9Ni钢中逆转变奥氏体的稳定性

为了研究逆转变奥氏体在应力和低温条件下的稳定性,通过透射电子显微镜对淬火+回火(QT)和淬火+两相区淬火+回火(QLT)处理9Ni钢中逆转变奥氏体进行形貌观察.结果发现QT处理钢中逆转变奥氏体以块状形态存在;QLT处理钢中逆转变奥氏体以块状和薄膜状存在,薄膜状逆转变奥氏体分布在板条边界上.通过X射线衍射对液氮浸泡前后逆转变奥氏体含量和其碳含量的变化进行测量,发现QLT工艺处理后在液氮中稳定存在的逆转变奥氏体的含量要高于QT工艺.通过三点弯曲试验、单轴拉伸和压缩试验研究其机械稳定性,发现拉应力和压应力均能促使逆转变奥氏体转变,大部分残留奥氏体分布在晶内.     

低Al含量Fe-C-Si-Mn轻量化高强钢的微观组织与力学性能研究

从工业化应用角度出发,本文设计了两种不同Al含量(分别为1%和2%)的Fe-C-Si-Mn轻量化高强钢,研究了奥氏体化温度对钢微观组织和力学性能的影响。结果表明,添加一定量Al元素后,钢密度相较于普通碳素钢有所降低。Al含量为1.0%时,钢经淬火-回火处理后组织为回火马氏体板条,当奥氏体化温度为1 050℃时,钢的综合力学性能最佳,其性能较锻态钢有显著提升。而当Al含量为2.0%时,不同奥氏体化温度热处理后钢组织为回火马氏体板条+铁素体,力学性能较锻压态无明显改善,表明2.0%Al钢不宜进行淬火-回火热处理。     

06Ni9钢回转奥氏体的形成及稳定性研究

针对06Ni9钢回火时回转奥氏体的形成过程存在模糊认识问题,在Fe-Ni相图的基础上,较深入地分析了回转奥氏体的形成过程,包括碳原子的析出、奥氏体的形成和合金元素的再分配,同时讨论了回转奥氏体的稳定性。研究表明,06Ni9钢淬火后回火时,回转奥氏体回火温度太高,奥氏体数量增多,减小了其合金化程度;回火温度太低,原子扩散能力减弱,可能形成脆性的金属间化合物,所以存在最佳的回火温度范围(540~620℃)。为了保证06Ni9钢较高的低温冲击韧度,回转奥氏体数量(质量分数)应控制在10%以下。     

热处理工艺对38CrMoAlA钢组织与性能的影响

 通过热处理工艺试验研究了38CrMoAlA钢不同淬火温度、冷却方式和回火温度对38CrMoAlA钢微观组织及力学性能的影响。结果表明,在900—1000℃淬火温度范围内,淬火温度对该钢的力学性能影响不大。不同的冷却方式因淬火介质的冷却强度不同,导致淬火后的组织不同,从而影响该钢的力学性能。回火温度对该钢的力学性能的影响较为显著,100—400℃范围内回火表现出回火脆性,在620℃回火能得到较好的强韧配合。该钢采用940℃,1h,油冷620℃,5h,油冷的热处理工艺时,可获得适宜的力学性能。     

热处理对1000 MPa级工程机械结构用钢组织和性能的影响

设计了一种低碳Mn-Mo-Nb-Cu-B系超高强度工程机械结构用钢,研究了在同种成分条件下TMCP(thermo-mechan-ical control-process)+回火与控轧+直接淬火+回火两种工艺对钢组织和性能的影响.对比分析了热处理前后钢板各项力学性能和组织的变化.结果表明,两种工艺条件下钢的屈服强度和冲击性能的变化趋势相似,经500～620℃回火1h后钢的屈服强度均有大幅度提高.控轧+直接淬火+回火得到的钢板综合性能明显优于TMCP+回火,前者在600℃回火后屈服强度仍达到1000MPa以上,同时延伸率达到18%,-40℃冲击功大于30J,而后者塑性较好但强度稍低;随回火温度的升高,控轧+直接淬火+回火工艺条件下的组织演化速度要快于TMCP+回火工艺.     

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.     

几种结构钢经不同热处理后的低温断裂韧性

本文研究了机械工程常用的几种结构钢经不同热处理后在常温和低温下的断裂韧性K_(IC)或K_(IR),以及这些材料在不同温度下的断裂机制。结果表明,45Cr钢淬火550℃回火后,常温和低温K_(IC)值较20Cr钢淬火200℃回火的高,但45Cr钢淬火390℃回火后的断裂韧性不如20Cr钢淬火200℃回火的。20Cr钢经临界区处理后,低温断裂韧性优于普通淬火的。42CrMo钢从过热温度淬火后,断裂韧性差。断裂机制和K_(IC)值都随试验温度而变化。奥氏体晶粒大小和马氏体板条束尺寸显著影响低温断裂韧性,临界区淬火后马氏体板条束尺寸较小,因而低温断裂韧性高。     

