学性能和显微组织。试验结果表明:采用正火+回火+球化退火的预备热处理工艺是可行的,而调质的淬火采用从850℃空-水-空交替冷却的淬火方式可确保锻件不开裂,淬火后再将锻件在540℃和560℃回火随后水冷,结果的力学性达到了要求。     

42CrMo钢齿圈毛坯的水-空交替控时淬火工艺

42CrMo钢齿圈毛坯的淬火通常采用油淬或聚合物水溶液淬火来避免淬火的开裂,但油淬或聚合物水溶液淬火导致严重的环境污染。改用水淬不仅可满足绿色环保的要求而且可降低成本,但极易产生开裂。针对上述问题,本研究基于温度场、组织场和应力场的有限元模拟,获得优化的水-空交替控时淬火冷却(ATQ)工艺,成功应用于大直径(ф1970 mm)的42CrMo钢齿圈毛坯的淬火冷却。结果表明:采用ATQ工艺处理42CrMo钢齿圈毛坯,不仅回火后的力学性能高于性能指标要求,而且有效避免了淬火开裂。     

回火后冷却方式对铬钼耐磨铸钢力学性能和显微组织的影响

对含0.63%C(质量分数)的铬钼耐磨铸在860℃保温1 h雾冷淬火和550℃回火2 h后分别油冷、空冷和炉冷。检测了钢的显微组织、硬度、冲击韧性和耐冲击磨料磨损性能。结果表明:回火后冷却方式不同的钢的硬度无明显差异;回火后油冷的钢由于球状碳化物数量最少,其冲击韧性最好;回火后空冷的钢耐冲击磨料磨损性能最好;回火后冷却方式不同的钢的显微组织均为回火索氏体。     

淬火冷速对H13模具钢组织及力学性能的影响

采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)研究了不同淬火冷却速度对H13热作模具钢显微组织及力学性能的影响。结果表明:当淬火冷却速度从12.6℃/min提高到40.7℃/min,经590℃回火6 h后,试验钢中的马氏体板条束宽度从340 nm减小至150 nm。此外,条带状及球状碳化物沿晶界的析出量显著减少;试验钢的室温冲击性能和硬度值均有一定的提高。试验钢以40.7℃/min淬火冷却+590℃回火6 h后在厚度方向的最低冲击吸收能量达到14.6 J;而试验钢以12.6℃/min淬火冷却+590℃回火后,晶界处合金元素偏聚严重,其中Cr、Mo和V元素含量分别高出基体约16%、23%和210%。     

调质热处理对EH47船板钢显微组织的影响

在实验室条件下研究了调质工艺参数(淬火温度870～960℃,回火温度580～670℃)对EH47船板钢显微组织的影响。结果表明:试验钢经调质处理后的显微组织是以针状铁素体为主,含一定量粒状铁素体、准多边形铁素体和粒状贝氏体的混合组织。回火温度相同,随着淬火温度的升高,试验钢的组织更为细小均匀,贝氏体含量稍有增加;淬火温度相同,随着回火温度的升高,组织更为细小,针状铁素体含量增加,贝氏体含量减少。930℃保温30 min淬火、640℃回火30 min的钢的组织最为细小均匀。因此,EH47船板钢的实际调质淬火温度应高于900℃,回火温度控制在580～640℃。     

T10A钢冷压整形模的碳氮共渗工艺

用于薄壁锥形零件的冷压整形模原设计为组合模,内侧凹模为GCr15钢,外层为45钢.凹模经过(840±10)℃加热油冷和160～180℃回火处理,其平均使用寿命仅能加工700个零件;改进后采用T10钢制的整体式模.经过充分锻造,调质处理:850℃ ×60 min,10%NaCl冷却到180～150℃空冷,(630±10)℃×150 min回火后空冷,最终(800±10)℃×4 h固体碳氮共渗,开箱后用高压水喷射冷却模腔,硬度高达66～67 HRC,其平均使用寿命达到8500件.     

