冷轧工作辊热处理工艺进展

简要评述了冷轧工作辊的热处理工艺及其随冷轧辊材料发展而发展的趋势，介绍了冷轧工作辊的预备热处理工艺、最终热处理工艺及淬硬层的组织及性能特点。介绍了靠二次硬化获得高硬度的半高速钢冷轧工作辊的热处理工艺特点及由此而产生的性能特点。     

M2高速钢铸带组织特征及其后续处理

研究了M2高速钢在不同制备条件下的凝固组织特征以及工业铸带中碳化物在高温热处理、热变形作用下的变化,测量了在不同制备条件下高速钢的凝固速度和共晶碳化物网的厚度,采用透射电镜研究了后续高温热处理、热变形对工业铸带中碳化物相的影响,采用定量金相法分析了制备条件和后续处理工艺对铸带组织的影响.研究结果表明,双辊薄带连铸工艺可以细化高速钢凝固组织的枝晶和共晶碳化物网的厚度,改善碳化物的分布,后续高温热处理和热变形可以进一步优化工业铸带中的碳化物组织.建议在工业铸带的后续处理中同时采用高温热处理和热变形工艺以改善铸带组织.     

整体锻制高合金钢冷轧辊坯制备技术

介绍了我国高档冷轧板带结构调整发展情况、高档冷轧辊特点、研究发展模式以及辊坯制备的关键技术。“十一五”期间河冶科技与山西百一、常州轧辊制造公司等大力合作,对高端冷轧工作辊的材质研究、辊坯制备工艺、热处理等方面作了大量工作,整体锻制高速钢、半高速铜、高碳高铬冷作模具铜等高合金钢冷轧工作辊坯的制备技术趋于成熟。     

冷轧辊制造工艺的进展

叙述了冷轧辊用钢的冶炼工艺的发展，锻造冷轧辊、电渣熔铸轧辊、电渣熔铸复合轧辊、铸造轧辊的工艺特点和轧辊质量及热处理工艺——整体淬火和感应淬火对轧辊质量的影响。随着冶炼技术的发展，钢纯洁度的提高，特别是电渣重熔技术的采用，锻造冷轧辊的质量显著提高。由于高铬铸铁、高速钢等轧辊材料的使用和电渣熔铸等技术的发展，铸造轧辊技术得到了快速发展。     

冷轧中间辊用半高速钢16Cr5D 的组织和性能

试验研究了20kg中频感应炉冶炼的半高速钢16Cr5D(%:0.50～0.56C,0.36~0.39Mn,0.95~ 1.03Si,5.34～5.68Cr,0.31~0.41Ni,1.00～1.04Mo,0.29～0.30V)的铸态组织以及880～1060℃淬火、200～750 ℃回火后的锻态组织和机械性能。试验结果表明,该钢最佳淬火温度为970～1000℃,在500 ℃回火有明显 的二次硬化,淬回火后具有良好的综合机械性能,是优良的冷轧中间辊材质     

淬火温度对86CrMoV7钢的断裂韧性及耐磨性的影响

本文给出了淬火温度对冷轧辊钢86CrMoV7的耐磨性及韧性的影响,它反映了轧辊的耐用性及抗事故性。为此,测定了经840～1020℃不同温度淬火后的组织、晶粒度、碳化物量、马氏体合碳量、硬度、耐磨性、平面应变断裂韧性及断口;分别讨论了组织、晶粒度、碳化物量、马氏体含碳量对硬度、耐磨性及平面应变断裂韧性的影响。最后,根据对实验结果的分析提出了实际生产过程中制订热处理工艺时应考虑的某些原则。     

冷轧工作辊的热处理研究

一、冷轧辊的预备热处理 冷轧辊的热处理要通过调整工艺参数达到如下目的：一是得到适当的表面硬度;二是对于一定化学成分的轧辊,得到最佳的碳化物体积分数,以增强耐磨性并能较好地保持表面的毛化状态;三是得到足够的淬硬层深度,以减少或避免返修淬火处理。     

冷轧辊用半高速钢碳化物细化工艺技术研究

基于Thermo-Calc热力学软件计算及原位观察结果,开展冷轧辊半高速钢95Cr5MoV碳化物细化技术研究.95Cr5MoV半高速钢平衡凝固碳化物类型主要有MC、M7C3和M23C6,其中M23C6型碳化物在785℃左右完全溶入基体,M7C3型碳化物在1100℃时完全溶人基体,MC型碳化物在1170℃左右完全溶人基体...     

