加热制度对微合金化H型钢组织及性能影响

以含有Nb-V-Ti-B复合微合金化元素试验钢为研究对象并结合实验室轧制,分析了不同加热温度下试验钢的组织及性能情况。结果表明,试验钢奥氏体晶粒尺寸随着加热温度升高、保温时间延长而增大。加热温度为1 050~1 200℃时,晶粒呈线性长大;保温时间在60 min内时,奥氏体晶粒增长最为迅速。试验钢组织为铁素体和珠光体,铁素体平均晶粒尺寸14~20μm;屈服强度364~396 MPa,抗拉强度483~508 MPa,伸长率27%~31.5%,-20~-60℃冲击功138~270 J。     

加热制度对氮微合金化HRB500E方坯晶粒度的影响

在加热温度1 080~1 250℃及保温时间5~30 min的条件下,研究了加热制度对氮微合金化HRB500E方坯奥氏体晶粒平均尺寸的影响。结果表明:在试验条件范围内,试验方坯的奥氏体晶粒尺寸随加热温度的升高、均热时间的延长而变大;当控制保温时间在15~25 min及加热温度1 080~1 200℃时,奥氏体晶粒长大速度较慢,晶粒平均尺寸比较细小、均匀;通过对试验数据的拟合,得到了在1 200℃以下方坯加热温度与原始奥氏体晶粒尺寸的关系模型。     

加热工艺对Nb-Ti微合金钢奥氏体晶粒长大的影响

 为了解加热制度对Nb Ti微合金钢的奥氏体晶粒长大和析出行为的影响,采用OM、TEM和EDS分析技术,研究了Nb Ti微合金钢在不同加热温度和保温时间的奥氏体晶粒长大行为,以及微合金元素碳氮化物析出行为。结果表明,随加热温度升高,奥氏体晶粒尺寸逐渐长大,当加热温度超过1 200 ℃时奥氏体晶粒尺寸快速长大。随保温时间延长,奥氏体晶粒尺寸逐渐长大,当保温时间超过2.0 h时奥氏体晶粒尺寸快速长大。EDS分析显示Nb Ti钢中的析出物为(Nb,Ti)(C,N)复合相,随着加热温度升高和保温时间延长,析出相体积分数减少,尺寸增大,从而减弱对奥氏体晶粒的细化作用;Nb Ti微合金试验钢合适的加热温度范围为1 150～1 200 ℃,保温时间低于2.0 h。     

工程机械用960MPa级调质钢板的淬火工艺研究

以屈服强度960MPa级高强调质钢板开发为目标,研究了淬火热处理制度对试验钢显微结构及力学性能的影响.结果表明:再加热淬火温度及保温时间决定了合金元素的溶解分布状态以及原奥氏体晶粒尺寸,最终影响了试验钢的综合力学性能,当淬火温度为900℃,保温15～25 min左右时试验钢具有优良的性能,即屈服强度Rp0.2=1110 MPa,抗拉强度Rm=1 140 MPa,伸长率A=14%,-40℃冲击功Akv=130J,各项指标均满足国标GB/T16270-2009的要求.     

固溶处理对冷轧Cr-Mn-N奥氏体不锈钢组织性能的影响

对一种节镍型Cr-Mn-N奥氏体不锈钢(Fe-13.8%Cr-11%Mn-0.35%N)的固溶处理工艺进行研究,设计固溶温度为800~1 100 ℃,保温时间为10、20和30 s,冷却方式为水冷和空冷。结果表明,试验钢经过900 ℃保温30 s水冷后,综合力学性能最佳,其中断后伸长率为47.7％,抗拉强度为1 023 MPa,屈服强度为540 MPa,强塑积为48.8 GPa·%。当固溶温度为800 ℃时,塑性提升并不明显,主要由于该温度仍处于敏化温度区间,导致含铬碳化物析出于奥氏体晶界,这对试样的塑性具有不利影响。根据EBSD的统计结果,经过900 ℃保温30 s后,试样组织中晶粒十分细小且均匀,平均晶粒尺寸约为1.4 μm;而提高固溶温度会导致晶粒粗化,1 000 ℃保温30 s后试样平均晶粒尺寸约为2.1 μm,1 100 ℃保温30 s后平均晶粒尺寸约为9.2 μm。     

