轴承钢热变形及冷却过程中珠光体相变研究

以轴承钢GCr15为研究对象,研究了热变形及冷却过程中工艺参数对珠光体组织转变的影响.研究发现:高温变形促进了轴承钢在连续冷却过程中珠光体的转变,随变形量增加,珠光体的开始析出温度升高,珠光体球团直径和片层间距减小;随变形温度降低,珠光体球团直径减小,而珠光体片层间距呈增大趋势;随热变形后连续冷却速度增加,珠光体开始析出温度降低,珠光体球团直径和片层间距减小,冷却速度增大到6℃/s时有退化珠光体生成.     

轧后热处理对珠光体钢轨相变组织及硬度的影响

通过在Gleeble-3500热模拟试验机上对珠光体钢轨进行双道次热压缩试验,得到试验钢在轧后不同热处理工艺下的显微组织及硬度,分析热变形后不同冷却速率、等温时间和等温温度对珠光体片层与硬度的影响及其机制。结果表明,1℃/s连冷、1℃/s欠速淬火等温转变后快冷(1℃/s-580℃-30 s)、3℃/s冷却淬火等温转变60 s后快冷(3℃/s-580℃-60 s)、5℃/s高冷速淬火620℃等温转变后快冷(5℃/s-620℃-60 s)试验钢得到珠光体+少量铁素体。而3℃/s连冷、3℃/s冷却淬火等温转变30 s后快冷(3℃/s-580℃-30 s)试验钢因等温时间不足出现了马氏体或贝氏体组织。相比于1℃/s连冷,1℃/s欠速淬火等温转变后快冷对减小珠光体的片层间距以及提高硬度有着积极的作用。延长等温时间后得到的3℃/s冷却淬火等温转变60 s后快冷(3℃/s-580℃-60 s)试验钢的珠光体层间距最细,达到73.19 nm,其片层取向多样,部分渗碳体片断裂,硬度提升幅度不大与类珠光体组织的含量增加有关。1℃/s连冷试验钢的珠光体片层最粗大,硬度最低归因于析出相NbC的过分长大以及断裂...     

控冷工艺对72A帘线钢组织性能的影响

研究了72A帘线钢的控冷工艺,主要研究了吐丝温度、冷却制度对72A钢组织性能及片层间距的影响。结果表明:随着吐丝温度提高,抗拉强度不断增大,面缩率先上升后下降;吐丝温度控制在880～920℃,抗拉强度与面缩率达到较好的组合。随着冷速的增加,先共析铁素体生成量不断减小,当冷速≥15℃/s,先共析铁素体生成量最低。当冷速控制在15℃/s时,钢中珠光体片层间距在90～164.8 nm。     

奥氏体化温度和冷却速率对含Nb高碳钢组织性能的影响

通过Gleeble 1500型热模拟试验机对含Nb高碳试验钢进行了不同奥氏体化温度和冷速下的热处理。采用光学显微镜、扫描电镜、硬度测量等试验手段对试验钢的显微组织、硬度和珠光体片层间距进行了观察和测量。结果表明:奥氏体化温度为950 ℃时,试验钢淬火后晶粒尺寸为34 μm,硬度为813 HV5,以0.1~5 ℃/s冷速冷却至室温的组织为珠光体+铁素体;而奥氏体化温度为1200 ℃时,淬火后晶粒尺寸为134 μm,硬度为827 HV5,以0.1~1 ℃/s冷速冷却至室温的组织为珠光体+铁素体,冷速为5 ℃/s时,组织为针状马氏体+少量的铁素体。在1220 ℃以上Nb全部固溶在奥氏体中,奥氏体化温度过高会导致晶粒过分长大。珠光体片层间距随着奥氏体化温度的升高和冷却速率的提升而变小,片层间距的减小可使硬度值提高。     

弹簧钢55SiCrA过冷奥氏体动态连续冷却转变

采用热膨胀法结合金相-显微硬度法,在Gleeble-1500热模拟试验机上测定了弹簧钢55SiCrA的相变临界点Ac1、Ac3、Ar1、Ar3和Ms;同时测定了奥氏体在不同冷却速度下连续转变时的膨胀曲线,并绘制了动态连续冷却转变曲线（CCT图）;通过FE-SEM研究了不同的冷却速度对显微组织形貌和珠光体片层间距的影响。结果表明：随着冷速的增加,珠光体片层间距减小,显微硬度值增大;弹簧钢55SiCrA线材控制冷却理想的冷速范围为0.5～1℃/s。     

重轨钢的组织演变及热变形行为

采用Gleeble-1500D热模拟试验机,在变形温度分别为850、900、930、950 ℃,变形量为30%、50%、70%的条件下对一种与BGRE钢相近的GGX-G试验用重轨钢进行热模拟试验和不同分阶段冷却工艺试验,采用光学显微镜(OM)和扫描电镜(SEM)观察变形温度和变形量对重轨钢组织和珠光体片层间距的影响。结果表明:在变形温度一定时(850 ℃、900 ℃),珠光体片层间距随着变形量的增大而减小,并且所有试样的片层间距能细化到50~80 nm;当第一阶段冷速V₁=5 ℃/s,第二阶段冷速V₂=2 ℃/s,并在第一阶段冷却过程中于650 ℃保温3 min时,钢轨的珠光体片层平直,片层间距能达到74.8 nm。     

