贝氏体等温淬火及其在轴承上的应用

论述了国内外高碳铬轴承钢下贝氏体淬火的研究成果 ,对淬火后的显微组织、力学性能进行了对比分析 ,总结并分析了生产中贝氏体淬火工艺优势及应用 ,介绍了国内贝氏体淬火装备     

仿晶界型铁素体/粒状贝氏体复相组织的韧性

研究了仿晶界型铁素体／粒状贝氏体复相钢轧态组织的韧性与裂纹扩展特点。与单一粒状贝氏体组织相比，仿晶界型铁索体／粒状贝氏体复相组织具有更好的强韧性配合。适量仿晶界型铁素体的存在增加了复相组织的协调变形能力，提高了裂纹形成功：同时使裂纹扩展路径弯曲、分 叉、微裂纹尖端钝化。在一定程度上提高了裂纹扩展力。在粒状贝氏体变的第二阶段（富碳亚稳奥氏体→马氏体／奥氏体（M／A岛）缓冷。已转变的马氏体将进行自回火，并提高残余奥氏体的热稳定性，从而使复相组织的裂纹扩展功得到明显提高。     

Structure Character of M-A Constituent in CGHAZ of New Ultra-Low Carbon Bainitic Steel under Laser Welding Conditions

800 MPa grade new ultra-low carbon bainitic （NULCB） steel is the recently developed new generation steel. The microstructure in the coarse-grained heat affected zone （CGHAZ） of NULCB steel under laser welding conditions was investigated by thermal simulation. The influence of the cooling time from 800℃ to 500℃.t8/5 （0.3-30 s）, on the microstructure of the CGHAZ was discussed. The experimental results indicate that the microstructnre of the CGHAZ is only the granular bainite which consists of bainitic ferrite （BF） lath and M-A constituent while t8/5 is 0.3-30 s. The M-A constituent consists of twinned martensite and residual austenite, and the change of the volume fraction of the residual austenite in the M-A constituent is very small when t8/5 is between 0.3 and 30 s. The morphology of the M-A constituent obviously changes with the variation of t8/5.As t8/5 increases, tile average width, gross and shape parameter of the M-A constituent increase, while the line density of the M-A constituent decreases.     

铲齿用新型空冷贝氏体钢的热处理工艺

为了解决铲齿使用寿命短的问题,对新型贝氏体组织铲齿用钢及其热处理工艺进行了研究。通过火花直读光谱仪和热膨胀仪检测了贝氏体钢的化学成分和相变点,采用正交试验的方法研究了正火温度、回火温度、回火时间对贝氏体钢韧性的影响,确定了最优的热处理工艺,借助扫描电镜(SEM)、Image-J软件、X射线衍射仪(XRD)及数显显微硬度仪等检测了铲齿用贝氏体钢的组织和组织中相组成比例以及其硬度。研究结果表明贝氏体铲齿用钢在热处理过程中影响冲击性能最主要的因素为正火温度,其次为回火温度、最后为回火时间,得到的最优热处理工艺制度为1080 ℃正火后在250 ℃回火90 min,此热处理条件下贝氏体钢具有良好的韧性(18.45 J)和硬度(46.85 HRC)结合,其组织中马氏体含量为23.985%,残留奥氏体含量为9.850%。     

回火温度对高强无碳化物贝氏体钢无缝管组织和性能的影响

研究了正火后回火温度对无碳化物贝氏体钢无缝钢管组织和性能的影响。试验结果表明,930 ℃正火后在600 ℃以下回火时,随回火温度的提高,试验材料的抗拉强度有降低的趋势,但降幅不大,强度在973~1012 MPa变化。试验材料的冲击吸收能量在300 ℃达到最大值,为72 J;400 ℃回火时,冲击吸收能量出现最低值,出现无碳化物贝氏体钢的回火脆性;回火温度超过400 ℃时,冲击吸收能量上升;300~350 ℃回火时,伸长率和断面收缩率最高。在400 ℃以下回火时,试验材料的组织由无碳化物贝氏体、块状铁素体和残留奥氏体组成;超过400 ℃回火时,组织为粒状贝氏体及块状铁素体。无碳化物贝氏体钢无缝钢管930 ℃正火,300 ℃回火时具有较佳的综合力学性能。     

