中碳钢高温形变热处理强化机理探讨

经比较高温形变热处理反常规热处理后的55SiMnVB 钢55碳钢的力学性能及组织结构,本文得出了形变强化的原因:形变使位错密度增加及形成稳定的位错亚结构,改变了碳化物的析出和分布以及孪晶结构所处的位置。而形变织构及晶粒的细化,不是形变强化的主要原因。晶粒细化对材料的塑韧性有着较大的影响。     

中间软化回火在弹簧钢形变强化遗传中的作用

作者采用透射电镜、扫描电镜和X射线衍射仪等实验设备,研究了55SiMnVB钢在遗传强化处理过程中,中间软化回火对钢中显微组织、位错密度和力学性能的影响。结果表明,高温形变强化效果在相变再结晶过程中的遗传,实际是位错结构与位错密度的遗传;中间软化回火,不仅降低了钢的硬度而便于加工,而且继承了高温形变所产生的位错结构并使其稳定,使高温形变亚结构能够遗传给次生马氏体,从而获得比常规热处理稍高的强度。     

位错结构遗传与回火脆化倾向

作者通过系列冲击实验和透射电镜,研究了高温形变遗传热处理60Si2Mn钢的位错结构遗传性与回火脆化倾向。结果表明,遗传处理后,试样仍然保留着稳定的位错网络和平行位错偶极子结构。它显示出遗传位错具有相当的稳定性。并且通过遗传位错扩散管道,促进了脆性杂质P原子向晶界偏聚,提高了材料的回火脆化倾向。     

65Nb钢冷镦模具回火组织变化与耐磨性的关系

基体钢(65Nb)冷镦模具经超低温工艺处理后微观组织发生了变化,即从回火马氏体中析出碳化物微粒,残余奥氏体转变成马氏体并析出微细碳化物。这种组织变化可显著提高模具的耐磨性和冲击韧度,因而也大大延长了模具的使用寿命     

高速钢深冷处理工艺规范的选择

本文针对淬火,三次回火的W18Cr4V钢进行多种规范的深冷处理,通过组织、性能对比,确认采用慢速、长时间深冷处理强化效果最佳。淬回火态高速钢深冷处理时,残余奥氏体转变不是主要转变过程,大量微细碳化物弥散均匀析出是其强化主要原因。     

低温压力容器钢回火过程组织转变规律

以07MnNiMoVDR钢为研究对象,通过热膨胀试验、TEM检测相结合的方法,研究其回火过程中各回火温度区间中组织转变和碳化物析出的变化规律.结果表明:300℃回火时,残余奥氏体分解,片状θ-碳化物位于仍具有较高位错密度的α相板条之间;650℃回火时,α相除回复外,部分α相还发生了再结晶,析出物分布于已回复的板条之间以及再结晶晶界上.     

形变热处理对基体钢65Cr4W3Mo2VNb组织、性能影响的研究

本文对基体钢65Cr_4W_3Mo_2VNb进行了压缩式形变热处理的实验研究,采用高温(900℃)及低温(550℃)不同变形量后分别进行油淬、270℃、240℃等温淬火,得到形变M及形变B M组织。观察了形变前、后M及B M组织及亚结构,用电子衍射法测定了形变过程中及回火后析出的碳化物,用x射线法定性地测量了Ar量及位错密度。研究了形变对M及B M硬度的影响及对回火后硬度的影响,已经查明:高温形变使该钢的二次硬化峰得到加强,低温形变使二次硬化提前出现。将高温形变热处理用于螺钉一字槽冷镦模可以简化生产流程,改善流线分布,提高模具寿命1.6～4倍。     

高速钢低高温配合回火新工艺的研究

对六种高速钢(含一种基体钢)进行了较系统的研究,证明:(1)和在二次硬化温度下三次普通回火相比,恰当的低温(320-380℃)高温(二次硬化度温度)配合回火可改善高速钢的冲击韧性,二次硬度及红硬性,尤以冲击韧性改善明显(不同钢种a_k值提高约15～80％):(2)按本文推荐的低高温回火工艺处理的W6Mo5G4V2钢制造的几种铣刀,丝锥钻头寿命比普通回火提高30～150％,既节约能源又节约工时;(3)低高温配合回火引起机械性能改善与下列组织变化有关:①低温(320～380℃)回火促进随后二次硬化温度回火时M_2C碳化物的析出;③低温(320～380℃)回火引起的ε-型和M3C型碳化物均匀而充分析出,有利于随后二次硬化温度回火时M_2C和V_4C_3的细化和均匀;③低温(320～380℃)回火引起部分(5～7％)残余奥氏体转变成贝氏体,对二次硬度和红硬度有一定贡献。     

