淬火温度对中合金马氏体耐磨铸钢组织和性能的影响

对自行设计的矿山球磨机衬板用中合金马氏体耐磨铸钢在900、950、1000、1050、1100 ℃淬火后回火,研究了淬火温度对试验钢组织和性能的影响。试验结果表明,经过淬火、回火处理后的试验钢显微组织由板条马氏体和残留奥氏体组成。当保持回火温度250 ℃不变,随着淬火温度的升高,马氏体组织先变细密后又变粗大,抗拉强度、冲击性能及残留奥氏体含量均呈现先增大后减小的趋势,在1050 ℃淬火取得最优综合力学性能:抗拉强度1623 MPa,冲击性能14.4 J,此时试验钢的强化机理为孪晶马氏体和高密度位错缠结。通过冲击磨损试验解释了试验钢在该工艺下的磨损行为与磨损机理。     

回火温度对NM500耐磨钢组织和性能的影响

采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和材料表面综合性能测试仪等研究了回火温度对NM500低合金高强度耐磨钢的显微组织、力学性能和耐磨性能的影响。结果表明,NM500钢经淬火+回火处理后得到典型的回火马氏体组织,回火温度的升高使得固溶在马氏体板条中的过饱和碳原子逐渐析出,而碳化物聚集长大导致钢的硬度和低温冲击性能明显下降。NM500钢在200 ℃回火后的硬度和-20 ℃低温冲击吸收能量分别为513 HBW和44.40 J,耐磨性能最佳。低温回火(200、250 ℃)时少量细小弥散的过饱和碳原子析出改善了钢的耐磨性,300 ℃及以上回火时聚集粗化的短棒状渗碳体会降低基体的硬度,导致钢的耐磨性不断降低,磨损机制由磨粒磨损向粘着磨损转变。     

回火温度与钛含量对低合金耐磨钢组织及性能的影响

对两种不同Ti含量的低合金耐磨钢进行淬火后在160~540℃温度区间回火处理。结合冲击性能、力学性能及磨损实验的测试结果,利用SEM,TEM等对不同热处理状态实验钢的微观组织及析出相的分析,研究了回火工艺及组织演变对性能影响。结果表明,两组实验钢在190℃回火,均得到回火马氏体,回火马氏体形态仍然为板条状,板条间有(Nb,Ti,V)碳化物析出;而500℃回火时,马氏体板条消失,得到回火索氏体组织。两组实验钢淬火后在190℃与500℃回火时-20℃冲击功出现峰值,分别为40 J与60 J,其中Ti含量为0.09%的2号实验钢淬火及在190℃回火后,综合力学性能最佳,其屈服强度为1218 MPa,抗拉强度1507 MPa、硬度429.5 HV,伸长率17.5%,抗磨损性能也优于Ti含量较高(0.18%)的1号实验钢。     

热处理对Cr-Si-Mn-Mo系中碳低合金铸钢组织及力学性能的影响

研究了淬火和回火温度对Cr-Si-Mn-Mo系中碳低合金钢组织、力学性能及磨损性能的影响。结果表明:经不同温度淬火及250℃回火后,试验钢得到的组织主要为马氏体,并且随淬火温度的升高,板条马氏体特征越明显。试验钢经1050℃×30 min淬火+250℃×2 h回火后综合力学性能及耐磨性能最佳。     

NM500耐磨钢的QLT热处理工艺

对NM500耐磨钢进行940℃淬火+两相区淬火+回火(QLT)热处理，研究了两相区淬火温度(820～880℃)和回火温度(200～600℃)对试验钢显微组织和力学性能的影响。结果表明，在两相区淬火温度从820℃升至880℃的过程中，试验钢为马氏体和铁素体双相组织，且铁素体含量逐渐降低，马氏体含量增多，试验钢的强度和硬度提高，-40℃冲击吸收能量从67 J降低至33 J。在870℃两相区淬火，200～600℃范围内回火时，随回火温度的升高，板条马氏体和残留奥氏体逐渐分解，碳化物形态和分布发生变化；试验钢抗拉强度和硬度逐渐降低，低温冲击性能先降低后升高，试验钢达到良好强韧性匹配的回火温度区间为200～250℃。     

回火温度对NM600耐磨钢组织和性能的影响

利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)等试验方法,对实验室试制NM600耐磨钢热轧后淬火态钢板在不同温度回火后的组织和力学性能进行了观察和测量,研究了回火温度对组织和力学性能的影响。结果表明,热轧淬火态试验钢经回火处理后,随着回火温度的升高,显微组织由板条贝氏体+少量马氏体,逐渐过渡到粒状贝氏体+弥散的碳化物;贝氏体板条和马氏体板条发生溶解,位错密度降低;在温度高于200℃时,贝氏体铁素体板条的溶解,析出的碳化物所产生的强化作用已经不再明显,导致试验钢的各项力学性能出现下降。综合分析可知,试验钢在200℃回火时可获得较为优良的力学性能。     