热处理工艺对MC5D冷轧辊坯液析碳化物的影响

主要研究热处理工艺对MC5D冷轧辊坯料液析碳化物的影响,首先采用JMatoPro软件计算MC5D冷轧辊钢在平衡状态下的相变和碳化物类型,并使用扫描电镜对实物进行检测,然后通过超高温共聚焦显微镜观察液析碳化物随热处理工艺变化的全过程。结果表明:MC5D冷轧辊坯中的液析碳化物类型主要为M_7C_3型。该钢种中的液析碳化物在765℃左右开始溶入基体,并在加热温度到达1 000℃时基本消失,只有少量未溶入基体的碳化物一直到1 252℃时随着液析碳化物附近周围的基体发生熔化后才消失。根据超高温共聚焦显微镜观察的结果,设计热处理工艺为"1 050℃,加热1 h,出炉油冷"及"1 070℃,加热1 h,出炉油冷"两组试验,液析碳化物级别均由4.0级降低至0.5级,结果证明了该热处理工艺的可行性。     

粉末锻造Fe–Ni–Cu–C–Mo齿轮材料热处理及性能研究

对Fe–Ni–Cu–C–Mo粉末锻造材料的锻后热处理工艺进行了研究,通过动态连续冷却转变试验绘制出该材料的连续冷却转变（continuous cooling transformation,CCT）曲线,指导材料锻后冷却工艺的选取。对Fe–Ni–Cu–C–Mo淬火试样进行不同温度的低温回火试验,探究不同回火温度对该材料微观组织与力学性能的影响。结果表明,当锻后冷却速率大于7.0 ℃·s?1时,Fe–Ni–Cu–C–Mo粉锻材料组织全为马氏体,硬度趋于稳定;在150 ℃和175 ℃回火,碳化物均匀地分布在马氏体板条内部,起到析出强化的作用,材料表现出优异的抗拉性能。     

20CrH温锻内星齿轮混晶原因分析及工艺改进

特钢厂生产的20CrH特殊钢棒材，下游用户温锻制作内星轮后，经965℃×6 h渗碳热处理后发现混晶现象。采用光学显微镜观察并设计热处理试验验证，结果表明：锻造变形温度不均及锻后保温温度偏低，导致在后续渗碳过程中局部奥氏体晶粒出现异常长大而产生混晶。将内星轮温锻后保温温度由710℃提高至900℃,能有效改善混晶现象，为同类特殊钢零部件温锻的工艺设计提供指导。     

模铸和电渣M2高速钢中碳化物的演变行为及对比

为了优化高速钢生产工艺、控制钢中碳化物,研究了不同冶炼工艺和加工工序下M2高速钢中碳化物的演变行为。采用金相显微镜、扫描电镜、能谱分析以及热力学计算等方法,对模铸和电渣重熔M2高速钢中碳化物的类型、形貌、面积分数和分布进行研究和对比。结果表明,模铸M2高速钢锻造、轧制、盘圆和拉丝成材过程中网状碳化物得到破碎,但仍存在不规则一次碳化物,各工序下碳化物面积分数为4.96%、4.54%、5.05%和5.08%。电渣M2高速钢锻造后网状碳化物交叉处堆积比较严重,且比相同工序下模铸M2高速钢的面积分数高。国内某厂家和日本不二越的电渣M2高速钢二次锻造材中碳化物面积分数分别为5.47%和5.33%。M2高速钢锻造坯中碳化物为M₆C、MC、M₇C₃。存在于基体中的尺寸大、形状不规则的M₆C和MC对后续加工和成品材会产生不利影响。     

New Microalloyed Steels for Forgings

Microalloyed steels for forging applications have been newly developed in order to increase strength and toughness properties which thereby give the possibility for light weight constructions.The properties of these steels are set up by a controlled cooling directly from the forging heat without an additional heat treatment.This aim can be achieved on the one hand by a further development of precipitation hardening ferritic pearlitic steels (AFP-steel) due to an extended use of microalloying elements (AFP-M steel) and on the other hand by microalloyed steels which employ a bainitic microstructure (HDB steel).To adjust the targeted microstructure the temperature control has to be assured down to approx.500℃ for the AFP-M steels and down to approx.300℃ for the HDB steels.     

预处理温度对00Cr12Ni10MoTi马氏体不锈钢强度的影响

 研究了预处理温度对00Cr12Ni10MoTi马氏体不锈钢强度的影响。研究结果表明：在较低预处理温度下,通过非扩散α′→γ逆转变形成的奥氏体遗传了原始的锻态组织。而在950℃以上温度预处理则形成再结晶的奥氏体。由于最终750℃固溶处理遗传了预处理组织,因此预处理对钢的强度有明显的影响。材料在低于850℃预处理时最终组织中残余奥氏体量较高,不利于提高强度。850℃预处理出现峰值强度,继续提高预处理温度,强度又下降。由于950℃以上预处理形成再结晶的奥氏体,使得最终热处理后的强度稳定在较低的水平。     

固溶处理对GH2036合金组织和硬度的影响

利用光学显微镜、扫描电镜、布氏硬度仪等研究了GH2036合金Φ150 mm棒材在1120~1240 ℃固溶处理的组织演化和硬度变化规律。研究表明,GH2036合金锻后空冷锻材组织中主要存在富Cr和Nb-V两种类型的碳化物,在1220 ℃固溶处理后碳化物大部分回溶,晶粒尺寸基本均匀。合金HB硬度值随热处理温度的升高而降低,但在1160~1200 ℃处理时,硬度随温度的升高,HB硬度值由185升至193,这主要与碳化物大幅度向基体回溶有关。     

