回火温度对大厚度低碳高强度Q690D钢板组织和力学性能的影响

低碳高强度Q690D钢适用于大型工程的结构件。对含碳量为0.14%～0.16%(质量分数)、厚度为100 mm的Q690D钢板进行了920℃水淬和分别于560℃、580℃及620℃回火处理。分别检测了钢板淬火态及淬火和不同温度回火后的显微组织和力学性能,以研究回火温度对钢板组织和性能的影响。结果表明:①淬火并经3种温度回火的钢板的力学性能均满足标准要求,随着回火温度的提高,强度略有下降,620℃回火的钢板屈服强度为810 MPa,抗拉强度为880 MPa,断后伸长率达16.5%,-20℃纵向冲击吸收能量达137 J;②淬火后钢板从表面到心部的组织均为板条马氏体和少量板条贝氏体,经560℃、580℃、620℃回火后,其组织为回火索氏体加板条贝氏体。综合起来看,大厚度Q690D钢板淬火后的回火温度以620℃最佳。     

淬回火工艺对建筑用20MnSi钢组织与力学性能的影响

利用光学显微镜、拉伸试验机等研究了不同淬回火工艺对20MnSi钢显微组织与力学性能的影响。结果表明:经920℃淬火后,20MnSi试验钢的组织为板条状马氏体。当淬火温度升高到960℃时,组织中马氏体发生粗化。在840～960℃,随着淬火温度的升高,试验钢强度先升高后降低,920℃淬火试验钢的强度达到最大值。在420～620℃,随着回火温度的升高,试验钢的强度、屈强比逐渐降低,伸长率逐渐升高。经920℃淬火+420℃回火处理的20MnSi钢强度达到900 MPa,伸长率、屈强比满足使用要求,为理想的淬回火工艺。     

回火温度对Q890高强钢组织和性能的影响

研究了回火温度对经一定温度淬火后的Q890高强度钢组织和力学性能的影响。结果表明,从920℃淬火并于200～700℃回火时,随着回火温度的升高,Q890钢的淬火马氏体逐渐转变为回火马氏体、回火托氏体及回火索氏体,硬度总体呈下降趋势;600℃回火后,Q890钢的组织主要为回火托氏体,硬度为35HRC。此外,经从920℃淬火和600℃回火的5～25mm厚Q890钢板的屈服强度均大于900MPa,-40℃的冲击韧度均大于45J。     

直缝电阻焊石油套管用高强度钢的开发

在2150热连轧生产线上对10.03 mm厚电阻焊石油套管用高强钢进行了研制。成分设计采用中低碳加少量Cr元素,提高淬透性;采用纯净钢冶炼、170 mm板坯连铸和轻压下工艺进行了试制。最终实物的夹杂物水平低于1.0级。热轧态卷板的屈服强度为380～450 MPa,抗拉强度为600～630 MPa;制管后钢管屈服强度升高较大,屈服强度达到480～520 MPa,抗拉强度达到600～650 MPa;钢管高温淬火后400～430℃回火,屈服强度达到850～880 MPa,抗拉强度950～980 MPa,满足API SPEC 5CT标准中规定的P110钢级;钢管高温淬火后550～590℃回火,屈服强度达到600～620 MPa,抗拉强度达到680～700 MPa,满足API SPEC 5CT标准中规定的L80钢级。     

两相区淬火+回火对600 MPa级低合金高强钢组织与性能的影响

对某600 MPa级低合金高强钢采用了淬火+回火的热处理方式,研究了不同回火温度以及不同淬火温度对其组织性能的影响。结果表明,随着回火温度的升高,屈服强度、抗拉强度以及屈强比都呈下降趋势,伸长率逐渐上升,在620 ℃以上回火时出现第二类回火脆性,导致冲击性能急剧降低;在淬火温度达到820 ℃后得到的两相区淬火组织为铁素体+粒状贝氏体,有利于阻止裂纹的扩展,确保有较高的冲击性能。     