发动机用SCM435钢的组织与疲劳性能

采用SEM、TEM以及拉伸测试等研究SCM435钢在870℃淬火、350～650℃回火后的组织和力学性能。结果表明,回火温度为350℃时,其组织是板条马氏体及少量碳化物;随着回火温度的升高,马氏体的板条形态逐渐消失,碳化物沿板条方向析出长大,其中525℃回火后的组织尚有明显的马氏体板条形态并弥散分布着短棒状渗碳体。在试验回火温度范围内调控SCM435钢的力学性能,可以满足8.8～12.9级紧固件的力学性能要求。试验验证了870℃淬火+525℃回火钢的疲劳性能,中值疲劳极限σ_a50为425 MPa,具有较好的疲劳性能。     

回火温度对NM400钢组织和耐磨性能的影响

通过SEM、TEM、EDS等实验技术研究NM400钢板在200～600℃回火1 h后的组织、表面硬度、磨损量随回火温度的变化规律.结果表明:NM400钢板硬度、耐磨能力随回火温度升高而降低,在400～450℃由于合金元素析出的强化作用,下降较平稳;淬火态组织为马氏体,450℃以下回火后转变成回火马氏体,随回火温度升高,相邻马氏体板条合并的现象明显,导致钢板表面硬度下降.     

热处理对高层建筑用钢组织与力学性能的影响

研究了奥氏体化温度对高层建筑用钢拉伸力学性能、-20℃冲击性能和显微组织的影响,分析了直接淬火+回火、一次淬火+回火和二次淬火+回火热处理这3种热处理工艺,并优化了试验钢的淬火+回火工艺。结果表明:试验钢在这3种热处理工艺下的抗拉强度、屈服强度、屈强比和-20℃冲击功都随着奥氏体化温度的升高呈现降低的趋势,采用一次淬火+回火或二次淬火+回火热处理可以显著降低试验钢的屈强比并提高冲击韧性,适宜的奥氏体化温度为900~1000℃;直接淬火+回火试样的金相组织为回火马氏体,一次淬火+回火和二次淬火+回火试样的金相组织都为回火马氏体+铁素体;同时,在马氏体板条界面和相界面处析出了尺寸不等的细小M23C6相。     

淬火温度对新型NM450抗腐蚀磨损钢组织和性能的影响

采用扫描电镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)和力学性能检测等方法,研究了淬火温度对NM450抗腐蚀磨损钢组织和力学性能的影响。结果表明,试验钢在840~960 ℃范围内淬火后低温回火,获得了回火板条马氏体组织。当淬火温度为870 ℃ 或低于此温度淬火时,组织中出现了弥散分布的第二相,其Cr含量明显高于基体,当淬火温度升高至900 ℃及以上时,第二相消失,同时奥氏体晶粒也开始明显长大。随着淬火温度的升高,试验钢的强度和硬度整体趋于下降,冲击吸收能量在900 ℃时达到最高。根据取向分布与晶界分布图可以发现,960 ℃淬火时有效晶粒尺寸最大,大角度晶界占比最低,其冲击性能最差。900 ℃淬火时有效晶粒尺寸与840 ℃相近,但其组织结构更加均匀,大角度晶界所占比例升高,这是900 ℃淬火时冲击性能较高的主要原因。     

淬火工艺对含Ni中锰钢组织和性能的影响

通过扫描电镜观察、拉伸及低温冲击试验,研究了不同淬火工艺对含1%(质量分数)Ni的中锰钢组织和性能的影响。结果表明,随着淬火温度升高,试验钢的屈服强度和抗拉强度先增大后减小,随后再逐渐增大,低温冲击吸收能量具有相同变化趋势;中锰钢的最优调质工艺为900 ℃淬火后于600 ℃回火,其屈服强度、抗拉强度及伸长率分别能达到560 MPa、640 MPa及21.8%,-50 ℃ 冲击吸收能量达到270 J,获得了良好的综合力学性能。调质态试验钢在不同淬火温度下均获得了铁素体和回火马氏体组织,随着淬火温度升高,马氏体比例增加,晶粒尺寸逐渐减小。     