等温温度对82B高碳钢过冷奥氏体转变的影响

为研究等温温度和冷却速度对82B盘条钢组织演变规律的影响,采用DIL805A热膨胀仪测定了其静态CCT曲线和等温转变热膨胀曲线,利用扫描电镜分析了工艺参数对过冷奥氏体转变的影响,并讨论了相变孕育时间和持续时间的变化原因。结果表明:随着等温温度的降低,相变孕育时间和持续时间都呈现逐渐缩短的趋势,组织中非片层状形貌含量逐渐增多,在610℃等温及以10℃/s冷却的试验钢相变孕育时间和持续时间分别为6. 61 s和16. 50 s;而随着冷却速度的增加,相变持续时间呈现先增大后减小的趋势; 610℃等温得到的微观组织主要由片层状珠光体组成,且随着冷速的增加,珠光体片层间距逐渐减小; 550℃等温组织中出现了大量的非片层状组织形貌,珠光体的分布变得杂乱无章。     

高碳帘线钢的冷却相变行为

利用热模拟机Gleeble-3800测定了高碳帘线钢的动态CCT和TTT曲线,研究了冷却速度和等温转变温度对组织性能的影响。结果表明,连续冷却时,形成晶界渗碳体的临界冷速为1.5℃/s,形成马氏体组织的临界冷速为11℃/s。等温转变时,珠光体转变的温度区间为600～700℃,当温度为625℃时,转变时间最短。等温温度升高,相变时间延长,等温温度降低则会形成贝氏体等异常组织。实际采用斯太尔摩控冷时,将吐丝温度控制为900℃,开启前5台风机,风量分别为100%/100%/80%/50%/30%,保证相变冷速在5～7℃/s,且在相变前尽快通过网状碳化物形成的区间,可以得到组织性能满足技术要求的高强帘线钢。     

硼微合金化中碳冷镦钢10B33的连续冷却转变行为

采用膨胀法结合金相-硬度分析法测定了10B33钢的连续冷却转变（CCT）曲线,研究了连续冷却过程中冷却速率对10B33钢组织和硬度的影响。结果表明：10B33钢在较宽的冷却速率范围内（0.1～20 ℃/s）可获得铁素体和珠光体组织,但随着冷速的增加,珠光体含量逐渐增加,且珠光体形貌由粗片状逐渐演变为层间距小的屈氏体。当冷速达到30 ℃/s时,转变为马氏体、部分屈氏体和极少量铁素体。整个冷速范围未发现明显贝氏体。随着冷却速率的增加,硬度逐渐提高。通过CCT曲线分析,制定了10B33钢的优化冷却工艺,得到了利于冷镦变形的理想铁素体和珠光体组织。     

V-N微合金化600 MPa高强度钢筋钢的动态连续冷却转变曲线

利用Gleeble-1500热模拟试验机测定了V-N微合金化600 MPa高强度钢筋钢在不同冷速下连续冷却转变的热膨胀曲线,结合显微组织观察,获得了该钢的动态连续冷却转变曲线。结果表明,当冷却速率小于1 ℃/s时,组织为铁素体和珠光体;当冷却速率为3 ℃/s时,出现少量贝氏体;当冷却速率为8℃/s时,珠光体消失,组织为铁素体和贝氏体;当冷却速率为10 ℃/s时,开始出现马氏体;当冷却速率在20 ℃/s以上时,组织全部转变为马氏体。     

过共析钢轨钢的连续冷却转变行为

以碳含量(质量分数)大于0.9％的过共析钢轨钢为研究对象,采用L78淬火膨胀仪研究了其在连续冷却过程中的微观组织及力学性能演变规律,并建立了过共析钢轨钢的连续冷却曲线,为制定过共析钢轨钢的合理轧后冷却工艺提供了理论依据.结果表明:当冷却速度在5～10℃/s内时,能够有效减少渗碳体与马氏体等异常组织的产生以及细化珠光体的...     

SWRCH35K钢连续冷却转变曲线的测定与分析

使用DIL805A热膨胀仪测定了SWRCH35K钢的热膨胀曲线。采用切线法结合微观组织及硬度,绘制了试验钢的连续冷却转变(CCT)曲线,分析了冷却速率对试验钢连续冷却过程组织演变的影响。结果表明,冷速在0.1～1℃/s范围时,试验钢的组织为多边形先共析铁素体和珠光体,随着冷速增加,组织细化,珠光体含量增加,硬度为148～165 HV;冷速为3℃/s时,开始出现少量魏氏组织及贝氏体,硬度增加至189 HV;冷速为5～50℃/s时,铁素体沿晶界呈网状,针状魏氏组织增加,组织为晶界铁素体、珠光体、魏氏组织和贝氏体,其中冷速为30～50℃/s时,铁素体含量大幅减少且尺寸明显减小,硬度为225～237 HV。珠光体在不同冷速下的形态不同,冷速较小时以片层及短棒状为主,还有少量球状,随着冷速增加,短棒状珠光体占比增加,片层及球状珠光体占比减小。     

