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。     

正火和淬火温度对30CrMoA钢除砂器大型锻件-40℃冲击韧性的影响

30CrMoA钢(/%:0.30C、0.21Si、0.53Mn、0.003S、0.005P、0.98Cr、0.22Mo、0.06V)除砂器锻件为外径Φ405～493 mm内径Φ90～167 mm的管状工件,技术条件要求调质后-40℃横向冲击功≥20 J。经常用正火+调质工艺920℃正火(风冷)+880℃正火(风冷)+860℃淬火(空冷+水冷)+630～680℃回火(空冷)后横向Rm715～815 MPa,Rp0.2 545～665 MPa, A 19%～20%,Z 65%～68%,室温A_kc 36～101 J,-40℃ A_kv 11～21 J; 通过Thermo-calc软件计算得出该钢平衡相图及计算的Ac3温度确定优化调质工艺950℃正火(风冷)+820℃淬火(空冷+水冷)+660～670℃回火(空冷),其横向力学性能为R_m 685～700 MPa,Rp_0.2 500～525 MPa, A 21%～22%,Z 63%～66%,室温A_kv 65～114 J,-40℃ A_kv 23～28 J,均符合技术条件要求。     

海洋石油平台用SM490YB热轧H型钢试制

根据日本标准JIS G 3106—2020《焊接结构用轧制钢材》对海洋石油平台用SM490YB热轧型钢的技术标准要求,结合钢厂生产线的工况特点,对SM490YB热轧H型钢的化学成分、加热及轧制工艺进行合理设计。采用Nb-V微合金化的试验钢屈服强度为412～420 MPa,抗拉强度为531～545 MPa,断后伸长率26%～29%,-20℃纵向冲击吸收功大于200 J,横向冲击吸收功大于110 J;试验钢室温显微组织为细小的铁素体+珠光体,铁素体晶粒度级别为8.5级。试验结果表明,采用Nb-V微合金化的H型钢具有良好的综合力学性能,试验钢的综合力学性能满足海洋石油平台用钢高强度、高韧性、耐低温、易焊接的要求。     

Q&P(淬火和分配)工艺对25Si2Ni3钢组织和力学性能的影响

对0.24C-1.72Si-2.96Ni钢进行Q&P处理:880℃15 min-淬火至150～260 ℃(QT)5 min-300℃10min油淬.结果表明,Q&P处理的钢为板条马氏体、残余奥氏体、孪晶马氏体和ε碳化物的复合组织;QT影响钢中马氏体量,随QT由150℃升高至260℃,钢的抗拉强度由1 580 MPa降至1 505 MPa,冲击功由45 J升至50 J.与传统淬-回火工艺相比,Q&P处理钢的抗拉强度降低25～100 MPa,冲击功提高5～8 J,伸长率没有明显变化.     

Si含量对超超临界汽轮机转子钢30Cr2Ni4MoV组织和性能的影响

30Cr2Ni4MoV钢(%:0.15～0.16C、0.03～0.45Si、0.12～0.14Mn、0.005P、0.005～0.006S、1.62～1.72Cr、3.60～3.63Ni、0.52～0.53Mo、0.07V、≤0.005A1)由10kg真空感应炉冶炼,锻后经930℃空冷+900℃空冷+640℃空冷处理,再经850℃水淬+600℃回火调质处理。试验结果表明,当钢中的Si含量由0.03%增加至0.45%时,钢中马氏体量增加,晶粒更为粗大;钢的抗拉和屈服强度分别从922～936 MPa和868～873 MPa增至1015～1028 MPa和950～959 MPa,但平均冲击功由205 J降至154 J。     

Nb对Cr-Co-Ni-Mo系超高强度齿轮钢组织和力学性能的影响

所研究的Cr-Co-Ni-Mo齿轮钢(/%:0.05～0.15C,4.2～6.3Ni,14.5～16.2Co,4.2～6.4Cr,3.8～5.3Mo,0.8～1.5W,0.1～0.4V,≤0.005S,≤0.008P,不加Nb和加0.01～0.03Nb)由200 kg真空感应冶炼+真空自耗重熔冶炼,并轧成Φ50mm的棒材。试样经1 050℃ 1h固溶处理,油冷,-80℃ 2 h冷处理,再经560℃ 7h时效处理。结果表明,加Nb钢中,Nb在晶界或亚晶界以微合金碳氮化物存在,有细晶强化作用,加0.01%～0.03%Nb后钢的抗拉、屈服强度和冲击功分别由无Nb钢的1 850、1 598 MPa和22 J提高至2057、1 964 MPa和33J。     

