改善Crl2MoV钢综合力学性能的工艺分析

对Crl2MoV钢在淬火后采用深冷处理和中低温回火相结合处理工艺,通过显微组织及硬度、冲击功和抗弯强度等力学性能测试,研究了深冷处理对Crl2MoV钢组织和性能的影响,结果表明：1020℃30nlin油淬＋200℃回火1h＋深冷处理＋400℃回火2h工艺处理,具有较好的综合力学性能。     

热处理工艺对17-4PH不锈钢力学性能的影响

对17～4PH不锈钢进行四种不同工艺(固溶+时效)热处理,对热处理后该钢的显微组织、力学性能及冲击断口进行观察分析,研究了热处理工艺对17-4PH不锈钢力学性能的影响.结果表明:未经调整处理的三组试样,随着时效温度的升高,其强度下降,塑、韧性提高,冲击断口均为典型的准解理脆性断裂;经调整处理的一组试样,其强度较其他试样的要低,但塑、韧性与其他试样相比明显提高,冲击断口具有明显的韧性断裂特征;经调整处理后试样的马氏体组织较均匀细小.     

回火和冲击试验温度对套管钻井钢冲击韧性及断裂机理的影响

对以铁素体+珠光体组织为主的钢材进行910℃淬火+不同温度回火(500,550,600℃)热处理,获得超高强度级套管钻井钢,并在不同温度(-60～20℃)下进行冲击试验,研究了回火和冲击试验温度对套管钻井钢冲击韧性和断裂机理的影响。结果表明：随着回火温度的升高,套管钻井钢的马氏体逐渐消失,形成回火索氏体组织,室温冲击时消耗的冲击能增大,最大冲击载荷减小;不同温度回火钢的冲击断口宏观形貌均为纤维区和剪切唇,断裂机理均为韧性断裂;550℃回火套管钻井钢的韧脆转变温度为-33.64℃,随着冲击试验温度的降低,其冲击能逐渐减小,宏观断口形貌由完全纤维区转变为近完全放射区,微观断口形貌由完全韧窝形貌转变为包含局部韧窝结构的准解理结构。     

地铁转向架用P355NL1钢焊缝金属的低温冲击韧性

对地铁转向架用P355NL1钢焊缝金属进行了低温冲击试验,分析了焊缝金属的显微组织和化学成分对其低温冲击韧性的影响,并通过断口形貌观察分析了其断裂机制。结果表明:焊缝金属的显微组织包括先共析铁素体(PF)、侧板条铁素体(FSP)、细晶铁素体(FGF)以及针状铁素体(AF)等;大量的AF使其具有良好的低温冲击韧性;焊缝金属中含有硅、锰、镍等元素,促进了AF的生成并细化了晶粒;焊缝金属的韧脆转变温度为-42.70℃;-20~0℃时焊缝金属的断口形貌以韧窝为主,断裂方式为韧性断裂,断裂机理为微孔聚集型;-40℃时焊缝金属的断口形貌为韧窝和解理面相交织,断裂方式为韧-脆混合断裂;-60℃时焊缝金属的断口形貌已经完全变成解理断口,断口分布着河流状花样和解理台阶,为典型的脆性断裂。     

淬火温度对车轴管用XCQ16-1钢组织和性能的影响

对车轴管用XCQ16-1钢进行了不同温度淬火和相同温度回火的热处理,测定了其力学性能,并用OM和SEM对热处理后钢的显微组织和断口形貌进行了观察,分析了淬火温度对其组织和性能的影响机理。结果表明:在840~910℃的温度淬火对XCQ16-1钢屈服强度、抗拉强度和硬度的影响不大,而对伸长率和冲击功的影响较大;860℃淬火后该钢具有良好的综合力学性能,可满足车轴管钢的要求;860℃淬火+490℃回火后该钢的显微组织为回火索氏体,冲击断口具有韧性断裂特征。     

