热处理工艺对2Cr11Mo1VNbN耐热钢组织和性能的影响

 为了解决2Cr11Mo1VNbN钢短时持久性能低的问题,采用OM、SEM、TEM等手段研究了不同淬火和回火工艺下超超临界叶片用2Cr11Mo1VNbN马氏体耐热钢的组织、室温力学性能及短时持久性能。结果表明,随着淬火温度的提升,强度和硬度增加,冲击吸收功在1 075 ℃后呈降低趋势;1 125 ℃淬火+660 ℃回火后,该钢的649 ℃+228 MPa的短时持久性能明显提升。回火温度高于660 ℃,强度和硬度降低,冲击吸收功增加,短时持久性能急速衰减。微观组织分析表明,提高淬火温度,合金中的一次粗大铌的碳化物更多地固溶到基体中,析出数量减少,固溶强化作用增加,强度和硬度增加,使合金的弱化区减少,提高了材料抵抗高温变形的能力,改善了合金的持久性能。     

热处理工艺对1Cr11Co3W3NiMoVNbNB钢析出相及性能的影响

采用SEM、TEM、化学相分析、热力学计算等手段研究了不同回火工艺下的超超临界汽轮机组叶片用1Cr11Co3W3NiMoVNbNB马氏体耐热钢中析出相的分布和性能。热力学计算表明,该叶片在620℃温度服役,合金中M23C6相的形成能要比Laves相的形成能低,M23C6相会在服役初期大量析出,但随着服役时间增加合金中的Laves相大量析出,析出数量将超过M23C6相。合金经过淬火、高温回火处理后组织为板条状回火马氏体。析出相主要由M23C6、Nb(C,N)和极少量的Laves相组成,M23C6析出数量随回火温度升高而增加。经过570、690℃两次回火处理,可提高合金的冲击韧性。     

固溶处理对0.16C-10Ni-14Co-1Cr-1Mo钢和0.23C-12Ni-14Co-3Cr-1Mo钢组织与性能的影响

适当提高淬火温度，由于未溶碳化物（M23C6）的减少可使韧性得到改善，16NiCo（0．16C－10Ni－14Co－1Cr－1Mo）钢的淬火温度超过860℃，510℃回火的冲击韧性和断裂韧性将出现缓慢下降。23NiCo（0．23C－12Ni－14Co－3Cr－1Mo）钢的淬火温度超过950℃，482℃回火冲击韧性大幅度降低。     

2Cr12NiMo1W1V不锈钢Φ180 mm棒材低倍中心黑色区缺陷分析和退火工艺改进

2Cr12NiMo1W1V钢Φ180 mm棒材的生产工艺流程为80 t BOF-VD-LF-ESR 6 t锭-锻造-900℃退火。2Cr12NiMo1W1V不锈钢棒材成品低倍组织中出现GB/T1979-2001《结构钢低倍组织缺陷评级图》中无对应类型的中心黑色腐蚀区域缺陷,分析得出,该钢退火后的正常组织为铁素体基体+碳化物,而中心区域为板条马氏体+托氏体,托氏体耐腐蚀性差,形成黑色区域。将原先的退火工艺优化为900℃-700℃等温退火工艺,可保证全截面组织的均匀转变。该工艺可消除和避免2Cr12NiMo1W1V钢棒材中心黑色区域。     

2Cr12NiMo1WlV不锈钢Φ180mm棒材低倍中心黑色区缺陷分析和退火工艺改进

2Cr12NiMo1W1V钢Φ180mm棒材的生产工艺流程为80t BOF-VD-LF-ESR 6t锭-锻造-900℃退火。2Cr12NiMo1W1V不锈钢棒材成品低倍组织中出现GB/T1979-2001《结构钢低倍组织缺陷评级图》中无对应类型的中心黑色腐蚀区域缺陷,分析得出,该钢退火后的正常组织为铁素体基体+碳化物,而中心区域为板条马氏体+托氏体,托氏体耐腐蚀性差,形成黑色区域。将原先的退火工艺优化为900℃-700℃等温退火工艺,可保证全截面组织的均匀转变。该工艺可消除和避免2Cr12NiMo1W1V钢棒材中心黑色区域。     