M42高速钢电渣重熔及锻造退火后碳化物的析出

 通过X射线衍射分析、光学显微镜和透射式电子显微镜观察以及相关热力学计算,对比研究了M42高速钢电渣锭及锻后退火两种状态所析出碳化物的类型、尺寸、分布及析出条件。得出M42高速钢电渣锭中的碳化物主要为Mo2C亚稳态碳化物和少量Cr7C3碳化物,Mo2C碳化物尺寸较大,主要呈层片状、纤维状和棒状沿晶界析出。锻造退火后的M42高速钢中碳化物类型主要为Cr7C3,VC和Fe2Mo4C,平均尺寸小于10 μm且分布均匀,形态以方形、不规则球形和小颗粒为主。M42高速钢电渣锭中的Mo2C在锻造过程中可以分解为Fe2Mo4C和VC。根据冶金热力学计算得出,Mo2C和VC在固液两相区析出,析出温度分别为1 229 和1 222 ℃;Cr7C3在固相中析出,析出温度为842 ℃。     

Mn2钢低温韧性变化规律研究

对Mn2钢在不同热处理工艺、不同试验温度和不同试样状态下的冲击韧性进行了详细的分析,结果表明:CM690钢在900℃保温90 min水冷淬火,600℃保温90 min水冷回火,在保证钢材的强度满足要求的情况下,可获得良好的韧性;淬火水温超过30℃时,因钢的淬透能力下降,会强烈地降低钢的强度和韧性;钢中加入0.015%~0.025%的Ti,提高冲击韧性值35~40 J;对于CM490钢,若轧后空冷或堆冷,由于冷却速度较低,会获得铁素体+珠光体+贝氏体的混合组织,不利于提高钢材的韧性,而正火后其组织为铁素体+贝氏体,其冲击值比前两种状态高3~5倍。     

热处理工艺对100mm特厚07MnCrMoVR水电钢板组织性能的影响

对07MnCrMoR水电钢板的淬透性曲线进行了测定,利用淬火机和热处理炉对100 mm厚试验钢板进行了淬火和回火试验,并对试验钢进行了组织观察和力学性能测定。结果表明,随着试验钢距水冷端的距离增大,淬火组织由马氏体转变为粒状贝氏体,距离端部50 mm处转变为铁素体和粒状贝氏体的混合组织。试验钢板利用淬火机淬火后得到板条贝氏体+粒状贝氏体+先共析铁素体,回火后转变为铁素体+粒状贝氏体,同时大量的碳化物在铁素体基体和晶界处析出。试验钢最合理的热处理工艺为930℃ 30min水冷淬火,660℃ 60min空冷回火。     

2%铝质量分数超高碳钢的球化退火工艺

 为获得完全球化的超高碳钢组织,基于离异共析转变机制对2%铝质量分数超高碳钢进行球化退火工艺研究。研究发现,由于成分的不均匀性,超高碳钢锻态组织由片层间距不一致的珠光体和网状碳化物组成,单纯使用离异共析工艺无法使其完全球化;2%铝质量分数超高碳钢锻态组织网状碳化物厚度在1 μm以下,[Acm]温度以下正火即可获得片层均匀细小的珠光体并消除网状碳化物;提高正火温度能显著减少正火组织中长条和短棒状碳化物的数量,利于获得较好的球化组织。2%铝质量分数超高碳钢经900～925 ℃正火后在830 ℃奥氏体化并在760 ℃等温4 h后获得了由超细铁素体＋细小球状渗碳体组成的完全球化组织。     

Microstructure and Mechanical Properties of Martensitic Stainless Steel 6Crl5MoV

 Martensitic stainless steel containing Cr of 12% to 18% (mass percent) 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. The effect of heat treatment processes on microstructure and mechanical properties of 6Cr15MoV martensitic stainless steel is emphatically researched. Thermo-Calc software has been carried out to thermodynamic calculation; OM, SEM and 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 M23C6 carbide, and the M23C6 carbides finely distributed in annealed microstructure. 6Cr15MoV martensitic stainless steel has a wider quenching temperature range, the hardness value of steel 6Cr15MoV can reach to HRC 608 to HRC 616 when quenched at 1060 to 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 to 1100 ℃ with tempered at 100 to 150 ℃, and it is mainly due to the high carbon martensite and fine grain size. At these temperature ranges, the hardness will retain about HRC 592 to HRC 616 and the Charpy U-notch impact toughness will retain about 173 to 20 J. A lot of M23C6 carbides precipitated from martensite matrix, at the same time along the boundaries of martensite lathes which leading to the decrease of impact toughness when tempered at 500 to 540 ℃. The M3C precipitants also existed in the martensite matrix of test steel after tempered at 500 ℃, and the mean size of M3C precipitates is bigger than that of M23C6 precipitates.