55NiCrMoV7回火钢的组织定量分析

通过SEM、TEM、XRD、图像定量分析和维氏硬度测量。定量研究了55NiCrMoV7钢在100～700℃、90s-665h之间回火的组织和硬度变化．结果表明。钢中的原奥氏体晶粒、马氏体板条不因回火过程而改变。回火析出碳化物的体积分数在一定回火温度时间范围内保持恒定。但是碳化物的形态和尺寸随回火工艺而改变．     

Al对淬回火H11钢力学性能和碳化物的影响

研究了Al质量分数为0.77％及不含Al的H11钢在不同淬回火处理工艺下的硬度和冲击功的变化规律,并对两种钢原始退火态、1060℃淬火、1060℃淬火+510℃回火、1060℃淬火+560℃回火和1060℃淬火+600℃回火处理后的试样进行碳化物萃取,同时借助扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)分析了Al对H11钢中碳化物形态及类型的影响.结果表明:(1)Al能提高H11钢的冲击韧性和回火硬度,但会使淬火硬度有所降低.(2)Al可以促进H11钢淬火过程中碳化物的溶解和元素的均匀分布.(3)Al会阻碍H11钢回火过程中碳化物的析出和聚集,这种作用在560℃以下回火时更加显著.(4)Al可以使H11钢回火时的(Fe,Cr)2C、MoC、Cr7C3类碳化物更加稳定,抑制(Fe,Cr)3C、Mo2C和Cr23C6类碳化物的析出,这是因为Al可以阻碍H11钢中碳及合金元素在回火过程中的聚集.     

改良型9Cr-1Mo钢的形变热处理强化机制

采用形变热处理技术有效地提高改良型T91 耐热钢的高温回火抗力和室温综合力学性能。该钢经形变热处理后性能提高的主要机制是细晶强化和伴随晶粒细化而产生的马氏体组织的细化以及析出物的弥散分布。     

调质工艺对V微合金油井管用钢力学性能的影响

为应对复杂苛刻的工作环境,开发出可以达到Q125钢级标准的高抗拉、抗压和抗挤毁性能的油井管用钢,研究了调质工艺对V微合金化试样微观组织和力学性能的影响.结果表明:经调质处理后的实验钢的微观组织主要是回火马氏体和微量贝氏体,碳化物大量析出,使材料具有良好的综合力学性能.较低的回火温度和较长的回火时间可增加碳化物的析出量,从而增强沉淀强化作用.在610℃下回火70min的综合力学性能最佳,屈服强度、抗拉强度及伸长率分别可达954MPa,989MPa及13.5%. 0℃冲击功横向为25J,轧向为46J,满足Q125钢级油井管标准要求.     

45钢强韧化处理后的机械性能

研究45钢经高温、亚温（临界间）和珠光体区锻炼淬火工艺及其强韧化机理，测定其硬度、拉伸性能、冲击功和断裂韧性，并与常规的锻造后再淬火回火处理的45钢加以比较。试验结果表明，与常规处理相比，锻热淬火处理工艺使45钢的硬度有明显提高。锻热形变处理后45钢的冲击功能和断裂韧性均比常规处理后的高，冲击功值提高了77－99％，断裂韧性值提高了35－47％。拉伸结果也表明，45钢经锻热形变热处理后的拉伸强度也均比常规处理后的高，而亚温锻热淬火比高温锻热淬火高。研究结果指出，锻热淬火有效地利用了形变强化和相变强化的结合，是提高钢强韧性的有效方法之一。     

形变热处理对55SiMnVB弹簧钢疲劳特性的影响

本文对55SiMnVB 钢高温形变热处理试样的疲劳裂纹扩展门槛值、裂纹扩展速率和断裂韧性测试及结果作了较系统的报道,并与常规热处理的试样作了对比分析,在此基础上对形变热处理工艺提高钢的疲劳寿命的作用机理进行了阐述。     

45钢强韧化处理后的机械性能

研究45钢经高温、亚温(临界间)和珠光体区锻热淬火工艺及其强韧化机理,测定其硬度、拉伸性能、冲击功和断裂韧性,并与常规的锻造后再淬火回火处理的45钢加以比较。试验结果表明,与常规处理相比,锻热淬火处理工艺使45钢的硬度有明显提高。锻热形变处理后45钢的冲击功和断裂韧性均比常规处理后的高,冲击功值提高了77-99%,断裂韧性值提高了35-47%。拉伸结果也表明,45钢经锻热形变热处理后的拉伸强度也均比常规处理后的高,而亚温锻热淬火比高温锻热淬火高。研究结果指出,锻热淬火有效地利用了形变强化和相变强化的结合,是提高钢强韧性的有效方法之一。     