R350HT钢轨钢的连续冷却转变曲线

在Gleeble-3500热模拟试验机上对欧标R350HT钢轨钢进行不同冷却速度的热模拟试验,观察显微组织并测量硬度,绘制试验钢的连续冷却转变(CCT)曲线。结果表明,在冷却速率为0.5~2.5 ℃/s时,组织以珠光体为主,有少量先共析铁素体。当冷却速度为3 ℃/s时,组织中出现马氏体。由于珠光体轨钢中不允许有马氏体组织,因此冷却速度应小于3 ℃/s。同时,随着冷却速率的增大,直至10 ℃/s,珠光体开始转变温度降低,这是因为随着冷却速率的增大,在高温区停留时间缩短,珠光体转变来不及发生,并且发生珠光体相变需要较大的过冷度。随着冷却速率增加至20 ℃/s,组织基本上为马氏体。当冷速大于20 ℃/s后,组织为单一马氏体。因此,马氏体临界转变冷速为20 ℃/s。     

0.6Ni中碳合金钢的奥氏体连续冷却转变行为

通过热模拟试验、光学和扫描电镜(SEM)观察以及维氏硬度测试,研究了0.6Ni中碳合金钢的动态和静态奥氏体连续冷却转变规律,分析了变形以及合金元素Ni对中碳合金钢奥氏体转变行为的影响。结果表明:奥氏体变形有效抑制了0.6Ni中碳合金钢连续冷却后铁素体和珠光体的形成,大幅促进了贝氏体和马氏体相变,将全马氏体临界冷速由5 ℃/s降低到3 ℃/s。试验钢在动态连续冷却条件下,冷速为3 ℃/s时,全马氏体组织显微硬度为810 HV0.1;而静态连续冷却条件下,冷速为5 ℃/s时,全马氏体组织显微硬度为689 HV0.1。奥氏体变形的再结晶细化作用可以明显细化冷却后的马氏体组织,进而提高马氏体的硬度。在奥氏体静态连续冷却条件下,中碳合金钢中0.6Ni元素的加入,抑制了铁素体和珠光体相变,大幅促进贝氏体和马氏体相变,提高了奥氏体的稳定性,将Ms点从329 ℃降低到304 ℃,马氏体临界冷速从0.5 ℃/s降低到0.3 ℃/s;相对于约0.4Mn元素的加入,0.6Ni元素的加入可以大幅抑制铁素体和珠光体相变,可以将Ms点从320 ℃降低到304 ℃,同时可以有效细化奥氏体冷却后的显微组织。     

一种碳锰曲轴钢的奥氏体连续冷却转变规律

使用DIL805L型膨胀仪分析了曲轴钢的相变规律,得到了其奥氏体连续冷却转变曲线（CCT）。结果表明,试验钢的临界点为：Ac1＝682 ℃,Ac3＝765 ℃;当冷速为0.2～5 ℃/s时,转变产物为铁素体＋珠光体;当冷速大于5 ℃/s时,转变产物为铁素体、珠光体、贝氏体与马氏体的混合组织;当冷速增大到15 ℃/s时,转变产物为贝氏体和马氏体组织;冷速越大冷却后马氏体含量越多,硬度逐渐增加。     

铁素体珠光体型非调质钢连续冷却转变的研究

采用DIL805L淬火相变膨胀仪研究了铁素体珠光体型非调质钢的连续冷却相变组织变化规律,分析了冷却速率和合金元素对相变组织、显微硬度和CCT曲线的影响。结果表明,Mo有助于获得针状铁素体组织,进而提高韧性,Mn与微合金元素V有助于提高钢的综合力学性能;冷速增大至0.5 ℃/s时,开始出现针状铁素体;冷速小于1 ℃/s时,获得完全的铁素体+珠光体组织;随着冷速的增大,钢的硬度不断增大。     

不同形变条件下非调质钢45MnSiVSQ的连续冷却转变

在Gleeble-3500热模拟机及热膨胀试验仪上测定了45MnSiVSQ钢动态及静态膨胀曲线,并采用切线法结合组织及硬度,测定了试验钢的静态和动态连续冷却转变(CCT)曲线,研究分析了形变温度和冷却速度对非调质钢45MnSiVSQ相变及珠光体片层间距的影响。结果表明:在0.1~3 ℃/s冷却速度范围内,珠光体片层间距随着冷却速度的增大而减小;对比950 ℃的动、静态CCT曲线可知,形变使试验钢相变起始温度有所升高,即相变孕育期缩短,其中对铁素体和珠光体相变区间影响尤为明显,而对贝氏体和马氏体相变区间孕育期的影响较小,表现为动态CCT曲线相比静态CCT曲线向左上方移动;对比不同形变温度下的动态CCT曲线可知,形变温度950 ℃时,贝氏体相变冷速区间为0.5~20 ℃/s,850 ℃形变时的贝氏体相变冷速区间为0.8~10 ℃/s。低温形变更利于铁素体和珠光体相变发生,减少了贝氏体、马氏体等非理想组织出现的机率。