高强韧U20Mn2SiCrNiMo贝氏体钢轨热处理工艺的优化

研究正火-回火和等温热处理工艺对U20Mn2SiCrNiMo贝氏体钢轨显微组织和力学性能的影响。结果表明:试验钢经900℃正火+300℃回火后的力学性能为抗拉强度为1396MPa,伸长率为16.0%,冲击吸收功K_U2为57J,HB硬度值402;试验钢经870～930℃加热空冷至300℃等温处理后,抗拉强度基本保持在1300 MPa左右,伸长率为17.0%,冲击吸收功K_U2≥80 J,HB硬度值375～395;和传统的正火+回火工艺相比,优化的等温热处理工艺可以大幅提高U20Mn2SiCrNiMo贝氏体钢轨的冲击韧性,室温冲击吸收功由57J提高到80J以上,提高40%～56%,而断后伸长率基本保持不变,抗拉强度和踏面硬度略有降低。最佳优化工艺为:870℃正火后空冷至300℃保温4h后空冷。     

回火温度对Q960级高强结构钢组织及力学性能的影响

 以屈服强度960MPa级高强调质结构钢板开发为目标,研究了在相同轧制及淬火条件下,回火温度对试验钢显微结构及力学性能的影响。结果表明：随回火温度的升高,试验钢强度下降,韧塑性总体上呈现升高趋势,其中在300~450℃范围内出现一个韧塑性能的恶化区。当回火温度为600℃时,试验钢呈回火索氏体组织,屈服强度为1030MPa,抗拉强度为1080MPa,伸长率为15.9%,-40℃冲击功达144J,各项指标均满足国标GB/T 16270—2009要求。并对试验钢的拉伸力学性能进行了探讨。     

回火温度对40 Cr钢组织和性能的影响

通过拉伸试验、金相组织检验、洛氏硬度及冲击试验,研究分析了450～690℃回火温度下,40Cr钢组织和性能的变化。结果表明,随着回火温度的升高,40Cr钢的抗拉强度、屈服强度、屈强比及硬度单调下降,断后伸长率、冲击吸收功单调上升;回火组织主要为回火索氏体,其形态由保留少量的马氏体形向细密形及粗大形转变;抗拉强度、屈服强度与回火硬度成良好的线性关系。510～660℃回火时,40Cr钢冲击吸收功随回火硬度的升高逐渐降低,且回火硬度为27～29 HRC时降幅最大。     

经深冷处理的4Cr5MoSiV1钢的回火组织和力学性能

研究了4Cr5MoSiV1钢经淬火 深冷处理 回火后的组织和力学性能.结果表明,试验钢在470℃左右回火时硬度达到峰值,二次硬化峰较普通处理的4Cr5MoSiV1钢有所左移.400～470℃回火后试验钢的抗拉强度为2 000～2 100 MPa,冲击功约为35～20 J,回火温度高于560℃时,强度与硬度均有所下降,冲击功增加.M2C、MC型碳化物的弥散析出可能是引起上述组织与力学性能变化的重要原因.     

回火温度对低合金超高强度工程机械用钢组织性能及析出相的影响

设计了一种低合金超高强度工程机械用钢,研究了回火温度对钢组织性能及析出相的影响。结果表明:试验钢经250℃回火后,抗拉强度(R_m)为1913 MPa、屈服强度(R_(p0.2))为1602 MPa、伸长率(A)为13%、断面收缩率(Z)为50%和室温冲击功(A_(kv2))为28 J,随着回火温度的升高,在350℃和500℃回火后,强度和韧性都降低,在620℃回火后钢中弥散析出大量的合金渗碳体,成分为Fe、Cr碳化物,试验钢的强度虽然降低了,但钢的室温冲击功显著上升达到68 J,伸长率为13%。试验钢在不同温度回火后的析出形貌呈椭球形、球形、花瓣形和长条形等多种形态。     

淬火及回火处理对新型槽帮钢30MnSiCrMo组织性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜、拉伸冲击试验机及布氏硬度计等研究了新型槽帮钢30MnSiCrMo经900～920℃30 min淬火,350～550℃2h回火的组织性能变化。结果表明,350～550℃不同回火过程中,试验钢出现马氏体分解、碳化物转变、聚集长大及α相回复再结晶等转变,室温组织由回火马氏体向回火屈氏体和回火索氏体过渡。随着回火温度的上升,基体固溶强化与碳化物析出强化减弱,试验钢的强度与硬度连续降低,而塑性与韧性不断提高,试验钢在900和920℃30 min水淬后450～520℃2 h回火时获得良好的强韧性匹配,即抗拉强度1159～1008 MPa,屈服强度1107～944 MPa,断后伸长率11.8%～15.0%,室温硬度336～293HBW,V型缺口冲击吸收功45.5～67.5 J,能够满足中部槽材料的强韧性要求。     

