12CrMo钢双相组织的低温性能及断裂机制的研究

本文通过对12CrMo钢经亚温淬火,200℃回火的试棒,在室温～-196℃范围内进行光滑拉伸、缺口拉伸、冲击性能试验.结果表明:(1)少于30%M的双相组织,当试验温度低于-140℃,σ_(0.2)增加速率大于σ_b,断裂强度S_K和塑性(δ,ψ_K)迅速下降,缺口强度σ_(bN)下降,缺口敏感度(σ_b/σ_(bN))>1,呈脆性解理断裂,断口处位错分布由室温的胞状亚结构转变为均匀分布的位错网络.(2)少于30%M的双相组织的试棒在光滑拉伸、缺口拉伸、冲击载荷下,都存在延性到脆性转变,转变温度分别为Tc_光低于-140℃,Tc 在-60℃附近,Tc_冲在-20℃.     

亚温淬火及回火工艺对E550级船板钢组织和性能的影响

以E550级超高强度船板钢为研究对象,采用SEM,TEM分析和力学性能测试等手段,研究了亚温淬火时宽回火温度范围内微观组织和力学性能的演变规律.研究结果表明,试验钢在820℃淬火后由板条马氏体和18.8%体积分数的准多边形铁素体组成.随回火温度升高,马氏体板条逐渐分解转变为回火屈氏体和回火索氏体,其中Fe_3C由薄片状转变为球状,并不断粗化;铁素体板条的位错密度下降,最终再结晶成为等轴晶粒.上述变化导致材料强度下降,伸长率和低温韧性提高.试验钢经820℃淬火和440~600℃的宽温度范围回火后具有优异的强韧性,力学性能与调质处理(930℃淬火和600~670℃回火)的试验钢相当,可显著节省热处理工艺成本.     

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.     

35CrMo钢亚温淬火回火脆性机制的初步探讨

一、引言亚共析钢的亚温淬火是近年来才发展起来的一种热处理新工艺。由于它的优良的强韧性配合,使之越来越多地运用于生产。作为一种新型的复合材料,已引起国内外有关人士的广泛注意。由于韧性铁素体相在回火马氏体基体中的适当配合,以及晶粒的细化,使得材料的冲击韧性值得到提高,并能抑制回火脆性,这已为许多实验所证实。关于亚温淬火处理对第一类回火脆性的抑制作用,有人曾作了一些推测,但总的认为,其具体机制尚不十分清楚。本文是通过实验,对亚温淬火35CrMo钢的第一类回火脆性的抑制机制提出作者的观点,以期通过共同探讨对其本质有更进一步的认识。     

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。     

中碳合金钢亚温淬火的铁素体量对接触疲劳寿命的影响

本文研究了42CrMo、45CrMnMo二种钢亚温淬火时,亚温淬火温度与未溶铁素体和先共析铁素体量及硬度的关系,测定了铁素体含量对接触疲劳寿命的影响.试验发现,亚温淬火含有铁素体时,接触疲劳寿命比不含铁素体的完全淬火的要好,随铁素体含量增加,接触疲劳性能不断提高,对于42CrMo钢,铁素体含量达到约10%,45CrMnMo达到约8%时,接触疲劳性能为最佳.     

GCr15钢的疲劳和断裂

本文研究了热处理对GCr15轴承钢断裂韧性K_(Ic)和疲劳裂纹扩展速率da/dN的影响。试验结果表明:基体成分及组织是影响K_(Ic)和da/dN的主要因素;淬火加热温度升高,K_(Ic)降低,da/dN增快;提高回火温度,K_(Ic)增加,da/dN减慢,但在230℃回火时,因处于回火马氏体脆性区,K_(Ic)急烈下降,da/dN增加;在低温回火范围内,淬火加热温度对K_(Ic)和da/dN的影响远比回火温度对这两种力学性能指标的影响强烈。对GCr15钢疲劳断口和疲劳裂纹扩展过程观察后认为:在门槛区附近,疲劳裂纹的扩展以沿晶为主;中速区则以断续的再生核机制进行扩展;快速区至最后断裂阶段表现为准解理和沿晶断。     

