热处理工艺对H13钢微观组织的影响

首先对H13进行了高温正火+球化退火的预备热处理,获得碳化物分布均匀、球化率高于95%的退火组织.进而对退火组织进行了淬火+回火最终热处理,研究了淬火温度对H13钢组织和硬度的影响.随着淬火温度的提高,溶解的合金碳化物增多,溶解的合金碳化物使基体中的碳含量和合金含量增多,淬火组织硬度得到了提高,大颗粒碳化物熔解为细小的碳化物,当淬火温度为1 100℃,保温1.5h,合金碳化物几乎全部溶解.对淬火组织进行了二次回火,回火使淬火过程中熔解的碳化物又重新弥散析出,且随着淬火温度的提高,回火硬度提高,碳化物更加细小,分布得更均匀.     

耐冲击工具钢5Cr8MoVSi热处理过程中组织结构的变化

对5Cr8MoVSi钢热处理工艺研究表明，经840℃退火，碳化物类型以M23C6为主，并有少量的MC和M7C3.淬火组织中剩余碳化物以MC和M7C3为主，M23C6型碳化物在淬火加热时大部分溶解．该钢随淬火加热温度升高，淬火马氏体由板条状和针状马氏体混合组织过渡到以板条状马氏体为主．在沉淀硬化的回火温度(485℃)下，淬火针状马氏体仍显示出原马氏体针；而淬火板条状马氏体的板条状方向性几乎被完全切断，显微组织呈均匀化．该钢在1000～1050℃淬火时，残余奥氏体量为10．7％～12．3％，经485℃一次回火时，残余奥氏体量减少不大，因此，应进行二次或三次回火．淬回火HRC硬度最高为58～60．     

一种新型冷轧辊用钢的组织演变

本文以一种新型冷轧辊用钢为研究对象,借助金相显微镜和扫描电子显微镜分析了试验钢在正火、球化退火、淬火、回火过程中的组织演变,研究了碳化物的成分变化和溶解析出行为。结果显示,试验钢正火后得到马氏体+部分颗粒状和少量块状碳化物的显微组织;球化退火后的显微组织为铁素体基体上分布有大量颗粒状碳化物+少量块状碳化物,球化退火组织评定为为2~3级;淬火后的组织为马氏体+部分颗粒状和少量块状碳化物;三次回火后的组织为回火马氏体+部分颗粒状和少量块状碳化物。试验钢中的块状碳化物在整个热处理过程中始终存在,1100℃以下奥氏体化时只发生边缘部分的少量溶解。颗粒状碳化物主要为M23C6型,在热处理过程中存在明显的溶解和析出行为,1100℃以下奥氏体化时部分溶解。     

预处理对GCr15轴承钢淬火组织与性能的影响

研究了球化退火和固溶+高温回火两种预热处理工艺对GCr15轴承钢淬火组织、硬度、冲击韧性和抗拉强度的影响.结果表明,两种预处理工艺都明显地细化了碳化物颗粒,其中经固溶+高温回火预处理的轴承钢具有较好的碳化物细化效果和细小晶粒的终处理组织,并获得了较高的硬度和抗拉强度值.在预处理都为球化退火工艺、终处理回火温度不同时,经较低回火温度(160℃)处理的轴承钢可获得良好的强韧性能.     

GCr15钢球化退火新工艺的研究

主要研究了奥氏体化加热温度和奥氏体化保温时间对GCr15钢的球化组织的影响。分析得出GCr15钢最佳的球化退火工艺为：在790℃保温3 h然后在720℃保温3 h。GCr15钢在该工艺条件下获得的碳化物颗粒细小、分布均匀、硬度适当,大大缩短了球化退火时间,节约了能源。     

深冷及回火处理对高速钢M42组织和力学性能影响

采用金相显微镜、扫描电镜及硬度仪,研究了-196℃深冷处理与常规热处理工艺组合对M42高速钢微观组织及硬度的影响,所采用的组合工艺包括:淬火+深冷处理,淬火+深冷处理+回火,淬火+回火+深冷处理.结果表明:淬火后深冷处理24h的工艺能明显细化晶粒,提高M42高速钢的硬度,促进残余奥氏体向马氏体转变及碳化物析出并弥散分布,并改变了马氏体的形态.在回火前对M42钢进行深冷处理可降低二次硬化回火温度,峰值温度由525℃降至450℃,硬度值为998.2HV,较未深冷处理提高了5.0%.回火后深冷处理工艺对M42高速钢组织及硬度的影响不明显.     