不同厚度1300 MPa级超高强钢焊接工艺及焊接接头性能研究

对最低屈服强度为1 300 MPa的超高强钢进行焊接性分析,选取最优的焊接工艺参数对Q1300E钢进行焊接工艺评定及产品模拟件试验。用冷裂敏感指数(P_cm)及碳当量公式CEN评估低合金高强钢的冷裂敏感性更为精准,预热温度确定在一个合适的工程裕度范围内是超高强钢焊接的核心。研究结果表明：厚8 mm的Q1300E钢焊接预热温度确定为110℃,道间温度110～115℃,热输入为4～7 kJ/cm,接头抗拉强度≥1 600 MPa,强韧性最优;厚15 mm焊接试板预热温度为125℃,道间温度125～150℃,热输入为6～12 kJ/cm,接头抗拉强度≥1 200 MPa,强韧性最优。     

回火温度对960MPa级工程机械用钢组织与力学性能的影响

对热轧后的Q960工程机械用钢进行了910℃保温20min的淬火和不同温度相同时间(40 min)的回火。研究了回火温度对组织和力学性能的影响。结果表明:钢淬火后的组织转变为板条马氏体,当回火温度为600℃时,钢的组织形成了回火索氏体;当回火温度为500℃时,试验钢具有优良的性能,即,R_(p0.2)=990 MPa,R_m=1086 MPa,A=17.8%,-40℃冲击功KV_2=68 J,满足GB/T16270-2009的要求。     

回火温度对高强海洋平台钢组织和性能的影响

对自制的高强海洋平台用合金钢850℃油淬后进行200~650℃×2 h回火处理,研究了回火温度对试验钢显微组织和力学性能的影响。结果表明:随回火温度的升高,试验钢的淬火组织逐渐转变为回火马氏体、回火屈氏体和回火索氏体;强度和硬度逐渐下降,但与抗拉强度相比,上屈服强度下降得更慢些,塑性总体呈现升高趋势。600℃回火试样拉伸过程中出现屈服平台,继续提高回火温度,屈服现象更明显。冲击性能随回火温度的升高先下降后上升,在300~500℃范围内出现明显的回火脆性。当回火温度为600℃时强韧性匹配最好,抗拉强度840 MPa,上屈服强度760 MPa,断后伸长率17%,-40℃冲击吸收能量175 J。     

回火工艺对E690高强钢组织与力学性能的影响

采用显微组织观察、拉伸试验、冲击试验、硬度测试等研究了不同温度回火对E690高强钢显微组织与力学性能的影响。结果表明:920℃淬火态E690钢组织主要为板条马氏体,板条组织较为细密。再进行560～680℃回火试验,随着回火温度的升高,E690钢板条马氏体减少,板条界面变得模糊。随着回火温度的升高,E690钢的屈服强度、硬度逐渐下降,-40℃低温冲击功先升高后降低再升高。560℃回火的E690钢屈服强度、硬度最高,分别达到786 MPa、293 HV。600℃回火的E690钢低温冲击功最高,达到196 J。     

淬火终冷温度对DQ钢组织和力学性能的影响

为了采用DQ(直接淬火)工艺开发960 MPa强度级别的超高强钢,测量了Q960D高强钢的动态CCT曲线,并研究了DQ工艺中淬火终冷温度对该高强钢组织和力学性能的影响。结果显示,当冷却速度在1～3℃/s时,淬火冷却过程中高强钢发生B和M相变。随着冷却速度升高至10℃/s时,组织仅发生M相变,Bs和Ms分别为520和440℃。当冷却速度在20℃/s、淬火终冷温度在100～300℃时,高强钢组织主要为M,抗拉强度在1390～1450 MPa,屈服强度为1050～1150 MPa,伸长率为9%～10%,-20℃冲击功为33.1～56.0 J;当淬火终冷温度为400～520℃时,高强钢组织主要为粒状B,抗拉强度为992～1001 MPa,屈服强度为705～752 MPa,伸长率为10.8%～16.8%,-20℃冲击功为16～19 J。     

800 MPa级在线淬火水电钢的回火处理

对800 MPa级在线淬火(DQ)水电钢回火工艺进行试验研究,分析了3种不同回火温度对试验钢组织和性能的影响。结果表明,控轧后770~820 ℃快速水冷淬火后,在620~680 ℃之间回火,随着回火温度的升高,钢的屈服强度、抗拉强度下降,伸长率和冲击吸收能量提高。650 ℃回火处理可使试验钢达到最佳的强度和韧性匹配。试验钢在620~680 ℃回火后的组织为回火贝氏体,随回火温度的升高,组织中的碳化物逐渐长大并呈现粒状分布,贝氏体组织呈现多边形化特征。     