汽车轴头用低合金高强度钢Q460D的开发和性能

开发的Q460D钢(/%:0.16～0.18C,0.42～0.48Si,1.40～1.46Mn,0.012～0.020P,≤0.005S,0.11～0.12V,0.020～0.050Al,0.010 2～0.013 9N)的冶金流程为≥40%铁水+废钢-50 t电弧炉-LF-VD-260mm×300mm坯连铸-轧制Φ70～100mm材。通过EAF终点控制[C]≥0.07%,[P]≤0.015%,LF精炼渣碱度≥3.0,喂Al、Ca线,控制Al 0.030%～0.05%,控制[S]≤0.005%,LF出钢前喂氮化锰线等工艺措施,钢的力学性能稳定,屈服、抗拉强度、延伸率和冲击功分别为470～504 MPa,576～695 MPa,19.0%～27.5%和32～60J,钢的成分及各项性能稳定性高,探伤合格率为93.7%,满足汽车轴头用钢高洁净度、高均质化、高性能稳定性的要求。     

N对V-微合金化钢15MnVq的组织和性能的影响

通过100 kg真空感应炉,分别添加V-N合金和V-Fe合金熔炼成15MnVNq钢(%-0.15C、1.71Mn、0.11V、0.019 ON)和15MnVq钢(%:0.15C、1.72Mn、0.11V、0.003 3N),并轧制成14 mm钢板.试验结果表明,15MnVq钢中加入0.019%的N促进V(C,N)析出和明显细化钢的组织,钢的屈服和抗拉强度分别由393 MPa和578 MPa提高至510 MPa和660 MPa,-20℃冲击功AKV由21.9 J提高到101.8 J;同时加N后明显降低了15MnVq钢的时效敏感性.     

Q＆P（淬火和分配）工艺对25Si2Ni3钢组织和力学性能的影响

对0．24C-1．72Si-2．96Ni钢进行Q＆P处理：880℃15min-淬火至150～260℃（QT）5min-300℃10min油淬。结果表明,Q＆P处理的钢为板条马氏体、残余奥氏体、孪晶马氏体和8碳化物的复合组织;Qr影响钢中马氏体量,随Qr由150℃升高至260℃,钢的抗拉强度由1580MPa降至1505MPa,冲击功由45J升至50J。与传统淬-回火工艺相比,Q＆P处理钢的抗拉强度降低25～100MPa,冲击功提高5～8J,伸长率没有明显变化。     

国内某钢厂低合金钢NM550的生产浅析

利用淬火+低温回火热处理工艺生产出低合金耐磨钢NM550,得到的试验钢其抗拉强度为1480MPa～1575MPa,断裂延伸率为10.9%～11.6%,-20℃冲击功为22J～39.5J,表面布氏硬度为534HB～555HB,满足GB/T24186-2009的要求。     

EAF-VOD-VAR和VIM-VAR冶炼工艺对G50超高强度钢韧性的影响

研究了真空感应熔炼+真空自耗重熔(VIM-VAR)和电弧炉+真空-氧脱碳+真空自耗重熔(EAF- VOD-VAR)法两种工艺冶炼的超高强度钢G50%:0.28～0.29C、1.88～1.98Si、4.45～4.49Ni、1.04～1.05Cr、0.57～0.61Mo、0.031～0.034Nb)的夹杂物和机械性能。结果表明,EAF-VOD-VAR法冶炼的G50钢夹杂物级别低于VIM-VAR法冶炼的G50钢的夹杂物级别;EAF-VOD-VAR法冶炼的1350钢的韧性(A_KU2 86～88 J,K_IC130～132 MPa·m^1/2)明显高于VIM-VAR法冶炼的G50钢的韧性(A_KU270～74 J,K_IC 112～118 MPa·m^1/2)。     

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。     

湘钢低碳贝氏体钢XDB685的研制

采用TMCP(Thermomechanical controlled Process)-RPC(Relaxed Process Control)-T(Tempering)工艺研制了低碳贝氏体钢XDB685[%:≤0.09C、1.20～1.60Mn、0.015～0.055Nb、0.008～0.030Ti、0.2～0.6(Cr+Ni+ Mo+B)]。检验结果表明,40～60 mm钢板的屈服强度≥600 MPa,抗拉强度≥700 MPa,-40℃冲击功约为200 J,并具有良好的焊接性能。     

舵杆用Q345D钢热处理工艺对组织和性能的影响

试验研究了Q345D级钢(%:0.18C、0.41Si、1.34Mn、0.05Nb、0.08V、0.024A1)Φ280 mm锻材淬-回火处理和正火处理后的组织和性能。结果表明,经890℃空冷200 s,水冷+570℃回火后的钢抗拉强度R_m≥630MPa,屈服强度R_e≥455 MPa, -20℃冲击功A_KV 28～40 J;910℃空冷正火后R_m≥575 MPa, Re≥390 MPa, -20℃ A_KV42～59 J,均满足舵杆产品对力学性能的要求;淬-回火工件距表面30 mm的组织为回火索氏体+粒状贝氏体,中心组织为珠光体+少量粒状贝氏体,正火处理后工件表面与心部均为珠光体+铁素体组织。     