45钢亚温淬火组织及性能研究

45钢是我国目前用量较大的调质钢,通过研究45钢经调质和亚温淬火热处理后的硬度,冲击韧度和金相组织,来寻求合适的45钢热处理工艺.结果表明,45钢仅采用调质处理,不能满足高硬度高韧性的技术要求,采用亚温淬火热处理配合可解决上述问题,得到最优的综合力学性能,考虑经济性时可直接采用770℃淬火500℃回火的热处理工艺.在保证45钢强度和硬度的同时,要提高韧性的最理想的热处理工艺为840℃淬火550℃回火＋770℃淬火500℃回火.     

40Cr钢亚温淬火强韧化效果研究

在固定除淬火加热温度以外其它各热处理工艺参数的条件下,通过对40Cr钢不同温度亚温淬火的强度、硬度和冲击韧性的研究,确定了40Cr钢在先共析铁素体向奥氏体转变终了温度以下10℃范围内进行亚温淬火,其强度和韧性达到了最佳配合。通过亚温淬火与生产中常用的完全淬火强韧化效果比较,得出40Cr钢亚温淬火后强韧性不低于完全淬火,且在满足使用性能要求的前提下显著降低了淬火加热温度,减少了能源消耗。     

5NiCrMo低温钢QLT热处理工艺研究

研究了5NiCrMo低温钢的淬火+临界淬火+回火(QLT)热处理工艺,分析了回火温度对该钢组织和力学性能的影响。结果表明:试验钢经QLT热处理后,形成了回火马氏体、-铁素体与逆转变奥氏体的混合组织。560-640℃回火时,随温度提高,屈服强度降低,100℃冲击功先升高、在620℃回火时达到峰值后降低。深冷后保留的逆转变奥氏体显著影响试验钢的低温韧性。拉伸和冲击性能均满足要求的回火温度是600-620℃。     

结构钢在低温下的多次冲击断裂抗力

本文通过对缺口试样在低温下的多次冲击弯曲断裂抗力研究,初步探讨了结构钢45Cr、40MnB、20Cr、45钢等的多次冲击断裂抗力随试验温度而变化的规律,并以45Cr钢为重点研究了低温多冲断裂抗力与材料强、塑、韧配合的关系.认为在温度不太低(t>-50℃)的情况下,钝缺口(r=1.0mm)试样的多冲抗力,中温回火仍能显示优越性.在强、塑性能相近的条件下,40MnB的低温多冲抗力高于45Cr.45钢淬火500℃回火之后的低温多冲寿命是45钢正火态的10倍.20Cr低碳马氏体的低温多冲抗力较之上述几种中碳钢或中碳低合金钢调质态的都更优越.     

20MnVB钢亚温淬火研究

本文研究亚温淬火低温回火后强韧化效果,并与完全淬火低温回火态相对比.试验结果表明:20MnVB钢经亚温淬火低温回火处理,在不牺牲强度同时,显著地提高韧性.本文分析了强韧化机理.认为低碳(合金)钢进行亚温淬火低温回火处理是一种具有实用意义的强韧化工艺.并推荐了最佳热处理工艺规范.     

35CrMo钢低温韧性试验研究

针对35CrMo钢石油套管调质处理后低温冲击韧性偏低且不稳定的问题,对35CrMo钢进行"零保温"热处理试验.结果表明:与常规调质热处理相比,"零保温"热处理的35CrMo钢获得非常细小的回火索氏体,在不降低强度的前提下能有效改善其低温韧性.因节省了保温时间,能耗可较大程度降低.     

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.     