热时效对多元微合金化310S不锈钢显微组织和冲击性能的影响

复合添加钼、铌、钨和钽等元素对310S不锈钢进行多元微合金化,固溶后分别在不同温度(650,800℃)和不同时间(500,1000,2 000h)进行热时效处理,研究了热时效对试验钢显微组织和冲击性能的影响。结果表明:在650℃时效处理后,试验钢显微组织为奥氏体,第二相除了M_(23)C_6相外还存在Fe_2MoC相和Cr_7C_3相;在800℃时效处理后,试验钢晶内有大量针状第二相析出;试验钢在不同温度时效处理后,随着时效时间的延长,其冲击吸收功均逐渐降低;和650℃时效相比,在800℃时效处理后试验钢的冲击吸收功降幅增大,断裂方式由韧性断裂向脆性沿晶断裂转变。     

X70和X80钢螺旋焊管母材的低温韧性

对X70和X80钢螺旋焊管母材的低温夏比冲击性能和落锤撕裂试验(DWTT)性能进行了对比研究。结果表明:两种钢管母材横向试样的低温韧性均比纵向试样的好,X70钢管母材的韧脆转变温度低于X80钢管母材的;当试验温度在-20℃以上时,两种母材的冲击断口剪切面积比都在95%左右,为韧性断裂,低于-20℃时,随温度的降低,两种母材夏比冲击功的下降幅度远大于剪切面积比的下降幅度;母材的低温韧性受试验方法的影响很大,DWTT测得的韧脆转变温度远高于夏比冲击试验的。     

正火工艺参数对轨道交通用20MnV弹簧钢显微组织与力学性能的影响

对轨道交通用20MnV弹簧钢进行了不同温度(780,830,880,930,980℃)和不同时间(0.5,0.75,1,1.25h)的正火处理,研究了正火温度和正火时间对试验钢显微组织和力学性能的影响。结果表明:随着正火温度升高,20MnV弹簧钢组织由不均匀铁素体和粒状贝氏体转变为等轴铁素体和块状铁素体;当正火温度低于830℃时,随着正火温度的升高,试验钢的屈服强度和抗拉强度降低,断后伸长率和低温冲击功增大;当正火温度高于830℃后,试验钢的屈服强度和抗拉强度均随着正火温度升高而增加;在不同正火时间下,试验钢的显微组织均为等轴铁素体和块状珠光体;随着正火时间的延长,试验钢的屈服强度、抗拉强度、断后伸长率、低温冲击功均先增后降;当正火温度为930℃、正火时间为1h时,试验钢的力学性能最佳。     

基于铸辗复合成形的25Mn钢法兰热处理工艺的试验研究

以铸辗复合成形的25Mn钢法兰为研究对象,研究热处理工艺参数对25Mn钢法兰微观组织及力学性能的影响;通过扫描电镜观察分析,揭示25Mn钢法兰件经不同回火温度处理后拉伸与冲击断口的断裂机理。试验结果表明,辗扩后法兰件内存在残余应力,组织不均匀,拉伸与冲击断裂形式主要为准解理和脆性断裂。在220~660℃回火时,晶粒得到细化,组织均匀;低温回火后,断口形貌为河流状花样和撕裂棱,韧窝少而浅,断裂形式为剪切和解理断裂;且随着回火温度的升高,强度总体呈下降趋势;经620℃回火析出细粒状碳化物,塑性达到峰值,伸长率和断面收缩率分别约为29%和65.32%,此时韧窝密度大,深度变深,冲击吸收能量最大(约103 J),塑韧性最好。回火温度大于620℃,碳化物发生球化,塑韧性降低。为获得优良的综合力学性能,制定25Mn钢法兰的最佳热处理工艺为880℃淬火保温2 h,在10%NaCl水溶液中冷却后620℃回火10 h。     

16MnR钢不同晶粒尺寸及第二相尺寸对低温冲击韧度的影响

16MnR钢通过三种热处理工艺获得细晶细碳化物、细晶粗碳化物和粗晶粗碳化物三种不同组织,对这三种不同组织的材料进行系列低温(–99～20℃)下的Charpy-V冲击试验。通过冲击韧度比较、断口形貌观察以及断裂微观参数的测量,研究晶粒尺寸和碳化物尺寸对16MnR钢冲击韧度的影响。结果发现,不同微观组织的材料其冲击韧度随温度降低而减小;细晶细碳化物组织比细晶粗碳化物组织和粗晶粗碳化物组织韧脆转变温度低,同一温度下的断裂韧度好,而且晶粒尺寸对韧脆转变温度和断裂韧度值的影响要比碳化物尺寸显著得多。通过断口微观参数的测量得知,韧脆转变温度区的断裂能量主要消耗在裂纹尖端的钝化与塑性裂纹扩展中。韧脆转变低温区,裂纹尖端在钝化过程中吸收大量能量从而韧性陡升。     