球化退火对CrWMn钢组织与性能的影响

CrWMn钢为冷作模具钢,要求具有高的硬度、耐磨性以及韧性。其最终热处理通常为淬火和低温回火。为了改善切削加工性能,在最终热处理前需要进行球化退火处理。本文对CrWMn钢分别进行常规球化退火、等温球化退火和循环球化退火处理,然后再进行淬火和低温回火处理。比较其最终热处理后的组织,硬度和冲击韧性的大小。结果表明,CrWMn钢经过常规球化退火,淬火和低温回火处理后具有较高的硬度,但是冲击韧性较差。而采用循环球化退火,淬火和回火后会得到综合的机械性能。实验结果对于制定热处理工艺,优化工艺参数,都具有一定的指导意义。     

T10 A钢快速球化退火工艺研究①

以T10A钢为研究对象,通过省去随炉降温过程,采用延长保温时间的方法,探寻节约时间和成本的球化退火工艺。利用光学显微镜和扫描电子显微镜(SEM)观察样品的表面形态,Image pro plus 6.0进行碳化物颗粒统计分析。实验结果表明:Φ13 mm的T10A钢在700℃入炉升温至760℃保温10 min,迅速转移至690℃保温80 min后空冷,可获得碳化物球化程度CS3级组织,心部组织与表层组织的碳化物颗粒均匀性,均高于普通球化退火和等温球化退火,且硬度与等温球化退火一致。此球化退火工艺在保证质量的前提下,碳化物的球化时间极大缩短,可提高生产效率、降低成本、提高能源利用率,拥有较好的工业化应用前景。     

高碳低合金钢低温贝氏体组织及其耐磨性研究

设计了一种新的低温等温转变无碳化物贝氏体高碳低合金钢。对该钢低温等温淬火组织和干滑动摩擦磨损耐磨性及磨损机理进行研究,并与淬火+低温回火处理试样进行比较。结果表明,经1 000℃奥氏体化后在220℃盐浴中进行等温120 h的等温淬火处理,得到了由平均厚度约为120 nm的板条状贝氏体铁素体和薄膜状的残留奥氏体组成的无碳化物贝氏体组织,干滑动摩擦磨损相对耐磨性比回火马氏体组织提高19%,磨损机理为粘着磨损。     

高硫钢中硫化物对组织转变的影响

通过金相显微镜、扫描电镜和能谱分析对高硫钢组织进行研究.结果表明,铸态组织中球状或纺锤状硫化物分布于珠光体与铁素体枝晶之间,且靠近硫化物处为铁素体;热处理之后基体组织发生了显著的变化,硫化物周围基体碳含量较少,淬火后形成板条状马氏体,且880℃淬火后形成的马氏体较850℃淬火后的粗大;低温回火后基体组织转变成回火马氏体,且随着回火温度的升高,钢的硬度下降.     

回火温度对超高强高韧V150套管组织性能的影响

采用力学性能测试、金相组织观察、透射电镜以及扫描电镜观察,研究不同回火温度对超深井用超高强高韧套管组织和力学性能的影响规律。研究结果表明:套管经580～700℃回火的组织均为回火索氏体,在580～630℃回火时组织比较稳定,仍然保持着淬火马氏体的位向和形状,在640℃回火时发生铁素体再结晶,在700℃回火时发生组织粗化;与热轧态相比,淬火回火后的塑性和韧性得到了很大提高,在580～700℃回火,未出现第二类回火脆性;随着回火温度的升高,套管的强度和硬度逐渐降低,塑性和韧性逐渐增加;650℃为套管最佳回火温度,回火组织均匀,铁素体再结晶充分,碳化物细小弥散分布,强度达到V150钢级,0℃时横向冲击功接近110 J,强韧性匹配达到最佳。     

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.     