冷却工艺对40CrMoNbVTi钢组织和性能的影响

研究了冷却工艺对40CrMoNbVTi钢组织和性能的影响。结果表明,780 ℃淬火油冷、550 ℃回火后试样具有较高的抗拉强度和冲击吸收能量,分别为1250 MPa和78.63 J;20%聚乙二醇商用淬火液冷却后的抗拉强度为1140 MPa,冲击吸收能量为80.7 J;油冷及20%聚乙二醇淬火液冷却后组织为索氏体组织和少量的铁素体。860 ℃淬火雾冷/空冷+550 ℃回火后试样的抗拉强度分别为1010 MPa和945 MPa,冲击吸收能量分别为35.7 J及38.4 J,组织为回火索氏体或粒状贝氏体。780 ℃淬火油冷/商用淬火液冷却是较为合适的淬火冷却工艺。780 ℃淬火油冷/20%聚乙二醇淬火液冷却+550 ℃回火后冲击断裂机制为韧性断裂,860 ℃淬火雾冷/空冷550 ℃回火后冲击断裂机制为脆性断裂,增加淬火冷却速度可以改善冲击断口形貌。     

热处理工艺对大马士革VG10钢组织和性能的影响

以大马士革VG10钢为研究对象,通过显微组织观察、SEM分析、力学性能测定和耐腐蚀性试验等研究了淬火温度、保温时间、冷却方式以及回火温度对VG10钢组织和性能的影响。结果表明:随淬火加热温度增加,马氏体中的碳含量增加,硬度提高。淬火加热温度超过1075℃,晶粒尺寸增大、残留奥氏体增多,硬度、耐蚀性下降; VG10钢在回火过程中会出现二次淬火和二次硬化现象,回火温度为200℃时,硬度值最高为61. 8 HRC; VG10钢最优热处理工艺为:1075℃×20 min,油淬,200℃×2 h回火,空冷。     

钻铤用钢退火工艺研究

通过黑匣子装置测试退火炉中准150mm AISI4145H钢棒料退火的温度分布规律,研究在实验室模拟AISI4145H钢在650～740℃,在不同装炉位置试样的升温和冷却速度变化规律。还研究了退火工艺对其组织及硬度性能的影响。结果表明:AISI4145H钢在退火工艺为740℃保温1 h后空冷,试样组织为铁素体+粒状珠光体和少量细片状珠光体、硬度为21.2HRC,满足了工业切屑加工生产需要。该退火工艺采用坑冷的冷却方式,提高了退火冷却速度,退火冷却时间为10h,缩短了工件在炉时间,有效地提高了生产效率,降低了生产成本。     

3379BA1汽轮机叶片钢的热处理工艺优化

采用正交试验方法研究了3379BA1汽轮机叶片钢热处理工艺与力学性能之间的关系。结果表明:影响试验钢力学性能的因素先后顺序为回火温度、淬火温度、回火时间、淬火时间,得出了最优热处理工艺参数为1050 ℃淬火(保温60 min,油冷)后在700 ℃回火(保温120 min,空冷)。通过试验验证,经最优热处理工艺处理后试验钢可以满足各项性能要求,较工艺优化前冲击吸收能量平均值提升约10 J,屈强比达87.3%。     

长期时效对铸造ZG1Cr11Ni2WMoV马氏体耐热钢组织的影响

采用扫描电镜、透射电镜和金相显微镜研究了580℃长期时效对ZG1Cr11Ni2WMoV马氏体耐热钢显微组织的影响。研究结果表明:在1 050℃×1 h空冷淬火+580℃×2 h空冷回火后,存在纳米尺寸的M6C型碳化物弥散分布在回火马氏体板条上;580℃长期时效处理1 000 h,原奥氏体晶界和马氏体板条界上析出M23C6型碳化物,δ-铁素体中析出M23C6型碳化物和Laves相。     