热处理工艺对20Cr1Mo1VTiB螺栓钢持久性能的影响

 为了更好地验证20Cr1Mo1VTiB螺栓钢在国家标准和俄罗斯标准热处理工艺下的持久性能,采用SEM、TEM等手段研究了两种标准的热处理工艺对20Cr1Mo1VTiB螺栓钢组织及持久性能的影响。结果表明,相对于低温淬火+低温回火(俄罗斯标准)工艺,高温淬火+高温回火(国家标准)的热处理工艺生产的20Cr1Mo1VTiB具有更高的持久性能稳定性。俄罗斯标准工艺淬火温度低,未溶的块状富钛碳化物数量多、尺寸大,并且贝氏体内分布大量方(菱)形TiC,促进了蠕变孔洞的形成,因此持久强度下降速率更快。国家标准工艺淬火温度高,富钛碳化物回溶充分,数量少、尺寸小,回火过程析出细小的颗粒状VC,热稳定性较高,具有更高的持久强度。从持久性能角度,选用国家标准工艺热处理更加合理。     

CW6Mo5Cr4V2与W6Mo5Cr4V2钢的性能比较

用试验比较了CW6Mo5Cr4V2(CM2)与W6Mo5Cr4V2(M2)钢的性能。试验表明,在相同淬火温度下,CM2的淬回火硬度和红硬性明显高于M2,淬火晶粒比M2粗大,冲击功比M2低。CM2在1 160~1 200℃淬火可获得优良的综合性能。在1 220℃以上淬火,CM2的过热倾向显著,冲击功急剧下降。碳和钨钼含量的变化对CM2的淬火温度影响很大。要使CM2淬火过程易于控制,收窄其主要成分范围是关键。     

热处理对耐热钢X12CrMoWVNbN10-1-1力学性能的影响

研究了淬火温度1025～1125℃+570℃4 h空冷+720℃2 h空冷和1050～1075℃淬火后二次回火温度680～780℃对马氏体耐热钢X12CrMoWVNbN10-1-1(%:0.11C、10.28Cr、0.77Ni、1.0Mo、0.96W、0.18V、0.04Nb、0.053N)力学性能的影响。结果表明,随淬火温度的提高,钢的强度增加,塑性变化不大,但冲击韧性显著下降。随回火温度的提高,强度下降、塑性、韧性增加。该钢优化的热处理工艺为:1 050～1 075℃1～2 h油冷+570℃4 h空冷+715～725℃2 h空冷。     

淬火温度对高速钢力学性能的影响

研究了改变淬火温度对高速钢力学性能变化规律的影响。试验结果表明 :W18Cr4V钢在 12 6 0～12 90℃ ,W6 Mo5 Cr4V 2钢在 12 10～ 12 5 0℃范围内淬火 ,经 5 6 0℃× 1h,三次回火后 ,随着淬火温度升高 ,钢的硬度、红硬性增高 ;所有韧性指标均呈下降趋势。着重讨论了细化晶粒对提高高速钢强韧性的重要作用 ,分析了淬火温度对晶粒尺寸的影响。     

热处理工艺对20Cr1Mo1VTiB螺栓钢组织及性能的影响

为了优化20Cr1Mo1VTiB螺栓钢的热处理工艺,采用SEM、TEM和力学性能测试等手段,研究了热处理工艺对该钢组织及性能的影响。结果表明,20Cr1Mo1VTiB钢热处理态组织为贝氏体,主要强化相为VC与针状M3C相。随着淬火温度的提高,VC逐渐溶解,固溶强化作用增加,室温和高温强度上升、韧性下降。在较低温度下回火,贝氏体板条位错密度高、组织应力大,强度高、韧性差;提高回火温度,VC逐渐长大,基体逐渐发生回复,室温和高温强度降低,韧性显著升高。1 030℃淬火+720℃回火后,20Cr1Mo1VTiB钢体现出良好的强韧性匹配。     