40CrNi2Mo钢的低温力学性能

采用低温拉伸试验与系列冲击试验对调质态40CrNi2Mo钢的低温(室温～-150℃)力学性能进行了研究。结果表明:该钢屈服强度和抗拉强度随温度的降低而升高,断面收缩率、伸长率随温度的降低而减小,并且它们与温度均呈线性关系;求出了该钢屈服强度与抗拉强度随温度变化的关系式;根据绘制出的冲击功曲线,根据综合能量法及断口形貌可确定其韧脆转变温度为-125℃。     

960MPa级含钼低碳钢钼含量与热处理工艺的确定

为了得到屈服强度960 MPa级高强度低碳结构钢的最佳钼含量和热处理工艺,采用显微组织分析、力学性能检验、断口分析等方法研究了热处理工艺对不同钼含量试验钢显微组织与力学性能的影响。结果表明:随钼含量增加,淬火态试验钢的抗回火软化能力逐渐增强;最优钼含量为0.4%(质量分数),此成分试验钢经最佳热处理工艺(880℃淬火+580℃回火)处理后屈服强度为988 MPa(达到试制要求),抗拉强度为1 000 MPa,伸长率为15.5%,-20℃夏比冲击功为52 J,且冲击断口具有韧窝特征,此时试验钢显微组织为回火托氏体,淬火马氏体板条部分发生分解。     

超低碳贝氏体钢埋弧焊焊缝金属的组织与力学性能

针对超低碳贝氏体钢HQ785DB的焊接特点,在低碳钢焊丝的基础上设计了一种埋弧焊用焊丝,将该焊丝匹配氟碱型SJ101焊剂对该钢进行焊接,研究了焊缝金属的显微组织、力学性能及冲击断口形貌。结果表明:焊缝金属组织以针状铁素体和板条贝氏体为主,另有少量弥散分布的粒状贝氏体;焊缝金属的抗拉强度为806.25 MPa,伸长率为16.78%,20℃时的冲击吸收功为183.25J;冲击断口上存在大量韧窝,以微孔聚集型的韧性断裂为主。     

双淬火+深冷处理工艺对Cr12Mo1V1模具钢组织和性能的影响

对退火态Cr12Mo1V1模具钢分别进行一次淬火+回火、双淬火+回火、一次淬火+深冷+回火、双淬火+深冷+回火等工艺处理,其中一次淬火工艺为1 030℃×0.5 h油淬,双淬火工艺为1 050℃×0.5 h油淬+1 030℃×0.5 h油淬,深冷处理工艺为-60℃×1 h+-120℃×1 h,对比研究了双淬火+深冷处理对试验钢显微组织和力学性能的影响。结果表明:与一次淬火+回火工艺相比,双淬火+回火工艺可以改善共晶碳化物分布均匀性,使碳化物形态趋于球状;增加深冷处理对改善共晶碳化物形态和均匀度的效果不明显,但可降低残余奥氏体含量。双淬火+回火工艺处理后试验钢的硬度与一次淬火+回火处理后相近,但冲击吸收能量和抗弯强度分别提升22%和12%;增加深冷处理对试验钢硬度、冲击韧性和抗弯强度影响不大。     

工业汽轮机转子用钢28CrMoNiV脆性转变温度的研究

针对如何正确评定工业汽轮机转子用钢28CrMoNiV的脆性转变温度(fracture appearance transition temperature,FATT)的问题,通过系列温度冲击法测定了该转子钢的冲击吸收功、脆性断面率,利用扫描电镜(scanning electronic microscopy,SEM)对冲击试样断口形貌的变化进行了研究,结合Boltzmann函数对冲击试验结果的拟合分析,正确评定了该转子钢的FATT。并对影响FATT的因素进行了归纳,研究分析了化学成分、微观组织和晶粒尺寸对转子钢FATT的影响。研究结果表明,28CrMoNiV钢的断口形貌随着温度的降低由韧窝逐渐向解理断裂变化,该转子钢的FATT为-52℃,明显低于技术标准要求值(≤85℃);通过先进的冶炼技术和热加工工艺严格控制化学成分,获得晶粒细小均匀的回火索氏体组织以及针状铁素体内部的高密度位错和亚晶界结构,可以提高转子钢的冲击韧性及降低FATT。     

