清洁的水-空交替控时淬火冷却技术:原理与应用

水是最清洁和廉价的淬火介质,但由于合金钢件水淬开裂问题的制约,对环境造成污染的油和各类有机水溶性介质仍被大量采用。本研究团队在传统水-空断续淬火基础上,提出了清洁的水-空交替控时淬火冷却(ATQ)技术,在解决合金钢件水淬开裂问题方面已进行了15年的持续研究和工程应用。本文首先介绍淬火介质的特性,然后介绍ATQ技术取代油或有机类介质淬火、工艺和设备设计的3个基本原理,随之论述ATQ避免淬火开裂和获得高强韧性的机制。最后从ATQ技术几十个成功应用中遴选出几个典型例子,分析它们各自在淬火所遇到的瓶颈问题,阐明在淬火避免开裂的前提下如何获得预期力学性能的解决方法。     

经新型Q-P-T工艺处理后Q235钢的组织与性能

研究了最低屈服强度为235 MPa的Q235钢经新型淬火-分配-回火(Q-P-T)工艺处理后的力学性能和焊接性能.结果表明,经Q-P-T处理后的Q235钢(QPT235钢)强度得到了大幅度的提升:屈服强度和抗拉强度分别达到435和615 MPa.采用相同焊料和焊接工艺,QPT235钢焊接接头的力学性能比Q235钢显著提高,前者的抗拉强度约为532 MPa,延伸率约为16.7%,而后者的抗拉强度约为414 MPa,延伸率约为12.4%.显微组织观察揭示了QPT235钢性能改善的原因:QPT235钢焊接热影响区中铁素体晶粒和珠光体层片显著细化,并避免了魏氏组织的大量出现;在QPT235钢的母材和热影响区中均存在硬相马氏体、贝氏体和软相残留奥氏体的复合组织,取代了Q235钢中部分的铁素体和珠光体.     

淬火冷却技术现状及标准研究

综述了淬火冷却技术现状,针对现有企业淬火冷却工艺中突出的问题,如冷却过程工艺制定简单,介质冷却能力缺乏综合评价,工艺执行及记录简单,工艺可控性和可追溯性差等,为了规范淬火冷却全过程控制,保证淬火质量,减小质量分散度,进行了“热处理冷却技术要求”标准研究。主要研究内容包括：淬火冷却工艺制定与实施;淬火介质;浸液式淬火冷却设备;淬火介质在搅拌条件下冷却能力评价;淬火起重机与淬火夹具;淬火冷却后表面状态观察和检测;淬火冷却安全生产;环保与废弃物管理;淬火冷却介质与设备的检测、控制、记录技术要求。该标准对淬火冷却工艺设计、淬火介质冷却能力评价、淬火冷却设备设计、工艺过程的控制与记录等方面都提出了具体的要求。通过标准制定试图解决热处理过程实现智能化,达到热处理过程对环境的冲击最小,建立淬火设备是封闭自控的标准化系统,实现热处理件性能可以预测。     

MQ-P-T技术在高铬铸球中的应用

首次利用水和空气作为淬火介质,对直径为80 mm的Fe-2.4C-12Cr高铬铸球进行多循环淬火-分配-回火(MQ-P-T)处理,并与常规正火和油淬处理后的同尺寸试样进行力学性能和微观组织对比分析。通过微观表征技术,对MQ-P-T处理后高铬铸铁的强韧化机制进行了探讨。结果表明,经MQ-P-T处理后的高铬铸球径向硬度平均值约为60HRC,比空冷铸球径向平均硬度约高出17 HRC,比油淬处理试样约提高5 HRC。经MQ-P-T处理后铸球冲击韧度平均值达到12.6 J/cm2,约为空冷冲击韧度的4倍,约为油淬冲击韧度的2倍。经MQ-P-T处理后铸球具有高的硬度和硬度均匀性,其冲击性能亦大大提高。经MQ-P-T处理后铸铁优异的力学性能主要归因于马氏体基体、相当数量的二次碳化物和稳定的残留奥氏体组织。