贝氏体等温温度对超高强冷轧TRIP钢组织性能的影响

将C-Si-Mn钢加热至800℃保温120 s后,分别快速冷却至350～410℃保温600 s以模拟贝氏体等温转变工艺。通过扫描电镜(SEM)和拉伸测试的方法研究了贝氏体等温温度对超高强相变诱导塑性钢(TRIP钢)微观组织和力学性能的影响规律。结果表明,冷轧TRIP钢的微观组织由铁素体、贝氏体、马氏体和残余奥氏体组成;贝氏体和残余奥氏体形成于等温转变阶段,而马氏体形成于等温后的终冷阶段。随着贝氏体等温温度增加,固溶C原子扩散系数提高,促进残余奥氏体中碳化物的析出。因此,奥氏体中的平均固溶C含量降低,使得TRIP钢残余奥氏体分数降低,马氏体体积分数增加。贝氏体等温温度由350℃增加至410℃时,TRIP钢屈服强度由720 MPa降低至573 MPa,抗拉强度由1 195 MPa提高至1 312 MPa,伸长率A_(80)由17.8%降低至12.5%。贝氏体等温温度为350℃时,冷轧TRIP钢具有优良的综合力学性能,强塑积达到21 270 MPa·%。     

退火工艺对GH4169合金带材组织和力学性能的影响

为解决GH4169合金带材国产化制备工艺不成熟导致的组织及性能控制不稳定问题,对厚度为0.4 mm的GH4169合金带材的热处理工艺进行研究。讨论了不同退火温度、不同保温时间对带材金相组织、力学性能的影响,结果表明,退火温度对带材显微组织和力学性能存在显著影响,随着退火温度的提高,合金带材晶粒尺寸增大,同时合金抗拉强度、屈服强度和硬度呈下降趋势,而伸长率呈升高趋势;适当缩短保温时间可以使晶粒尺寸均匀,并起到细化晶粒的作用,与此同时,合金力学性能表现出抗拉强度、屈服强度和硬度增大,同时伸长率呈下降趋势。综合分析组织及性能,0.4 mm的GH4169合金带材最佳退火工艺为退火温度1 050℃、保温时间1.5 min,在该工艺下带材的晶粒度为8.5级,抗拉强度为870.5 MPa,屈服强度为389.5 MPa,伸长率为51.5%,维氏硬度为204HV1。     

轧制工艺对铬钼系螺纹钢组织和性能的影响

为解决铬钼系螺纹钢轧制工艺参数设定问题,借助高温共聚焦显微镜、Gleeble热模拟试验机、金相显微镜、拉伸试验机及维氏硬度计等设备,结合小尺寸样品拉伸试验,研究了加热温度、变形温度、上冷床温度和冷速等轧制工艺参数对铬钼系螺纹钢组织和力学性能的影响。分析了试验钢过冷奥氏体连续冷却相变行为,测定了试验钢连续冷却转变(CCT)曲线,并在工业生产线上完成了直径20 mm的铬钼系螺纹钢试制。结果表明,试验钢过冷奥氏体连续冷却过程中,主要发生铁素体和贝氏体相变,随着冷速的增大,铁素体含量减少,贝氏体含量增大,硬度值增大;轧制工艺参数影响螺纹钢组织类型、晶粒大小及所占比例,进而影响螺纹钢的强度和塑性;当加热温度为1 150～1 200℃、变形温度为(1 020±10)℃、上冷床温度为850～900℃、冷速为1℃/s时,试制钢筋的组织为铁素体+贝氏体,其中铁素体所占比例为48.56%,平均粒径为18.34μm,屈服强度大于430 MPa,抗拉强度大于630 MPa,断后伸长率大于20%,强塑积大于12 GPa·%。试验结果为铬钼系耐蚀钢筋的产业化提供了数据支撑。     