基于V型缺口试样冲击性能确定1Cr17Ni2不锈钢的热处理工艺

对1Cr17Ni2不锈钢进行了不同温度的淬火+回火热处理,研究了其V型缺口试样冲击性能与淬火和回火温度的关系;基于V型缺口试样冲击性能确定了较佳热处理工艺,并测试了该工艺热处理后试验钢的拉伸性能。结果表明:V型缺口试样的冲击吸收功随淬火温度和回火温度的升高而增大;回火温度对其断裂方式的影响大于淬火温度的,随回火温度升高,断裂方式从沿晶和解理的脆性开裂向韧窝型韧性开裂转变;当淬火温度为980℃或1 020℃,回火温度大于650℃时,该钢可满足螺柱冲击韧性和强度的要求,如需二次回火,则推荐二次回火温度应高于620℃。     

深冷处理及其应用

用过度冷却的方法改变钢的性能已不是新问题,早在三十年代国外就开始研究零下温度对钢的相变影响,确认淬火钢零下冷却导致残余奥氏体向马氏体转变;并提出高速钢冷处理工艺。由于试验结果的不统一及当时测试手段的局限,使该项研究停滞不前。冷处理工艺在工厂只在某些场合下才得到有限应用。到了七十年代由于低温技术的解决,测试手段的完善,人们又重新注视低温处理工艺,并由通常的-78℃冷处理扩展到-196℃冷处理——即所谓“深冷处理”(或“超低温处理”)。试验研究证实,零件经深冷处理使用寿命可提高几倍甚至十几倍。深冷处理的组织,不仅有残余奥氏体转变,亦有马氏体转变和碳化物微细化过程。     

常规轧制和控制轧制高强韧船板钢组织与力学性能的对比

对相同成分的550 MPa级高强韧船板钢进行了常规轧制和控制轧制,对比了轧后试验钢的显微组织和力学性能。结果表明:两种工艺轧制试验钢的组织均为铁素体+M/A岛;控制轧制试验钢的晶粒更细小,铁素体含量更高;两种工艺轧制试验钢的强度和伸长率相差不大,但控制轧制试验钢在-40℃的低温冲击功更高,为常规轧制试验钢的2.4倍。     

低碳马氏体型超高强度钢的冲击韧性研究

我们对25Si2Mn2CrNiMoV钢的组织及其在常温下的机械性能已经进行了系统的研究,本文在韧性研究的基础上进一步探讨该钢种在低温范围试验时,冲击韧性随温度的变化规律,初步论证温度和组织因素对冲击断裂机制的影响,用实验得到的数据和国外同一级别超高强度钢对比.显示出本钢种具有较低的脆性转化温度范围。试验中采用二级复型和扫描电镜等手段对各种状态下的冲击断口进行形貌分析,并通过镀镍断口垂直切面分析法研究组织和断裂方式之间的关系。     

沉淀硬化不锈钢FV520(B)的析出硬化及韧性

采用透射电镜试验、硬度试验和示波冲击试验等方法,研究时效对沉淀硬化不锈钢FV520(B)组织和性能的影响。结果表明,时效过程中,FV520(B)钢主要以富铜相ε-Cu析出为主。硬度在420 ℃时效时出现峰值,主要与组织中细小富铜相共格析出有关。随着时效温度增加,富铜相逐步脱溶长大,基体再结晶,使其硬化程度逐步降低。FV520(B)钢的韧性主要决定于冲击裂纹扩展功。时效组织对FV520(B)钢冲击裂纹萌生功影响较小,对裂纹扩展功有着较大的影响。420 ℃时效时FV520(B)钢韧性最差,而600 ℃时效时韧性最好。420、470 ℃时效状态下的冲击试样扩展区断口以解理形貌为主,而其他时效状态下为韧窝,但韧窝细节各不相同。