回火温度对Q1100超高强钢组织和性能的影响

采用力学性能测试、显微组织观察、扫描电镜观察,研究回火温度对Q1100超高强钢组织和性能的影响规律。结果表明:试验钢900 ℃保温后水淬再200~300 ℃回火后,为回火板条马氏体组织;在 400 ℃和500 ℃回火后,为回火屈氏体组织;在600 ℃回火后,为回火索氏体组织。试验钢具有较高的回火稳定性,在400~600 ℃回火时,α铁素体仍保持板条马氏体的形状和位向。在200 ℃回火后,小角度晶界含量较多,阻碍微裂纹扩展,韧性较好,随着回火温度的升高,小角度晶界占比逐渐减少,在400 ℃回火后,小角度晶界占比较少,碳化物的析出恶化试验钢的韧性,发生了回火脆性,韧性最差,500 ℃和600 ℃回火后,试验钢的小角度晶界占比较400 ℃相差不明显,但试验钢回复程度较大且600 ℃回火发生部分再结晶,回火软化作用较大,韧性较高。当回火温度为200 ℃时,试验钢具有最佳的综合性能,屈服强度为1164.38 MPa,抗拉强度为1429.70 MPa,断后伸长率为14.66%,硬度为430.27 HV3,标准试样-40 ℃冲击吸收能量为92.30 J。     

建筑结构钢Q390感应回火工艺的研究

对Q390建筑结构钢进行了910℃×60 min淬火和620℃×60 min传统回火和不同时间(10、40、300、600s)的感应回火,然后空冷。对试验钢进行了金相组织观察、硬度测试、低温冲击试验。得出的结论是:Q390钢620℃感应回火40 s的效果较好,Q390钢感应回火的硬度与传统回火差别不大,低温冲击韧性明显优于传统回火。     

Q960E高强钢焊接试验研究

采用斜Y形坡口焊接裂纹试验分析了Q960E钢的焊接接头裂纹敏感性,研究了焊接工艺对焊接接头性能和组织的影响。试验研究结果表明:采用自制的实心焊丝配合φ(Ar)80%+φ(CO_2)20%保护气焊接厚度为25 mm的Q960E高强钢,当预热温度达到180℃以上时,可有效防止焊接冷裂纹的产生。采用合理的焊接工艺焊接Q960E钢对接接头,焊接接头的综合性能良好,能够满足工程需要。焊接接头焊缝中心的板条状马氏体和下贝氏体组织,热影响区板条状马氏体和粒状贝氏体组织保证了焊接接头的良好强度和韧性。     

回火温度对高Ti微合金直接淬火高强钢组织及性能的影响

利用TEM,SEM及物理化学相分析法,研究了回火温度对高Ti微合金直接淬火高强钢显微组织和力学性能的影响.结果表明,随着回火温度的升高,抗拉曲线出现明显的转折点,抗拉强度先降低后升高,而屈服强度缓慢升高.回火温度为600℃时,实验钢具有最佳的综合力学性能;抗拉强度为1043 MPa,屈服强度为1020 MPa,延伸率为16%,-40℃冲击功为67.7 J.其主要原因是600℃时,纳米级的析出相数量最多,体积分数最大,分布最均匀.600℃回火时,实验钢的固溶强化和沉淀强化的强度增量分别约为149.82和171.72 MPa.     