水电用高强度压力钢管用钢的研制开发

介绍了首钢采用TMCP＋回火工艺成功生产出SG610CFD水电用高强钢的研制开发过程。SG610CFD水电用高强钢采用铌、钒和钛复合处理,钢板回火后屈服强度为570～590MPa、抗拉强度为670～700MPa、-20℃低温横向冲击吸收功均大于200J。钢板成分设计和工艺路线合理、性能优异。     

铁路货车制动梁用微合金化钢15Mn2CrVNbE的试制

首钢三炼钢厂采用铁水脱硫-80tLD冶炼-LF(喂丝)精炼-4流方坯连铸工艺生产制动梁用微合金化钢15Mn2CrVNbE(%:0.13～0.17C、1.44～1.59Mn、0.30～0.60Cr、0.02～0.10V、0.02～0.05Nb、0.02～0.05Al)。通过控制钢中Al含量、吹氩、喂硅钙线和全程保护浇铸等工艺措施,149炉生产结果表明,铸坯中氧含量为(7～26)×10^-6,氮含量为(29～79)×10^-6。制动梁成品的力学性能为σ_s465～575MPa,σ_b630～720MPa,δ₅25%～34%,-40℃纵向冲击功36～183J,满足使用要求。     

酒钢CSPJ700X铌钒微合金化车厢钢生产实践

对CSP流程生产的J700X汽车车厢钢的成分设计及工艺控制进行了阐述。并对CSP生产的J700X汽车车厢钢的力学性能、显微组织、析出物形貌进行了分析研究。结果表明:CSP生产的厚度规格为7.5 mm的J700X汽车车厢钢力学性能优良,J700X屈服强度为673 MPa,抗拉强度为779 MPa,延伸率为19.5%。通过对显微组织进行观察发现J700X汽车车厢钢的显微组织主要为素体加索氏体组织。     

工程机械用TQ960E微合金化低碳高强度钢的开发

研究了工程机械用TQ960E微合金化低碳高强度钢的化学成分设计、钢质纯净度提升、热处理工艺试验、析出物分析等,结果表明,TQ960E钢12 mm热轧板(/%:0. 18C,0.23Si,1.50Mn,0.010P,0.003S,0.06Ti,0.002B,0.006 3N,0.001 30)最佳淬火温度860～900℃,回火温度300～350℃,工业化试制出的钢板屈服强度≥1000 MPa,抗拉强度≥1 100 MPa,延伸率≥10%,-40℃ 冲击功≥34 J,满足国内工程机械用超高强钢的标准及应用要求。     

Nb-V微合金化0.15 ~ 0.35Mo含量和轧制温度对建筑用耐火钢性能的影响

试验钢采用50 kg中频感应炉熔炼,并轧成13mm钢板。试验了R1-0.15MoNb,R2-0.15MoV,R3-0.35MoNbV,R4-0.35MoNbVB和R5-0.35MoNbVTiB耐火钢的轧制温度（1 010～1 050℃）对该钢性能的影响。结果表明,R3钢（/%:0.04C,1.12Mn,0.32Si,0.018P,0.023S,0.35Cr,0.35Mo,0.025Nb,0.15N）在1030℃轧制后具有最佳的综合性能,即抗拉强度598 MPa、屈服强度514 MPa、延伸率28%、屈强比0.86、600℃回火前后HV硬度值分别为215和204、0℃冲击功124J;600℃的屈服强度355 MPa,屈强比为0.69,满足耐火钢国家标准要求。     

抽油杆用40Mn2Nb钢的研制

改善抽油杆用钢的综合力学性能,提高抽油杆(端部)高温锻造成品率。经大批量的实验试制研究,取得了良好的效果。与其它抽油杆用钢相比,其强度性能基本相同。其塑性和韧性及高温锻造成品率有明显的提高。σ_b≥850MPa,σ_S≥760MPa,δ_5≥15%,φ≥55%,α_k(u)≥98J/cm~2,HB≥265。介质条件下疲劳值:光滑试样σ_(-4)=470MPa,N(周次)>10~7未断,仅就现已测定值,高于其它抽油杆钢疲劳极限值10～20MPa。综合力学性能不仅符合GB7229—87国家D级抽油杆标准,而且达到了美国API—11B规范中D级杆的国际先进水平。高温锻造成品率高达99%,比其它抽油杆用钢提高2%以上。