轻型管状扭转梁的材料及退火工艺研究

目的针对某自主品牌高性能管状扭转梁的开发需求,确定最佳的扭力梁选材和相应的退火工艺方案。方法采用两种不同的超高强钢材料完成了扭转梁的制管、预成形和液压成形等过程,并对成形零件进行了不同的退火工艺尝试,分析了焊管、成形件和退火件的显微组织、硬度及力学性能特征,并完成了扭转疲劳性能测试,最后对疲劳失效零件进行了失效原因分析。结果相较于STAM690进口材料,采用国产CP800材料的扭转梁,通过退火工艺调节,在保持显微组织不变的情况下可得到最佳的综合性能,屈服和抗拉强度均达到800 MPa以上,且其伸长率达到17%以上,同时,疲劳耐久性能可达10万次以上。结论推荐CP800材料作为高性能管状扭力梁的选材,相应的退火工艺为550℃,保温25 min。     

正火冷速对2.25Cr-1Mo钢持久性能的影响

采用SEM、持久性能测试等手段,研究了不同正火冷速对2.25Cr-1Mo钢持久性能的影响。结果表明:当采用空冷、30 ℃/min、5 ℃/min冷却时,2.25Cr-1Mo钢在530 ℃的外推持久强度σ₁₀⁴均为120 MPa左右。当正火冷速降至1 ℃/min时,持久性能显著降低,主要因为此时在贝氏体-铁素体界面析出大量大颗粒析出物,导致蠕变孔洞产生;同时大量的先共析铁素体出现,基体强度降低,难以阻碍持久裂纹扩展,导致持久性能下降。     

Nb对热轧低碳贝氏体钢组织与性能的影响

为开发600 MPa级热轧贝氏体钢,设计了两种钢种成分,以C-Si-Mn系贝氏体钢为基础,添加一定合金元素Nb,经冶炼、轧制后进行了组织观察、析出沉淀分析以及性能测试试验,研究Nb元素在热轧贝氏体钢中的作用。结果表明,添加0.025wt%的Nb,能细化贝氏体板条,贝氏体板条短小,有利于提高钢的强度与韧性。弥散的含Nb碳氮化物颗粒析出,起到析出强化作用,提高钢的强度。Nb可明显改善低碳高强贝氏体钢的综合性能。     

Cr对20MnSiV门架型钢动态CCT曲线和性能的影响

利用热膨胀相变仪研究了不含Cr和含0.3%(质量分数)Cr的叉车门架用20MnSiV钢的连续冷却转变行为,通过光学显微镜观察试验钢在不同冷速下的显微组织,并检测其维氏硬度,得到了试验钢的动态连续冷却转变(CCT)曲线。结果表明,0.1~10 ℃/s的冷速范围内,试验钢在添加0.3%Cr后,贝氏体转变的临界冷速降低,综合力学性能提高,但易在偏析严重区域生成贝氏体和马氏体混合相,使-20 ℃低温冲击性能稳定性下降。通过采取末端电磁搅拌、降低终轧温度、加大末道次变形量、减小轧件空冷间距等措施,能够消除成品异常显微组织,提高低温冲击稳定性。     

Nb对中低碳超级贝氏体钢组织与性能的影响

针对无Nb和0.05wt%Nb两种中低碳钢,研究了Nb对0.25wt%C超级贝氏体钢组织与性能的影响。结果表明,对两种试验钢采用轧后先快冷后缓冷的等温工艺,均可获得贝氏体组织。300 ℃等温8 h,含Nb钢贝氏体含量达到80%,屈服强度提高12% (109 MPa),冲击吸收能量达到52 J。通过Thermal-Calc软件计算并结合TEM观察发现,含Nb钢中Nb元素与Mo等元素形成复杂碳化物,析出的细小碳化物钉扎板条边界,细化贝氏体板条,抑制板条合并与粗化,提高板条的稳定性。等温8 h后,含Nb钢的贝氏体铁素体板条尺寸在150~200 nm之间。利用背散射电子和EBSD分析发现,Nb元素通过促进碳化物的析出,降低过冷奥氏体稳定性,促进贝氏体转变,抑制马氏体转变,细化残留奥氏体,提高了组织的均匀性和稳定性,是性能提高的主要机制。