回火温度对Cu-Cr-Ti马氏体耐磨钢组织及强韧性的影响

摘要：矿山机械用耐磨钢构件服役环境恶劣而常常出现磨损失效,研究适用于复杂工况下的高耐磨钢成分、工艺与组织性能的关系,有利于提高耐磨构件的服役寿命并降低经济损失。利用SEM、TEM、洛氏硬度计、万能拉伸试验机及冲击试验机等,研究了160～400℃不同回火温度下Cu-Cr-Ti马氏体耐磨钢的组织形貌、强度硬度及-20℃冲击韧性的变化。结果表明,试验钢淬火态组织主要为板条马氏体,当回火温度为160℃时,马氏体板条依然清晰,但随回火温度升高到400℃,马氏体板条界渐渐消失,基体中出现大量片状或粒状渗碳体。EDS分析发现样品钢基体中含有纳米级Ti、Nb的碳氮化物。随回火温度升高,基体组织演变导致强化机制发生变化,回火温度为300℃,综合力学性能最佳,其抗拉强度为1500MPa,屈服强度1100MPa,伸长率为15.5%。随回火温度升高,-20℃冲击韧性由60J/cm2逐渐降低到36.3J/cm2。     

淬火温度对780 MPa级Ti-Nb-B微合金化水电用钢组织和力学性能的影响

研究了淬火温度对780 MPa级水电用钢(/%:0.09C,0.10Si,1.50Mn,0.009P,0.002S,0.90Cr,0.20Ni,0.023Ti,0.004Nb,0.001 0B)组织和力学性能的影响。结果表明,试验钢不同温度淬火后均得到了板条贝氏体组织,随着淬火温度910℃升高至950℃,奥氏体平均晶粒从9.1μm长大到16.6μm,试验钢回火后基本保持了淬火态的板条结构。淬火温度在910～950℃试验钢的强度随着淬火温度的升高先增大后减小,并在930℃时达到最大,试验钢冲击韧性和断后延伸率与强度有着相同的变化规律。在930℃淬火,610℃回火的工艺参数条件下,获得最佳的力学性能:屈服强度为802 MPa,抗拉强度为858 MPa,伸长率为19%,-40℃冲击功为238 J。     

正火预热处理对42CrMo曲轴钢调质后的组织与性能影响

利用金相显微观察及力学性能分析,研究调质处理、正火+调质热处理对42CrMo曲轴钢组织与性能的影响。结果表明,经过860℃淬火+580℃回火处理后,曲轴钢基体组织为回火索氏体,但轴颈心部区域白色铁素体数量较多且晶粒粗大、分布不均。其力学性能为抗拉强度997～1211 MPa,屈服强度990～1204 MPa,伸长率11%～13%,断面收缩率40%～48%,冲击功72～90 J。而在调质热处理前增加一次(880℃空冷)正火预处理后,42CrMo曲轴钢的显微组织更趋均匀化,其力学性能为抗拉强度1100～1220 MPa,屈服强度1107～1188 MPa,伸长率13%～15%,断面收缩率50%～56%,冲击功83-91 J。因此,880℃空冷正火预处理+860℃淬火与580℃高温回火是42CrMo曲轴钢优化的热处理工艺。     

回火温度对贝氏体/马氏体复相海洋用钢的组织和性能影响

利用扫描电镜、透射电镜等实验方法,研究不同回火温度下试验钢的组织性能变化情况.结果表明:经控轧控冷获得了贝氏体/马氏体复相海洋用钢,其中贝氏体体积分数约占30%;随着回火温度的升高,试验钢的屈服强度先上升后又略有下降,在600℃达到最大值,为983 MPa,抗拉强度明显下降,延伸率先降低后升高,在600℃回火温度达到最大值为19.6%,之后又开始降低,冲击功在400℃和600℃出现明显回火脆性;在550℃回火温度试验钢取得最佳力学性能,其中抗拉强度和屈服强度分别为1050MPa和981 MPa,延伸率为16.6%,-40℃低温冲击功为19.9 J.分析认为,回火过程中马氏体板条断裂消失,贝氏体相互合并形成准多边形铁素体,析出物逐渐回溶和重新析出,造成力学性能的变化差异.     

Mo微合金化对82B高碳建筑用钢组织和力学性能的影响

采用金相显微镜、硬度计、万能拉伸试验机、扫描电镜等设备对含0.02%～0.11%Mo 82B钢（0.82%C,0.20%Cr）Φ12.5 mm轧材（终轧950℃,水冷至650℃,空冷）进行了显微组织和力学性能的测定,并利用JMATPRO技术对试验钢的CCT曲线模拟。结果表明:当Mo含量由0.02%提高至0.11%时,（1）82B试验钢脱碳层深度均在0.12 mm以下,HV硬度值由305小幅提高至317;（2）索氏体含量由94%降至89%,索氏体片层明显细化,屈服强度由655 MPa增至771 MPa,抗拉强度由1 054 MPa增至1 139 MPa,断面收缩率由38%增至52%,延伸率无明显变化,约为12%;（3）微量Mo的高温强化作用明显,在600℃时屈服强度由316 MPa增至369 MPa,抗拉强度由358 MPa增至399 MPa。     

调质热处理对55NiCrMoV7模具钢组织与力学性能的影响

采用扫描电镜(SEM)、硬度测试、Ⅴ型冲击实验和单向拉伸实验结合有限元建模仿真,研究了55NiCrMoV7模具钢在不同淬火温度(790～910℃)、回火温度(100～650℃)下的微观组织演化和力学性能的变化规律.结果表明,随着淬火温度升高,球状碳化物逐渐溶解到马氏体基体中,马氏体组织不断长大、粗化,残余奥氏体逐渐增多...     