回火温度对淬火后30MnB5热成形钢组织与性能影响

将30MnB5热成形钢进行淬火和回火处理,利用扫描电镜、透射电镜、能谱仪和拉伸性能检测等方法研究了不同回火温度后的显微组织和力学性能变化.经200℃保温2 min回火后热成形钢的综合力学性能最佳,抗拉强度为1774 MPa,总伸长率为8%,强塑积达14 GPa·%以上,该性能满足热成形后作为汽车结构件的使用要求;并且随着回火温度的升高,力学性能呈非单调性变化.200℃低温回火后,主要为板条马氏体和ε碳化物,位错密度略有降低,析出的ε碳化物粒子呈针状分布在马氏体板条内,长度方向大小为100 nm左右,并与位错发生钉扎作用.随着回火温度的升高,板条马氏体发生回复和再结晶,板条边界逐渐模糊,并向等轴状铁素体转变,位错密度显著降低,ε碳化物逐渐向低能态的近球形渗碳体转变并粗化至200 nm左右,对位错的钉扎作用也随之减弱.     

回火对Q460E低合金结构钢组织与性能的影响

研究了回火温度对正火Q460E低合金结构钢的力学性能与组织影响.结果表明,在200℃到500℃范围内回火,力学性能相对较为稳定且具有较高的强韧性,而且屈强比也比较低,回火温度升高到600℃,力学性能虽相对较低,但钢的强韧性要比GB/T1591-1994(国标)规定的要高.分析认为:600℃回火强韧性降低幅度相对大的原因主要是粒状贝氏体的分解,碳化物的析出长大球化且分布在条状铁素体边沿,犹如上贝氏体,以及碳化物在原奥氏体晶界分布.200℃回火能够获得较高的强度和突出的韧性.回火过程就是粒状贝氏体分解变化,碳化物析出长大球化过程.     

热处理对ZGMn18Cr2MoRE组织和性能的影响

研究了热处理工艺对超高锰钢ZGMn18Cr2MoRE组织和力学性能的影响。试验结果表明,热处理工艺对超高锰钢组织和性能有显著影响,沉淀(弥散)强化使奥氏体晶内析出了弥散颗粒状M7C3型碳化物,强化了基体,使钢的力学性能得到提高。其中,经1100℃水韧处理后再经250℃×4h回火,ZGMn18Cr2MoRE钢的奥氏体晶粒细小,晶内颗粒状碳化物均匀、弥散分布,σb=994.51Mpa,sσ=430.98Mpa,αk=260J.cm-2,HB=227,δ=55.03%。与水韧处理后不回火相比,σb、sσ、αk、δ、HB分别提高了18.2%、7%、22%、30.3%、9.7%。     

低合金等温淬火复相钢的组织与性能

对Fe-0.4%C-1.20%Si-1.46Mn-1.14Cr实验铸钢进行等温淬火处理,分别利用Olym-pus金相电子显微镜、扫描电子显微镜组织观察分析;测试了实验钢的洛氏硬度和冲击韧性.实验结果表明,所设计的实验铸钢经适当的等温淬火处理后,可获得无碳化物析出的奥氏体-贝氏体组织,该铸钢经200℃,4小时回火仍无碳化物析出.     

激光相变硬化对轴承钢组织与性能的影响研究

本文对低温回火态Gcr15轴承钢的激光相变硬化处理进行了研究.试验了激光处理的工艺参数对硬化过程的显微组织、淬硬层的硬度变化、残余应力分布、残留奥氏体形貌与数量以及耐磨性能等的影响.结果表明:经激光相变硬化处理后,Gcr15钢的表面硬度可达HV1000以上,硬化层的显微组织为缺陷密度高的隐针马氏体,晶粒度为ASTM 14级,残留奥氏体约达20%,呈膜态分布于马氏体条片之间及碳化物周围,超细的碳化物非常弥散地分布着,表面层保持较大的压应力而耐磨性能明显提高.据此,可以认为激光相变硬化的强韧化机制是:晶粒细化强化、亚结构强化,弥散析出强化以及残留奥氏体强化等的综合贡献.