热处理工艺对NM600耐磨钢板组织性能的影响

为了提高NM600耐磨钢应用于恶劣工况下的耐磨性能,通过正交试验研究各热处理参数,包括淬火温度、淬火保温时间、回火温度、回火保温时间等,对于试验钢组织性能的影响。结果表明,回火温度是抗拉强度、屈服强度、冲击功、布氏硬度最主要的影响因素。随着回火温度升高,伸长率先小幅上升再缓慢下降,抗拉强度、屈服强度、冲击功和布氏硬度均呈下降趋势。试验钢热处理后的微观组织主要是板条马氏体、还有少量的残余奥氏体和碳化物。确定了最佳热处理工艺为:在860℃淬火保温30 min,200℃回火保温60 min。所获得的最优工艺性能为:抗拉强度1 956.2 MPa、屈服强度1 566.7 MPa、伸长率12.7%、-20℃冲击功19.2 J、布氏硬度576.5 HB。     

35CrMo钢亚温淬火后的低温拉伸和冲击性能

本文通过对35CrMo钢采用在(A+F)两相区内进行亚温加热淬火并高温回火以及常规调质处理后的室温～-196℃光滑和缺口拉伸、系列冲击试验,探索了亚温淬火对改善35CrMo钢低温强韧性的可能性.试验结果表明:35CrMo钢亚温淬火后,可使奥氏体晶粒得到显著细化(达到12级晶粒度);与常规调质处理相比,在低温下光滑拉伸强度稍有提高,而塑性稍有降低.但确显著提高低温下的缺口拉伸强度,降低缺口敏感性.同时还显著提高脆性转化温度附近的冲击韧性,但在其它温区提高不甚明显.冷脆转化温度约降低20℃;亚温淬火后低温下拉伸断裂的基本特征是裂纹均在碳化物和铁素体的边界处萌生,并以穿晶扩展为主.在液氮温度下,也不出现脆性的解理断裂,而是以准解理为主并有少量韧窝的混合型断裂;较佳的亚温淬火工艺是原始为淬火态,采用820℃加热淬火(未溶铁素体约13%左右)和550℃高温回火.     

回火温度对在线淬火Q690q桥梁钢显微组织和力学性能的影响

通过光学显微镜和扫描电镜观察了不同回火温度下在线淬火Q690q试验钢显微组织,并通过拉伸试验对其力学性能进行了测试.结果表明,在线淬火试验钢主要为板条贝氏体组织,在540~650℃回火,试验钢为回火索氏体组织(铁素体基体上分布着较多的碳化物颗粒).随着回火温度的升高,板条尺寸变大,碳化物颗粒析出数量增多,平均尺寸变大,大角度晶界数量增多.同时随着回火温度的升高,试验钢强度呈下降趋势,塑韧性呈上升趋势.620℃下试验钢的综合力学性能最佳,屈服和抗拉强度分别为878,992MPa,断后延伸率为20%,-40℃下冲击吸收功为143 J.     

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.     

回火工艺对热轧高强贝氏体钢轨组织和力学性能的影响

本文研究了不同回火工艺条件下热轧态U25CrNi高强贝氏体钢轨的组织与力学性能变化。结果表明,试验钢热轧态和回火组织均由贝氏体、马氏体和残余奥氏体构成。当回火条件为300℃×200min时,试验钢中部分残余奥氏体发生贝氏体相变,钢的各项力学性能变化不大;当回火温度升至400℃时,试验钢中残余奥氏体体积分数较大,碳化物析出量较少,内应力进一步释放,试验钢的延伸率和冲击吸收功达到最大值,同温度下延长回火时间至360min,钢中碳化物颗粒析出增多,延伸率和冲击性能明显降低;当回火温度为500℃时,试验钢中贝氏体铁素体明显粗化,并伴随大量碳化物颗粒析出,残余奥氏体大量分解,出现了回火脆性。综合考虑,U25CrNi热轧高强贝氏体钢轨的最佳回火工艺为400℃×200min。     

热处理工艺对60CrNiMo钢组织与力学性能的影响

研究采用多步低温等温贝氏体转变工艺处理后60CrNiMo钢组织与力学性能,用金相显微镜、扫描电镜及透射电镜观察60CrNiMo钢相组织,并进行硬度、拉伸和冲击等力学性能测试。结果表明,经淬火+亚温淬火+高温回火处理的60CrNiMo钢可得到细小均匀的二次回火马氏体+铁素体混合组织,其力学性能得到改善;采用三步低温等温贝氏体转变工艺可有效减少材料块状残余奥氏体和细化贝氏体晶粒,从而提高60CrNiMo钢力学性能。     

亚温淬火对22SiMnCrNi2MoA钢组织和性能的影响

探讨了亚温淬火+回火热处理对22SiMnCrNi2MoA钢的组织形貌、组成相和力学性能的影响.结果表明:亚温淬火后组织为回火马氏体和少量铁素体;随着亚温淬火温度的升高,块状铁素体的量逐渐减少,使材料的强度和低温韧性逐渐增加, 840℃亚温淬火时材料具有较好的强韧性.     