回火时间对Fe-0.39C-3.69Mn中锰钢的组织和力学性能的影响

摘要：初始组织为片层珠光体的Fe-0.39C-3.69Mn（wt.%）钢板被快速加热到730℃保温90s后淬火至室温,获得包含13.2%残余奥氏体的板条马氏体组织。借助SEM、TEM、XRD和单向拉伸力学测试等试验手段,研究了在200℃回火时不同保温时间对微观组织和力学性能的影响,特别是对残余奥氏体体积分数和稳定性的影响。结果表明,随回火时间的增加,过渡碳化物逐渐增多并粗化,残余奥氏体含量先减少后不变;硬度、强度和均匀伸长率均逐渐降低,但断后伸长率由于马氏体回复而有所增加。片状残余奥氏体由于富Mn而具有较高稳定性,在200℃长时间回火后基本不发生分解。回火15min后获得最佳的综合力学性能,其屈服强度为1544MPa,抗拉强度为2031MPa,断后伸长率为10.1%。     

屈服强度1100 MPa级超高强钢热处理组织及性能

随着工程机械向大型化轻量化方向发展,超高强钢的市场需求越来越大且综合性能要求越来越严格。结合5 000 mm宽厚板生产线及热处理装备,研究淬火过程中淬火温度对屈服强度1 100 MPa级超高强度钢组织及力学性能的影响。结果表明,淬火温度决定了合金元素的溶解和分布状态、原始奥氏体晶粒尺寸,影响试验钢的综合力学性能。不同淬火温度下,基本微观组织为板条马氏体。随着淬火温度的升高,原奥氏体晶粒尺寸增大;当淬火温度由840℃升高至990℃时,原奥氏体晶粒平均尺寸由9.0μm增加到22.5μm。采用900～930℃淬火及350℃回火的热处理工艺,试验钢可获得最佳的强韧性匹配,此时屈服强度为1 125～1 155 MPa、抗拉强度为1 306～1 335 MPa、断后伸长率为12.5%～14.0%,布氏硬度为415～419,-40℃冲击功为80～100 J,抗拉强度与布氏硬度比值范围在3.10～3.20之间,满足标准GB/T 28909—2012对Q1100E的要求。     

屈服强度1100 MPa级超高强钢热处理组织及性能

摘要：随着工程机械向大型化轻量化方向发展,超高强钢的市场需求越来越大且综合性能要求越来越严格。结合5000mm宽厚板生产线及热处理装备,研究淬火过程中淬火温度对屈服强度1100MPa级超高强度钢组织及力学性能的影响。结果表明,淬火温度决定了合金元素的溶解和分布状态、原始奥氏体晶粒尺寸,影响试验钢的综合力学性能。不同淬火温度下,基本微观组织为板条马氏体。随着淬火温度的升高,原奥氏体晶粒尺寸增大;当淬火温度由840℃升高至990℃时,原奥氏体晶粒平均尺寸由9.0μm增加到22.5μm。采用900～930℃淬火及350℃回火的热处理工艺,试验钢可获得最佳的强韧性匹配,此时屈服强度为1125～1155MPa、抗拉强度为1306～1335MPa、断后伸长率为12.5%～14.0%,布氏硬度为415～419,－40℃冲击功为80～100J,抗拉强度与布氏硬度比值范围在3.10～3.20之间,满足标准GB/T 28909—2012对Q1100E的要求。     

热轧工艺参数对非调质钢F45MnV力学性能的影响

用热模拟实验机Gleeble-1500模拟了F45MnV钢(%:0.44C、1.18Mn、0.10V)热轧过程中的加热、轧制及冷却参数。通过实验发现,加热温度由950℃增至1100℃,钢中奥氏体平均晶粒尺寸由25.7μm增加至84.3μm;加热温度为1000～1050℃时,奥氏体晶粒尺寸为64.0～62.8μm,在该温度范围内轧制,有利于钢的质量控制和保证性能的稳定;随冷速由0.25℃/s增加至2℃/s,变形量70% 900℃,终轧的F45MnV钢的抗拉强度由815 MPa迅速提高至960MPa。     

Effect of process parameters on microstructure and mechanical properties of non- annealed cold heading steel SWRCH35KM

In order to realize the on- line softening treatment of non- annealed cold heading steel SWRCH35KM, the influence of controlled rolling and controlled cooling process on the microstructure and mechanical properties of medium carbon cold heading steel was investigated. The results show that the microstructures of spherular pearlite dispersed in 60%-63% ferrite matrix are obtained after step slow cooling process. With the decrease of finish rolling temperature from 850?? to 750??, ferrite grain size refines from 15-16. 9??m to about 10??m, and spheroidization of pearlite tends to significantly. Tensile strength of test steel with step slow cooling process is about 490-510MPa, elongation is 36. 5%-40. 5%, and hardness is 73HRB-78HRB. Compared with the air cooling process, the tensile strength of test steel decreases by about 30-40MPa, elongation increases by 1%-3% and hardness decreases by about 2HRB-3HRB.     