不同前处理组织的亚温淬火对PCrNiMoA钢组织和性能的影响

研究了不同前处理组织的亚温淬火对35CrNiMoA钢组织和性能的影响。试验表明:亚温淬火前,予处理组织为退火或正火态时,铁素体呈块状分布;予处理组织为淬火或调质态时,铁素体呈条状分布。对上术组织的机械性能和断裂行为作了测定,并在等强度或等冲击韧性(α_k)条件下与常规调质处理进行比较。得出:亚温处理的强韧化效果不仅取决于铁素体的量,而且主要取决于它的分布形态。经亚温淬火后,铁素体呈条状分布并且控制它的量在10%左右时,能获得最佳的强韧化效果。     

Si-Mn-Mo-V钢在淬火和低温回火状态下的脆化与韧化

本文利用冲击韧性试验、扫描电镜、离子探针及俄歇谱议等手段研究讨论了合金元素Si和Mn对Si-Mn-Mo-V钢在淬火和低温回火状态下韧性的影响规律。研究结果表明:当钢中不含Si或含有少量Si面单独加入Mn,则由于Mn-P在晶界共偏析的原因,使P在晶界的浓度大为增加,导致了钢在淬火和低温回火状态下沿晶断裂的发生,从而降低了钢的韧性水平。在高Mn(2％Mn)钢中加入Si,由于Si在晶界的富集及Si-P的相互排斥作用,使P在晶界的偏析浓度下降。从而在一定程度上抑制了晶界脆性的发展和晶界断裂的发生,使钢的韧性水平显著提高。 本文还研究了Si和Mn对Si-Mn-Mo-V钢低温回火脆性(350℃脆性)的影响。实验结果表明:低温回火脆性既与杂质元素的晶界偏析有关,又与ε碳化物向渗碳体转化及渗碳体沿原奥氏体晶界成薄片状析出有关,由于Si和Mn既能影响杂质元素,特别是P在晶界的偏聚,又能影响ε碳化物向渗碳体转化,故Si和Mn对Si-Mn-Mo-V钢低温回火脆性发生的温度和强烈程度均有显著的影响。     

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35CrMo钢抗氢脆性能的影响

本试验结果表明：３５ＣｒＭｏ钢在亚温淬火温度高于７９０℃（即钢中残留的铁素体量低于１１．２％），并经高温回火后，它的抗拉强度、屈服强度以及常温冲击韧性都有明显的提高，钢的氢脆敏感性也得到改善．初步认为亚温淬火细化了晶粒和组织是各项性能获得改善的主要原因．     

回火温度对30CrMnSiA复相钢冲击性能的影响

研究了回火温度对多相复合钢、马氏体（Ｍ）＋铁素体（Ｆ）双相钢及马氏体钢的冲击韧性的影响，结果表明，在强度相当的条件下，经预淬火的复相钢较其它组织具有更高的冲击韧性，具有最佳的强韧性、强塑性配合。随回火温度的提高，复相钢的冲击韧性（ＡＫ）值在３００℃达到峰值，４００℃时为低谷，这与该组织的残余奥氏体（ＡＲ）的大量分解的温度被推向高温，以及复相钢断裂时的解理面的尺寸和应力集中程序均较小有关。     

GDL-1型高强韧贝氏体钢的不可逆回火脆性

本文研究了GDL-1型高强韧性贝氏体钢,在空冷状态下的回火冲击性能变化以及对应的显微组织和断口金相特征.结果表明,该钢经920 ℃加热空冷后获得条束状过渡形态的贝氏体加少量岛状贝氏体组织.在400 ℃～600 ℃的温度回火,分布于BF条束间的亚稳态残留奥氏体开始大量分解形成沿条束界连续分布的碳化物,在BF条内的高密度位错区也诱导析出碳化物,导致在条束界产生高应力集中而引发准解理和解理开裂,出现不可逆回火脆性,冲击能量显著降低.由于钢中的Si和Mn在原奥氏体晶界偏聚,抑制碳化物析出.在原奥氏体晶界未能沉淀出连续分布的碳化物,因此未见沿晶解理开裂特征,对应的断口金相呈条形准解理和解理的特征,其尺寸分别与BF条和束尺寸相吻合.该材料的不可逆回火脆性出现的温度范围与大多数合金结构钢相比提高约200 ℃.