屈服强度550 MPa级抗震建筑用钢回火性能研究

利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和力学性能检验等试验方法,研究了系列回火温度对TMCP处理的屈服强度550 MPa级抗震建筑用钢微观组织、第二相析出及力学性能的影响。结果表明,随着回火温度的提高,试验钢屈服强度和抗拉强度变化趋势一致,屈强比呈明显的上升趋势。分析认为:回火前后力学性能的变化主要与回火后更多弥散的尺寸在25 nm以下的新的细小粒子析出以及M/A岛的分解和发生位错亚结构回复软化有关,试验钢450℃回火后钢板具有最佳综合力学性能:抗拉强度为703 MPa,屈服强度为588 MPa,伸长率为17.5%,-20℃冲击吸收能量为240 J,屈强比0.84满足建筑用钢要求。     

淬火温度对石油套管用钢27MnCrV冲击韧性的影响

研究了890～780℃淬火对630℃回火的石油套管用钢27MnCrV(%:0.24～0.30C、0.50～0.70Cr、0.06～0.10V)横向冲击功的影响。结果表明,随淬火温度降低,该钢横向V-冲击功显著增加;在保证拉伸强度不降低的情况下,横向最小冲击功由890℃淬火+630℃回火的35 J提高到820℃+630℃回火的66 J。27MnCrV钢最佳热处理工艺为830℃±10℃水淬+630℃回火空冷,其屈服强度847～860 MPa,抗拉强度922～930 MPa,横向冲击功57～66 J,满足标准要求。     

热处理对Φ245 mmx l2 mm V150高抗挤毁套管用钢27CrMnMoV组织和性能的影响

试验用Φ360 mm 27CrMnMoV钢(/%:0.27C,0.25Si,0.92Mn,1.06Cr,0.75Mo,0.009P,0.003S,0.088V)铸坯经穿孔和Φ340连轧机组热轧成Φ244.48 mm×15.11 mm无缝管。试验研究了830～950℃水淬,880℃水淬+600～680℃ 30～120 min回火,以及880℃两次水淬+620～660℃回火工艺对该钢管组织和性能的影响。一般要求V150管屈服和抗拉强度分别为1034～1241 MPa和≥1103 MPa,0℃横向冲击功≥80 J。结果表明,一次淬火+630～655℃ 60min回火时Mo和V碳化物析出产生二次硬化,其屈服和抗拉强度分别为1 034～1 150 MPa和1 103～1 225 MPa,0℃横向冲击功为80～108 J。二次淬火+635～655℃ 60 min回火工艺,循环淬火使奥氏体晶粒细化,提高强度的同时显著改善韧性,其屈服和抗拉强度分别为1 034～1 170 MPa和1 103～1 240MPa,0℃横向冲击功为80～120 J,比一次淬火+回火工艺更容易实现V150高抗挤毁套管性能的稳定性控制。     

水电站用800 MPa级低焊接裂纹敏感性高强钢板SX780CF的开发

通过设计成分(/%：0. 09C,0. 15Si,l. 15Mn,0. 58Ni,0. 47Cr,0. 44Mo,0. 033V,0. 022Nb,0. 0012B, 0.036Al,0.014Ti),控制熔炼分析N含量≤20x10^-6冶炼,钢锭最高加热温度≤ 1 200℃ 轧制、930℃淬火、610℃回火,开发出的60 mm厚SX780CF钢板屈服强度780 MPa,抗拉强度887 MPa,延伸率18% ,5%应变250 °C时效后 -20 ℃冲击功(KV₂) 203 - 210 J,满足水电站用800 MPa级低焊接裂纹敏感性高强钢技术要求。     

高品质自卸车厢体用NM450耐磨钢板的开发

采用Nb、Ti、Cr、B微合金化成分,设计和开发了高品质自卸车厢体用0.20%～0.25%C耐磨钢NM450。该钢14 mm板900℃淬火200℃回火的组织为回火板条马氏体,并有少量弥散分布的第二相粒子,具有良好的综合性能。NM450钢抗拉强度1459 MPa,延伸率19%,冲击功104 J,表面硬度值450HBW。在弯曲角度为180°,弯头直径为168 mm条件下,弯曲试样合格。采用CHW-70C焊丝,焊接性能良好,焊接接头抗拉强度839MPa,焊缝冲击功113 J,焊缝硬度值282HV,在弯曲角度为90°,弯头直径为168 mm条件下,弯曲试样合格。