V、Ta微合金化12Cr低活性F/M钢的优化设计

采用Thermo-Calc热力学模拟计算与实验相结合的方法,优化设计了一种V、Ta微合金化的低活性F/M钢12Cr3WVTa,经1 050℃水淬及780℃回火后对其显微组织及析出相进行光学显微镜、扫描电镜和透射电镜观察以及能谱分析.实验钢淬火回火后显微组织由回火马氏体和少量δ铁素体相组成,析出相主要为M₂₃C₆和MX相(M=V,Ta;X=C,N),其中M₂₃C₆主要分布于回火马氏体板条界和相界,而MX弥散析出于回火马氏体板条内以及δ铁素体内.实验钢室温和高温(600℃)拉伸力学性能良好,600℃下材料抗拉强度为507 MPa,屈服强度为402 MPa,满足超临界水冷堆用包壳管的拉伸性能要求.      

回火温度对COST-FB2转子钢析出相与力学性能的影响

 为了调整COST-FB2转子钢的强韧性,采用OM、SEM和TEM等手段研究了回火温度对COST-FB2转子钢的析出相类型与力学性能的影响。结果表明,随着回火温度由350 ℃升高到750 ℃,试验钢的强度、硬度不断下降,塑性和冲击功上升;试验钢350 ℃和570 ℃回火后的高强低韧性可通过再次在700 ℃回火改善。淬火后COST-FB2转子钢中的残余奥氏体,可通过在570 ℃回火消除;在350 ℃和570 ℃回火后马氏体板条内部有大量针状的M₃C,700 ℃回火后的显微组织中M₃C消失,M₂₃C₆在原奥氏体晶界和马氏体板条界上析出,750 ℃回火后晶界上的M₂₃C₆有聚集粗化的现象,部分马氏体板条存在回复现象。     

钼钨钒合金化热作模具钢高温回火组织演变

为适应热冲压技术的发展需求,开发了一种新型高热导率高耐磨性能热冲压用模具钢材料。采用扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）等检测手段对钼钨钒合金化新型模具钢的高温回火性能与组织特征进行了研究。阐明了新型热冲压模具钢回火过程碳化物析出与演变规律。实验结果表明:实验用钼钨钒合金化模具钢材料具有良好的回火二次硬化性能,在500～600 ℃温度区间回火时,回火组织硬度上升;在600 ℃回火出现二次硬化峰值;当回火温度超过600 ℃后,组织软化程度明显,回火硬度开始下降。实验模具钢在高温回火过程中的硬度变化与其合金碳化物的偏聚、析出和聚集长大密切相关。当在560 ℃以下回火时,实验钢组织中未有合金碳化物析出;当回火温度大于560 ℃时,回火组织中开始析出M₂C型碳化物;当回火温度高于600 ℃后开始析出MC型碳化物;当在620 ℃长时间回火后M₂C型碳化物转化为M₆C型碳化物,此时实验钢硬度开始明显下降;而当回火温度高于660 ℃时,新型实验钢组织中主要为M₆C和MC型合金碳化物。      

Study on microstructure and mechanical properties of martensitic stainless steel 6Cr15MoV