钒微合金化中锰钢组织与性能研究

对一种钒微合金化低碳中锰钢进行了轧制及热处理实验,对其组织与性能进行了研究,通过选取合理的热处理工艺,获得了良好的强韧性指标.结果表明:热轧态中锰钢的屈服强度在700MPa以上,-40℃的冲击功为67J,当淬火温度和回火温度分别为900℃和600℃时,实验钢的屈服强度在650 MPa以上,-40℃的冲击功为275J,具有良好的强韧性指标.热处理态实验钢的组织为回火马氏体,组织细化有利于提高实验钢的低温冲击功,当淬火温度为900℃时,在回火过程中可析出大量20nm以下的二元相VC,其析出强化量在150 MPa以上.     

DQ-T工艺对12MnNiVR钢组织和力学性能的影响

研究了轧后在线淬火+离线回火(DQ-T)对12MnNiVR容器钢显微组织及力学性能的影响.结果表明,在线淬火至300℃获得的组织以条状贝氏体为主,淬火至30℃的组织为马氏体加贝氏体.经离线回火,原始带状下贝氏体为回火索氏体替代,同时析出大量微小FexC粒子.在630~710℃区间,随着回火温度的升高,屈服强度和硬度急速降低,而低温韧性明显提升.回火时间增加,强度下降,韧性增强.在最佳DQ-T工艺条件下:容器钢的ReH为660MPa,Rm为700MPa,A为19.4%,Akv(-20℃)为104 J.     

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。     

轴承钢马氏体等温处理的研究

本文研究了 GCr15轴承铜在马氏体相变开始温度(Ms)以下不同温度进行等温时,淬火钢的相变过程、显微组织和力学性能。GCr15轴承铜在 Ms 温度以下不同温度与不同时间等温淬火后淬火铜的组成相是:变温马氏体、贝氏体、残留奥氏体和未溶碳化物。未观察到等温马氏体组织。未溶碳化物的量不变,变温马氏体的体积比随着等温温度的降低而增大,贝氏体和残留奥氏体的体积比则随等温温度的降低或等温时间的缩短而减少。等温后冷却时形成的变温马氏体的板条尺寸减小并细化了马氏体的领域。力学性能的测定结果表明:与普通淬火钢相比,经220℃马氏体等温淬火钢的强度提高一倍,冲击值提高近五倍,达到强韧性的最佳配合。此外,220℃马氏体等温淬火钢的接触疲劳寿命亦比普通淬火、回火钢有提高。对于力学性能的改善,从显微组织因素作出了解释。     

临界区热处理对铁素体型中锰合金钢的组织转变和低温力学性能影响的研究

通过光学和电子显微镜,研究了在临界区加热时奥氏体的逆转变过程。结果表明:在低于 A_s 温度加热时,逆转变是以扩散机制在原奥氏体晶界、马氏体领域界和板条周界上首先形成球状奥氏体。当奥氏体球长大到直径约为0.2-0.8微米后,不再继续长大。奥氏体球具有极限尺寸的原因,可用一个简单的模型来解释。在稍低于 A_s 温度加热时,沿马氏体板条周界上形成的奥氏体球大量增加,彼此连结成条片状分布。在 A_s 温度以上加热时,奥氏体以无扩散的切变机制形成板条状的形貌。在γ区和(α γ)区循环热处理时,马氏体领域尺寸获得了细化。在低于 A_s 温度的回火,残留奥氏体量增多,而温度超过 A_s 温度时,回火后残留奥氏体量降低到接近零。当回火温度和时间相同时,马氏体领域尺寸越小则回火后残留奥氏体量愈多。低温拉伸、系列冲击和低温下疲劳裂纹扩展速率等的试验结果得出:改善低温强韧性的组织因素是,α相的充分回复、晶粒的细化和稳定的残留奥氏体。前两个因素的作用更为显著。粗晶态下,残留奥氏体对σ_(0.2),δ_5和 C_V 的影响比细晶态尤为明显。连结成条片状分布的奥氏体较不稳定,在冷却到室温或-196℃后将转变为未回火的马氏体,反而有损于韧性的改善,晶粒细化有助于提高低温疲劳裂纹扩展的抗力。经过两次循环淬火并在580℃(临界区)回火4小时的热处理(2B580)是使铁素体型中锰合金钢获得最佳强韧性的临界区热处理工艺。用这种工艺处理后所获得的主要低温力学性能指标都超过由传统工艺热处理的9%Ni 钢。     

淬火温度对X80管线钢组织和力学性能的影响

研究了X80钢在不同淬火温度后的组织和力学性能的变化.结果表明,淬火温度为1000℃时,X80钢的奥氏体晶粒严重粗化,导致粗板条贝氏体铁素体的产生,致使X80钢的强度升高、韧性和硬度严重降低;当淬火温度为930℃,并辅以适当的回火处理,可以使X80钢获得以细小针状铁素体为主的组织,从而获得良好的硬度、强度、塑性和韧性的配合.