铸造ZG1Cr11Ni2WMoV马氏体耐热钢的显微组织和力学性能

采用扫描电镜、透射电镜和X-射线衍射仪研究了ZG1Cr11Ni2WMoV马氏体耐热钢在不同热处理后的显微组织和力学性能。结果表明:铸态经580℃×2 h空冷回火后,显微组织由板条状回火马氏体和沿原奥氏体晶界分布的δ-铁素体组成,在δ-铁素体周围分布着连续网状的M_(23)C_6型碳化物,碳复型透射电镜分析发现在马氏体板条内分布有纳米尺寸M_6C-型碳化物;与铸态直接回火相比,经1050℃×1 h空冷淬火再经580℃×2 h空冷回火后,δ-铁素体含量减少且主要呈球状分布在回火马氏体基体上;1050℃×1 h空冷淬火处理对室温拉伸性能提高不大,但能显著提高室温冲击性能。     

热处理工艺对X22CrMoV12-1钢组织和性能的影响

X22CrMoV12-1属于马氏体不锈钢,常用于制作透平叶片。对尺寸为φ25 mm×65 mm的X22CrMoV12-1钢试块进行了不同工艺的热处理:(1)从1 000～1 090℃油冷,680℃回火空冷;(2)从1 030℃炉冷、空冷、风冷、油冷和水冷;(3)从1 030℃油冷,650～710℃回火空冷;(4)从1 030℃油冷,680℃回火,随后炉冷、空冷、风冷、油冷和水冷;(5)从1 030℃油冷,680℃空冷和640～680℃空冷两次回火。检测了热处理后钢的显微组织和力学性能。结果为:淬火温度对钢的力学性能影响较小;淬火速率增大,钢的冲击韧度提高,韧-脆转变温度(FATT50)下降,但对强度的影响不明显;回火温度提高,钢的强度、FATT50下降,冲击韧度提高;回火后的冷却速度增大,钢的冲击韧度提高,FATT50下降,但对强度影响不大;在比第一次回火温度低(a)0～10℃和(b)20～30℃的温度第二次回火对钢的力学性能影响(a)较大和(b)较小。     

工艺孔的直径和分布对渗碳淬火齿轮畸变的影响

为了减小大尺寸薄壁齿轮的渗碳淬火畸变,制作了按比例缩小的12CrNi4钢模拟齿轮,并在齿轮上加工出了沿圆周分布的工艺孔。随后对齿轮进行了930℃渗碳10～20 h、炉冷至600℃空冷,再850℃空冷淬火、650℃回火和820℃油淬、180℃回火,测定了渗碳、淬火后齿轮的尺寸,并与渗碳、淬火前的尺寸进行了比较。结果表明,只要齿轮的吊装孔与工艺孔的直径相同和工艺孔沿圆周均匀分布,渗碳、淬回火后齿轮的平均椭圆畸变量可减小约65%,畸变量绝对值可减小12%。     

回火工艺对1Cr17Ni2不锈钢锻后回火硬度的影响

采用正交试验等研究了回火温度、回火时间、回火次数及冷却方式对1Cr17Ni2不锈钢锻后回火硬度的影响。结果表明,本试验中在回火温度630~730 ℃,回火时间120~360 min,回火1~3次以及冷却方式分别为空冷、堆冷、砂冷的条件下,对1Cr17Ni2钢锻后回火硬度影响因素的主次排序为:回火次数＞回火温度＞回火时间＞冷却方式,其中随着回火次数增加,硬度逐步下降,其余参数在试验参数范围内与硬度无明显正相关关系。在保温时间为240 min时,将回火温度升高至720 ℃,或在680 ℃下,将保温时间延长至720 min,进行一次回火,回火后空冷,硬度均高于3.5 HBS。在加热温度为680 ℃、回火时间为180~210 min,回火后空冷,回火3次可将硬度降低至3.6 HBS以下。     

渗碳和淬火工艺对风电齿轮组织的影响

研究了经不同工艺渗碳和淬火的18CrNiMo7-6钢齿轮马氏体针长度的变化。结果表明,18CrNiMo7-6钢齿轮渗碳扩散期碳势降至0.7%,渗碳后较快冷却至650℃保温4 h,在160℃硝盐浴中冷却,再风冷至约110℃水冷,其表面马氏体针长可以控制在12.5μm以内,并可省略高温回火而不影响齿轮的热处理质量。