Martensitic stainless steel containing 12%-18%Cr have high hardness due to high carbon content. These steels are common utilized in quenching and tempering processes for knife and cutlery steel.The properties obtained in these materials are significantly influenced by matrix composition after heat treatment,especially as Cr and C content.Comprehensive considered the hardness and corrosion resistance,a new type martensitic stainless steel 6Cr15MoV has been developed.This study emphatic researches the effect of heat treatment processes on microstructure and mechanical properties of 6Cr15MoV martensitic stainless steel.Thermo-Calc software has been carried out to thermodynamic calculation;optical microscope（OM）,scanning electronic microscope（SEM） and transmission electron microscope（TEM） have been carried out to microstructure observation;hardness and impact toughness test have been carried out to evaluate the mechanical properties.Results show that the equilibrium carbide in 6Cr15MoV steel is M₂₃,C₆ carbide,and finely distributed of M₂₃C₆ carbides can be observed on annealed microstructure of 6Cr15MoV stainless steel.6Cr15MoV martensitic stainless steel has a wider quenching temperature range,the hardness value of steel 6Cr15MoV can reach to 60.8 -61.6 HRC when quenched at 1060 - 1100℃.Finely distributed carbides will exist in quenched microstructure,and effectively inhabit the growth of austenite grain.With the increasing of quenching temperature,the volume fraction of undissolved carbides will decrease.The excellent comprehensive mechanical properties can be obtained by quenched at 1060-1100℃with tempered at 100-150℃,and it is mainly due to the high carbon martensite and fine grain size.At these temperature ranges,the hardness will retain about 59.2-61.6 HRC and the Charpy U-notch impact toughness will retain about 17.3-20 J.The morphology of impact fracture surface of tested steel is small dimples with a small amount of cleavage planes.The area of cleavage planes increases with the increasing of tempering temperature.     

Investigation on the strengthening mechanism of S30432 austenitic heat-resistant steel

From the viewpoint of energy-saving and environment protection,it is necessary to develop Ultra Super Critical（USC） fossil-fired power plants.In order to ensure the reliable operation of power plants under high steam conditions,good mechanical properties（particularly high creep strength）,corrosion resistance and fabricability are generally required for the heat resistant steels used in USC boilers.Among these heat-resistant steels,S30432 austenitic heat-resistant steels are of interest due to high creep strength,excellent oxidation and corrosion resistance at temperatures up to 650 -700℃.In this paper,the strengthening mechanism of S30432 austenitic heat-resistant steel was investigated based on the precipitation behavior of S30432 during aging and creep at 650℃.Results show that the microstructure of as-supplied S30432 steel is austenite,the main precipitation consists of only Nb（C,N）.After aged for 10 000 h or crept for 10 712 h,there is a slight increase in the size of fine Nb（C,N）,but the transformation from Nb（C,N） to NbCrN does not occur.Aging and creep results in the precipitation ofε-Cu and M₂₃C₆.The coarsening velocity ofε-Cu particles diminishes greatly and they are still very fine in the long-term creep range.With the increase of aging and creep time M₂₃C₆ carbides tend to coarsen gradually.The size of M₂₃C₆ is larger and the coarsening is easier in contrast toε-Cu and Nb（C,N）.Nb（C,N） precipitates in the as-supplied microstructure,while aging and creep result in the precipitation ofε-Cu and M₂₃C₆.High creep rupture strength of S30432 steel is attributed to the precipitation hardening ofε-Cu,Nb（C,N） and M₂₃C₆.Extremely,ε-Cu plays an important role in improving the creep rupture strength of S30432,and at least 61%of the creep rupture strength of S30432 at 650℃results from the precipitation hardening ofε-Cu particles.     

钒对高铁制动盘钢中碳化物析出及力学性能的影响

随着列车时速不断提高,制动盘承受的热负荷不断增大,这对制动盘材料提出了更高的要求.为了提高制动盘钢的机械性能及耐热疲劳性,钒元素被添加到制动盘钢中.本文研究了不同淬火温度时V含量对Cr-Mo-V系制动盘钢组织及力学性能的影响,并通过Thermo-Calc热力学软件、碳复型、透射电镜、能谱分析等方法对不同V含量时析出相的演变规律进行研究.结果表明,增加钒含量使高温析出的V（C,N）含量增加,细化奥氏体晶粒和回火马氏体组织.淬-回火态析出相主要为V（C,N）、（Mo,V）C、M₇C₃和M₂₃C₆.随钒含量增加,大尺寸M₂₃C₆和M₇C₃的析出被抑制,对韧性损害降低;小尺寸（Mo,V）C含量增多,析出强化效果增强.淬火温度为880~900℃时,增加钒含量能细化马氏体和减少大尺寸碳化物,弥补了析出强化对韧性的损害,故冲击功变化不大.淬火温度为920~940℃时,提高钒含量促使（Mo,V）C量急剧增加,冲击功快速下降.实验钢淬火温度不应超过900℃.      