C-Mn-Cr-B系低合金耐磨钢组织性能的研究

针对五矿营口中板有限责任公司对耐磨钢的开发，设计采用了C-Mn-Cr-B低合金化学成分体系，试验研究了淬火、回火工艺对30 mm厚钢板组织性能的影响，得到了最佳的热处理工艺，即加热时间42 min、在920 ℃保温15 min 淬火，可以得到均匀的板条马氏体组织；再经过加热时间50 min、400 ℃回火处理后，得到回火马氏体组织，钢板综合力学性能良好，屈服强度为1 080 MPa，抗拉强度为1 190 MPa，断后伸长率为25.5%，-20 ℃冲击功均值为39 J，硬度为399HB，满足GB/T 24186-2009标准对NM400耐磨钢的要求。     

C-Mn-Cr-B系低合金耐磨钢组织性能的研究

针对五矿营口中板有限责任公司对耐磨钢的开发，设计采用了C-Mn-Cr-B低合金化学成分体系，试验研究了淬火、回火工艺对30 mm厚钢板组织性能的影响，得到了最佳的热处理工艺，即加热时间42 min、在920 ℃保温15 min 淬火，可以得到均匀的板条马氏体组织；再经过加热时间50 min、400 ℃回火处理后，得到回火马氏体组织，钢板综合力学性能良好，屈服强度为1 080 MPa，抗拉强度为1 190 MPa，断后伸长率为25.5%，-20 ℃冲击功均值为39 J，硬度为399HB，满足GB/T 24186—2009标准对NM400耐磨钢的要求。     

回火温度对颗粒增强型低合金耐磨钢组织和性能的影响

研究了不同回火温度下颗粒强化型低合金耐磨钢的微观组织、力学性能和耐磨性能,确定了最佳的回火工艺。结果表明,轧制态颗粒强化型低合金耐磨钢中均匀弥散分布着大量微米级和纳米级TiC析出。回火温度升高,基体中ε-碳化物增多,试验钢的屈服强度整体上先升高后降低,抗拉强度、硬度和冲击吸收能量逐渐降低,伸长率逐渐升高,在200 ℃低温回火时,试验钢表现出最优的综合力学性能,同时表现出最佳的三体磨料磨损性能。     

回火温度对40CrNi2Mo钢力学性能和干摩擦性能的影响

对40CrNi2Mo钢进行200~575℃回火处理,采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、激光共聚焦扫描显微镜、维氏硬度计、万能试验机和磨损试验机等研究了回火处理后40CrNi2Mo钢微观组织演化对其力学性能和干摩擦性能的影响。结果表明:随着回火温度的升高,40CrNi2Mo钢板条马氏体中固溶的过饱和C原子逐渐析出,微观组织逐渐向粗大的铁素体、球化渗碳体和粗化的碳化物转变;压缩屈服强度、弯曲强度和硬度降低;325℃和425℃回火处理后析出层状渗碳体导致40CrNi2Mo钢的加工硬化能力和冲击韧性先下降后升高;硬度降低导致耐磨性降低,磨损机制由磨粒磨损逐渐向氧化剥层磨损转变。     

热处理工艺对双金属带锯条背材30Cr4MoNiV钢组织和性能的影响

采用扫描电镜(SEM)、洛氏硬度计和万能试验机研究了双金属带锯条的背材用钢30Cr4MoNiV经1150~1190 ℃淬火和520~640 ℃回火后的微观组织和力学性能,并通过弯曲疲劳试验和锯切试验来检测30Cr4MoNiV钢的疲劳性能。结果表明:30Cr4MoNiV钢合适的淬火温度为1190 ℃,此时合金元素固溶充分且马氏体组织均匀细小;最佳回火温度为600 ℃,得到回火索氏体组织。经1190 ℃淬火+600 ℃回火3次后,30Cr4MoNiV钢的强塑积为15.64 GPa·%,弯曲疲劳性能由3745次提高到5270次,且锯切疲劳性能比进口CDW钢高25.6%。     

07MnCrMoVR水电钢的生产工艺及组织性能

采用激光共聚焦扫描显微镜对07MnCrMoR水电钢奥氏体晶粒长大的动态过程进行了原位观察,并对其静态CCT曲线进行了测定,利用淬火机和热处理炉对38 mm厚的试验钢进行了淬火和回火试验。结果表明:试验钢在1200℃以下加热时奥氏体晶粒长大趋势不明显;当冷却速率为0.05~0.25℃/s时,试验钢的组织转变为多边形铁素体+珠光体,冷却速率为0.5~20℃/s时转变为贝氏体组织,冷却速率为20~50℃/s时转变为马氏体组织;930℃淬火后,试验钢的组织转变为板条贝氏体+马氏体,600℃回火后转变为铁素体+回火贝氏体,大量的碳化物在铁素体基体上析出,其屈服强度为602 MPa,抗拉强度为713 MPa,-20℃低温冲击吸收能量为259 J,力学性能高于国家标准的要求,为最佳的调质生产工艺。