Effect of quenching process on microstructure and properties of DZ2 steel for high speed train axle

The effect of quenching process on the microstructure and properties of DZ2 steel used for high speed train axles is revealed by means of OM, SEM, EBSD, room temperature tensile test and low temperature impact test. The results show that after twice quenching at 850℃ and tempering at 650℃, the optimum mechanical properties of DZ2 steel were obtained. The tensile strength, yield strength, elongation after fracture and impact energy absorption at -40℃ of DZ2 steel are 874MPa, 773MPa, 24% and 222J, respectively. Moreover, the prior austenite grain, martensite packet and block are the finest, with the size of 14.9, 6.9 and 1.32μm, respectively, which are 14.3, 5.2 and 0.35μm finer than those after quenching at 950℃ and tempering at 650℃, respectively. And it is found that finer prior austenite grain boundaries, packet boundaries and block boundaries can effectively inhibit the crack propagation and improve the low temperature toughness, resulting in the ductile brittle transition temperature of DZ2 steel significantly reduced from -103℃ to -136℃.     

淬火工艺对高速列车车轴用DZ2钢组织性能的影响

摘要：采用OM、SEM、EBSD、室温拉伸试验和低温冲击试验,揭示了淬火工艺对高速列车车轴用DZ2钢组织和性能的影响。研究结果表明,经850℃两次淬火和650℃回火后,DZ2钢获得了最佳的力学性能。抗拉强度、屈服强度、断后伸长率和-40℃冲击吸收能量分别为874MPa、773MPa、24%和222J。该工艺条件下原始奥氏体晶粒、马氏体板条束和板条块最为细小,其尺寸分别为14.9、6.9和1.32μm,较经950℃淬火和650℃回火后的分别细化了14.3、5.2和0.35μm,可有效抑制裂纹的扩展,提高低温韧性,韧脆转变温度由-103℃显著降低至-136℃。     

高氮不锈轴承钢碳化物分布与高温断裂机制

 通过高温拉伸试验研究高氮不锈轴承钢高温断裂行为,探究了170 ℃和470 ℃回火态钢中碳化物分布特征,分析了高温拉伸断裂及组织演变和碳化物分布规律。研究发现,回火温度从170 ℃升高至470 ℃,高氮钢中大于0.8 μm的碳化物明显增加,高氮钢中M₂₃C₆强化增量提高了2.59 MPa,固溶强化增量下降了118.82 MPa,470 ℃回火态钢的室温抗拉强度降低、拉伸断口表现为准解理和少量撕裂韧窝;拉伸温度升高至300 ℃,试样断口表现为等轴型韧窝特征,170 ℃和470 ℃回火态试样起裂源断裂碳化物尺寸分别为2.8~3.6 μm和5.5~6.7 μm;450 ℃拉伸断口表现为塑孔韧窝特征,170 ℃和470 ℃回火态试样起裂源断裂碳化物尺寸分别为2.7~3.4 μm和5.8~6.4 μm。拉伸温度从300 ℃提高至450 ℃,钢的固溶强化和位错强化作用减弱,金属原子间结合能下降,碳化物与基体不连续应力分布加剧变形不协调性,碳化物承担较高应力而发生断裂。单纯热作用下钢中0.5~0.8 μm尺寸碳化物数量比例增加;在热力耦合作用下,钢中应力所导致的位错增殖为碳元素扩散提供通道,钢中碳化物在晶界和位错线上形核析出0.2~0.8 μm碳化物。裂纹沿着与拉伸方向45°角的最大剪力方向快速扩展而断裂,最终形成锯齿状的断口,小尺寸碳化物增多阻碍位错滑移导致塑性降低;钢中大尺寸碳化物不均匀分布在碳化物间形成大变形塑孔而增加钢的塑性。     