调质低碳贝氏体钢的组织和性能

研究了C--Mn--Mo--Cu--Nb--Ti--B系低碳微合金钢915℃淬火和490～640℃回火的调质工艺对钢的组织及力学性能的影响.用扫描电镜和透射电镜对实验钢的组织、析出物形态和分布以及断口形貌进行观察,采用X射线衍射仪分析钢中残余奥氏体的体积分数.结果表明:调质后,实验钢获得贝氏体、少量马氏体及残余奥氏体复相组织,贝氏体板条宽度只有250 nm,残余奥氏体的体积分数随着回火温度的升高而降低,经淬火与520℃回火后残余奥氏体的体积分数为2.1%.调质后析出物的数量激增,6～15 nm的析出物占70%以上.实验钢经过915℃淬火与520℃回火后,其屈服强度达到915 MPa,抗拉强度990 MPa,-40℃冲击功为95 J.细小的析出物及窄的板条提高了钢的强度.板条间有残余奥氏体存在,改善了实验钢的韧性.     

HB450低合金超高强耐磨钢组织与性能

在实验室条件下,设计了一种新型Ti-Cr-B系列HB450高韧性低合金超高强耐磨钢.研究了该类钢的基本特征、显微组织、析出物形态以及冷却速度对其组织和性能的影响.研究结果表明,试验钢具有良好的淬透性,在冷速大于20℃/s时即可获得大量的马氏体组织;试验钢在控制轧制后以950℃淬火,250～300℃回火时可获得细小均匀的回火马氏体+残余奥氏体组织,其布氏硬度达到450左右,具有良好的强韧性配合,满足HB450低合金耐磨钢性能要求;透射电镜分析表明,在250℃回火时,大量ε-FexC在马氏体板条内析出,该类碳化物对试验钢的强化起着极其重要的作用.     

淬火介质对耐磨铸钢组织和性能的影响

分别研究了以水和机油作为淬火介质的42CrMo钢和双相耐磨钢淬火+回火后的显微组织和性能.确定了双相耐磨钢和42CrMo钢的最佳热处理工艺及性能.结果表明:双相耐磨钢经水淬和油淬回火后的显微组织均为板条马氏体+针状贝氏体+碳化物;42CrMo钢经水淬和油淬回火后的显微组织分别为回火马氏体+残余奥氏体和回火马氏体+铁素体+贝氏体.经过480h的低应力磨料磨损实验发现,水淬+280℃回火处理的42CrMo钢耐磨性能最好,其相对耐磨性可达高锰钢的1.558倍.     

高耐磨冷作模具钢的热处理工艺研究

在实验电阻炉中对一种高耐磨冷作模具钢进行热处理工艺试验,通过金相显微镜观察、洛氏硬度测定和失重法耐磨性分析,研究热处理工艺对材料碳化物组织、硬度和耐磨性的影响。试验结果表明,采用980℃和1020℃淬火热处理工艺均能使试验钢获得良好的组织和较高的硬度,最佳热处理工艺为980℃淬火+180℃×2次回火,最佳工艺下的试验模具钢比Cr12MoV模具钢磨损量减小两倍以上。     

提高轴承套圈热反挤压成形模具的力学性能试验

通过对3Cr2W8V钢超低温处理试验的研究表明:在常规淬火、回火后进行的超低温改性处理会使合金钢的回火马氏体中析出大量微细的碳化物颗粒,这些颗粒会均匀、弥散地分布在马氏体的孪晶带上;不仅提高了合金钢的强度、硬度等力学性能,同时增加了冷-热疲劳抗力和抗回火稳定性.将该项新技术应用到轴承套圈热反挤压成形模具上,明显延长了模具的使用寿命,取得了良好的经济效益.     

Determining role of heterogeneous microstructure in lowering yield ratio and enhancing impact toughness in high-strength low-alloy steel

Here we present a novel approach of intercritical heat treatment for microstructure tailoring, in which intercritical annealing is introduced between conventional quenching and tempering. This induced a heterogeneous microstructure consisting of soft intercritical ferrite and hard tempered martensite, resulting in a low yield ratio(YR) and high impact toughness in a high-strength low-alloy steel. The initial yielding and subsequent work hardening behavior of the steel during tensile deformation were modified by the presence of soft intercritical ferrite after intercritical annealing, in comparison to the steel with full martensitic microstructure. The increase in YR was related to the reduction in hardness difference between the soft and hard phases due to the precipitation of nano-carbides and the recovery of dislocations during tempering.The excellent low-temperature toughness was ascribed not only to the decrease in probability of microcrack initiation for the reduction of hardness difference between two phases, but also to the increase in resistance of microcrack propagation caused by the high density of high angle grain boundaries.