高碳马氏体不锈钢8 Cr13 MoV钢铸态组织及碳化物

利用Thermo-Calc软件对8Cr13MoV马氏体不锈钢的凝固过程进行计算,利用光学显微镜、扫描电子显微镜和X射线衍射分析仪对铸态组织和碳化物形貌以及类型进行观察与分析,利用Gleeble热模拟试验机测定材料的静态连续冷却转变曲线.结果表明,8Cr13MoV在平衡凝固条件下组织为铁素体和M₂₃C₆型碳化物,而在实际的凝固条件下,组织为铁素体、马氏体、残余奥氏体、M₇C₃型和M₂₃C₆型碳化物,由于偏析导致最终组织中碳化物以M₇C₃型为主,少量M₂₃C₆以薄片或树枝状分布在晶界上.由于较高的C和Cr含量,以0.1℃·s-1的冷却速率冷却时,奥氏体也会发生马氏体转变.      

新型挤压轮钢4Cr3.75MoSiV的析出相对热疲劳性能的影响

开发的新型挤压轮用钢4Cr3.75MoSiV(/%:0.39C、0.95Si、0.35Mn、3.75Cr、1.25Mo、0.99V、0.009 5N)和常用挤压轮钢4Cr5MoSiV(/%:0.42C、1.20Si、0.38Mn、5.04Cr、1.14Mo、0.85V、0.035 0N)由10 kg真空感应炉熔炼,并锻成Φ18 mm试验用棒材,然后经880℃1 h+720℃1 h球化退火,1 080℃15 min油淬,550℃2 h+530℃2 h两次回火处理。研究了两种钢主要析出碳化物形貌、尺寸,析出比例和分布以及对500次600℃-室温连续热疲劳性能的影响。结果表明,含5.04%Cr的4Cr5MoSiV常用钢的析出物中V₄C₃+VC占12%,并有26%Cr₂₃C₆析出,而开发的4Cr3.75MoSiV新型钢中有利于提高热疲劳性能的析出物V₄C₃+VC占31%,未发现Cr₃₃C₆析出物;4Cr5MoSiV钢热疲劳损伤因子3.18×10^-3,连续热疲劳试验表面裂纹比热疲劳损伤因子为1.77×10^-3的新型4Cr3.75MoSiV钢表面裂纹粗大。      

Al对淬回火H11钢力学性能和碳化物的影响

研究了Al质量分数为0.77%及不含Al的H11钢在不同淬回火处理工艺下的硬度和冲击功的变化规律,并对两种钢原始退火态、1060℃淬火、1060℃淬火+510℃回火、1060℃淬火+560℃回火和1060℃淬火+600℃回火处理后的试样进行碳化物萃取,同时借助扫描电子显微镜（SEM）和X射线衍射仪（XRD）分析了Al对H11钢中碳化物形态及类型的影响.结果表明:（1）Al能提高H11钢的冲击韧性和回火硬度,但会使淬火硬度有所降低.（2）Al可以促进H11钢淬火过程中碳化物的溶解和元素的均匀分布.（3）Al会阻碍H11钢回火过程中碳化物的析出和聚集,这种作用在560℃以下回火时更加显著.（4）Al可以使H11钢回火时的（Fe,Cr）₂C、MoC、Cr₇C₃类碳化物更加稳定,抑制（Fe,Cr）₃C、Mo₂C和Cr₂₃C₆类碳化物的析出,这是因为Al可以阻碍H11钢中碳及合金元素在回火过程中的聚集.