Effect of Heat Treatment on Microstructure and Property of Cr13 Super Martensitic Stainless Steel

 The microstructures and mechanical properties of Cr13 super martensitic stainless steel after different heat treatments were studied. The results show that the structures of the steel after quenching are of lath martensite mixed with a small amount of retained austenite. With the raising quenching temperature, the original austenite grain size increases and the lath martensite gradually becomes thicker. The structures of the tempered steel are mixtures of tempered martensite and reversed austenite dispersed in the martensite matrix. The amount of reversed austenite is from 754% to 2249%. After different heat treatments, the tensile strength, the elongation and the HRC hardness of the steel are in the range of 813-1070 MPa, 101%-212% and 2133-3237, respectively. The steel displays the best comprehensive mechanical properties after the sample is quenched at 1050 ℃ followed by tempering at 650 ℃.     

Ti微合金化高强度热轧带钢组织性能及强化机理

The continuous cooling transformation behavior, the effect of coiling temperature on microstructure and mechanical properties, and strengthening mechanisms of Ti microalloyed high strength hot strip steel were systematically investigated by thermal simulation testing machine, laboratory rolling mill, SEM and HR-TEM. The dynamic CCT curve was established. The results show that the austenite to ferrite and pearlite transformation takes place when the cooling rate is less than 1??/s. The austenite to bainite transformation accompanied with austenite to ferrite and pearlite transformation takes place when the cooling rate is in the range of 5 ??/s to 10 ??/s. The bainitic transformation temperature is about 600??. The amount of granular bainite decreases, while the amount of lath bainite increases with the increase of cooling rate in the range of 20??/s to 50??/s. Furthermore, the study on the effect of coiling temperature on the microstructure and mechanical properties of experimental steel has shown that the strength and plasticity of tested steel are improved with decreasing the coiling temperature. When the coiling temperature is 550?棬the experimental steel possesses optimal mechanical properties owing to the grain refinement and precipitation of nano-scale TiC particles. And the tensile strength, yield strength and elongation of tested steel were 742MPa, 683MPa and 22??5%, respectively.     

车削非调质钢SG4201奥氏体晶粒的长大行为

采用Gleeble 3500热模拟试验机试验研究了直接车削用非调质钢SG4201（/%:0.42C,0.50Si,1.40Mn,0.009P,0.005S,0.02Nb,0.06V,0.015N）在1000~1250℃加热0~300 s的奥氏体晶粒长大行为,并建立了该钢奥氏体晶粒长大模型。试验结果表明,加热时间30 s时,奥氏体晶粒粗化温度和铌迅速大量固溶的温度为1100℃左右;奥氏体晶粒长大激活能约为110.8 kJ;确立SG4201钢铸坯均热不宜超过1150℃。工业生产结果表明,当铸坯均热温度≤1150℃,终轧温度800~850℃,轧后冷却速度30~35℃/s时,SG4201钢的力学性能为抗拉强度927 MPa,屈服强度687 MPa,延伸率23.5%,断面收缩率57%,U-冲击功48 J,HBW硬度值265。     

盾构机轴承套圈用钢42CrMo连续加热奥氏体晶粒长大模型

基于盾构机轴承套圈用42CrMo钢的等温奥氏体长大模型,并利用相加性原则,建立了该钢在连续加热过程中的奥氏体晶粒长大模型。该建立的模型考虑了原始奥氏体晶粒尺寸的影响,包括建立的在间隔时间（t_i-1,t_i）内晶粒尺寸d_i模型以及保温时间t_i^*模型。通过Gleeble-1500试验机,测试了42CrMo钢（/%:0.40C,0.23Si,0.60Mn,0.016P,0.001S,1.08Cr,0.22Mo）锻坯（终锻温度850℃）以100℃/s加热1000~1300℃,水冷后的奥氏体晶粒尺寸。结果表明,奥氏体化温度由1000℃增加至1100℃时,42CrMo钢奥氏体晶粒尺寸由16.3μm增至30.3μm;加热温度超过1100℃,晶粒尺寸急剧增加,1300℃时,奥氏体晶粒尺寸为112.5μm;奥氏体晶粒尺寸的模型预测值与实测值吻合较好。