回火温度对低合金超高强钢Q1300组织与性能的影响

为开发出屈服强度1300 MPa级的超高强度工程机械用钢,研究了回火温度对Q1300超高强钢组织和性能的影响规律。结果表明:淬火态钢板经220℃低温回火后,由于淬火应力消除和晶内ε碳化物的析出,试验钢的规定塑性延伸强度和低温冲击性能提高,硬度和抗拉强度下降;当回火温度高于250℃时,板条间的薄膜状残留奥氏体开始析出碳化物,降低晶界结合能,恶化试验钢的冲击韧性,回火温度为450℃时试验钢的冲击性能最差,此后继续增加回火温度,试验钢的冲击性能不断提高;当回火温度在200～300℃范围内变化时,试验钢的规定塑性延伸强度基本保持不变,此后随着回火温度增加,试验钢的规定塑性延伸强度逐渐下降。试验钢在250℃回火时,可以获得最优的力学性能,规定塑性延伸强度1381 MPa,抗拉强度1571 MPa,断后伸长率(A_(25)) 10. 6%,半尺寸试样-40℃的冲击吸收能量达到50 J。     

960 MPa级高强钢相变规律及热处理工艺探讨

借助DIL805A/D淬火变形膨胀仪,通过金相、透射电镜、室温拉伸、-40 ℃冲击测试等分析手段,研究了热处理工艺对960 MPa级高强钢组织与性能的影响。结果表明：在790～880 ℃温度范围内,试验钢随着淬火加热温度的提高,马氏体量逐渐增加,铁素体量逐渐减少,在850 ℃淬火,铁素体含量基本为零,组织最为均匀细小。随着回火温度从180 ℃提高到450 ℃,马氏体的板条逐渐分解,板条状的渗碳体开始聚集和球化。淬火加热温度高于850 ℃时,材料的屈服强度大于960 MPa;在450 ℃回火,材料具有更佳的冲击韧性。对本试验钢而言,采用850 ℃淬火+450 ℃回火,具有最佳的强韧性匹配。     

在线淬火型微合金高强钢的回火组织与性能

对在线淬火型微合金高强结构钢在400~600 ℃范围内进行回火40 min处理,以研究不同回火温度对试验钢显微组织和力学性能的影响。通过光学显微镜、扫描电镜等进行组织观察分析,同时测量试验钢回火后的强度、硬度及-40 ℃冲击吸收能量等进行力学性能分析。试验结果表明:随着回火温度的升高,试验钢强度及硬度整体呈下降趋势,冲击性能整体上升,并在450~500 ℃出现回火脆性区。同时随着回火温度升高,试验钢组织中马氏体逐渐宽化减少,铁素体含量增多。450 ℃回火时,试验钢的组织为回火托氏体,此时其屈服强度和硬度分别为840 MPa和304 HV3,断后伸长率为14.4%,-40 ℃冲击吸收能量为129 J,达到良好综合力学性能。     

热处理对25CrMoNiVNbTi钢的高温拉伸性能的影响

研究了淬火温度对25CrMoNiVNbTi钢的高温拉伸性能和组织的影响。结果表明：在900~1100 ℃温度范围内,随着淬火温度的升高,25CrMoNiVNbTi钢在600 ℃的高温拉伸性能先增加后降低,本试验条件下的最佳热处理工艺为1000 ℃淬火30 min+620 ℃回火2 h,经该工艺处理后该钢在600 ℃下拉伸时其屈服强度和抗拉强度分别达到974 MPa及1046 MPa,洛氏硬度为40.5 HRC,显微组织为回火索氏体、贝氏体、碳化物和少量的残留奥氏体,而且钢的晶粒细小,位错密度高,大大提高了该钢在高温下的力学性能。扫描观察结果表明该钢在高温下拉伸后的断口为韧性断裂。     

热处理对25CrMoNiVNbTi钢高温拉伸性能的影响

研究了淬火温度对25CrMoNiVNbTi钢的高温拉伸性能和组织的影响。结果表明:在900~1100℃温度范围内,随着淬火温度的升高,25CrMoNiVNbTi钢在600℃的高温拉伸性能先增加后降低,本试验条件下的最佳热处理工艺为1000℃淬火30 min+620℃回火2 h,经该工艺处理后该钢在600℃下拉伸时其屈服强度和抗拉强度分别达到974 MPa及1046 MPa,洛氏硬度为40.5 HRC,显微组织为回火索氏体、贝氏体、碳化物和少量的残留奥氏体,而且钢的晶粒细小,位错密度高,大大提高了该钢在高温下的力学性能。扫描电镜观察结果表明该钢在高温下拉伸后的断口为韧性断裂。