合金元素对高氮不锈轴承钢组织与性能的影响

采用金相、扫描、X射线衍射和电化学等方法研究了合金元素对高氮不锈轴承钢组织性能的影响。结果表明:钢中加氮细化组织与碳化物,析出相尺寸随着氮含量的增加而降低。高氮不锈轴承钢1 030、1 050℃淬火后残余奥氏体体积分数达到20%～35%,而且碳氮含量越高,残余奥氏体越多。经冷处理及回火后残余奥氏体体积分数降至7%～10.3%,由于残余奥氏体的相变强化与碳氮化物析出强化,低温回火硬度约为59HRC,500℃高温回火硬度可达到58HRC～59HRC。高氮不锈轴承钢中析出相细化、基体贫铬区减少及氮-钼协同作用,使其耐蚀性能明显优于440C钢,而且钢中氮含量越高,耐蚀性能越好。因此,较高合金含量(C+N)的高氮不锈轴承钢兼具高硬度和优异的耐蚀性能。     

合金元素对高氮不锈轴承钢组织与性能的影响

摘要：采用金相、扫描、X射线衍射和电化学等方法研究了合金元素对高氮不锈轴承钢组织性能的影响。结果表明: 钢中加氮细化组织与碳化物,析出相尺寸随着氮含量的增加而降低。高氮不锈轴承钢1030、1050℃淬火后残余奥氏体体积分数达到20%~35%,而且碳氮含量越高,残余奥氏体越多。经冷处理及回火后残余奥氏体体积分数降至7%~103%,由于残余奥氏体的相变强化与碳氮化物析出强化,低温回火硬度约为59HRC,500℃高温回火硬度可达到58HRC~59HRC。高氮不锈轴承钢中析出相细化、基体贫铬区减少及氮 钼协同作用,使其耐蚀性能明显优于440C钢,而且钢中氮含量越高,耐蚀性能越好。因此,较高合金含量(C+N)的高氮不锈轴承钢兼具高硬度和优异的耐蚀性能。     

淬火-等温-回火(Q-I-T)对60Si2CrVA弹簧钢显微组织的影响

研究了淬火-等温-回火(Q-I-T)新工艺对60Si2CrVA弹簧钢显微组织的影响。通过残余奥氏体的测定、金相观测和TEM分析研究,结果表明:淬火-等温(Q-I)处理后获得50%~60%马氏体M(针束状)+30%~40%贝氏体B+大于10%残余奥氏体Ar组织;据统计贝氏体条宽度在100~500 nm之间,亚单元尺寸在50~250 nm之间,残余奥氏体以薄膜状分布于马氏体、贝氏体束条之间;经400℃回火后残余奥氏体大量分解,并析出部分细小碳化物。与传统淬火回火工艺相比,新工艺组织得到分割细化,并获得复相组织。     

淬火分配工艺对低碳低合金钢组织与性能的研究

研究了0.15C-Mn-Si-Cr低碳低合金钢在Ms点以下不同温度预淬火-碳分配工艺(QP工艺)及贝氏体转变对钢组织与性能影响。结果表明,实验钢经QP处理后获得贝氏体/马氏体复相组织,与淬火回火钢相比能获得更多的残余奥氏体量,随着淬火碳分配温度的升高,钢中残余奥氏体量增加,等温温度超过310℃后,钢中析出碳化物,残余奥氏体量减少。在250℃预淬火温度等温碳分配淬火,钢的冲击韧性显著高于传统的淬火回火钢。     

淬火冷却速度对耐热钢1Cr12Ni3Mo2VN组织和性能的影响

研究了1040℃1h油冷、炉冷(5℃/min)、1℃/min、0.5℃/min冷却后耐热钢1Cr12Ni3Mo2VN的组织和该钢1040℃1h不同冷却速度淬火+565℃2h空冷后的力学性能。试验结果表明,该钢4种冷却速度淬火均可得到马氏体组织,但油冷+回火的A_(KV2)值为156.5 J,而5～0.5℃/min冷却+回火时为40.5～16.5 J。残余奥氏体发生热失稳分解是导致试验钢淬火缓冷后冲击韧性显著下降的主要原因;在淬火缓冷过程中720～820℃这一温度段,由于原奥氏体晶界上碳化物的大量析出,使残余奥氏体中合金元素和碳含量的显著减少,造成淬火组织中的残余奥氏体稳定性大幅度下降。     

25Cr3Mo3NiNb二次硬化钢中的碳化物

利用TEM和萃取相分析方法，研究了25Cr3Mo3NiNb二次硬化钢淬火回火组织中的碳化物。结果表明，随淬火奥氏体化温度的升高，M6C型碳化物逐渐溶解。于1050℃奥氏体化时M6C型碳化物全部溶解，淬火态试样中只有少量的Nb(C，N)颗粒和自回火M3C型碳化物。随回火温度的升高，先后析出ε、M3C、M2C和M7C3等类型的碳化物。Nb(C，N)颗粒可以阻止淬火奥氏体晶粒的异常长大，而高温回火析出的M2C碳化物有二次硬化作用，从而提高回火稳定性和高温强韧性。     

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.      

热处理工艺对Cr12MoV钢组织及硬度的影响

采用金相显微镜、XRD射线衍射仪及维氏硬度计等,研究了普通热处理和深冷处理工艺对Cr12MoV钢显微组织及硬度的影响。结果表明:Cr12MoV钢经普通热处理和深冷处理淬火后的组织均为隐针马氏体+残余奥氏体+碳化物,200℃低温回火后组织转变为回火马氏体+碳化物+残余奥氏体。深冷处理可大幅减少钢中残余奥氏体,提升钢的硬度;热处理采用1 020℃加热保温60 min淬火+(-196℃)深冷2 h+200℃回火保温120 min,硬度(HV30)值最高,可达780。     

淬火方式对M42高速钢组织和性能的影响

采用不同淬火方式(沙冷,雾冷,油冷,水冷)处理M42高速钢,通过SEM、AFM、XRD及维氏硬度仪研究不同冷却速率(1~35℃/s)对该合金微观组织与硬度的影响。结果表明,随淬火冷却速率增大:冷却过程中碳化物析出减少,淬火态残余奥氏体量增加;回火马氏体尺寸从150~200 nm减少到30~60 nm,马氏体晶界上二次碳化物析出量增多且尺寸减小;淬火态合金硬度从835 HV降低至788 HV,回火时二次硬化效果更加明显,回火态合金硬度从945 HV升高至1 002 HV,红硬性硬度从856 HV升高至924 HV。     

25Co15Ni11Cr2MoE钢回火过程中析出相的演变规律

采用透射电子显微镜(TEM)和X射线衍射仪(XRD)等试验方法对一种高Co-Ni二次硬化钢25Co15Ni11Cr2MoE淬火后经300~660℃温度范围回火后析出的合金碳化物和韧化相逆转变奥氏体的析出演变规律进行系统研究。结果表明:25Co15Ni11Cr2MoE经300~660℃温度范围回火后,随回火温度升高,钢中析出的合金碳化物依次为:弥散的ε-碳化物→片状的合金渗碳体→弥散的M2C碳化物→粗化的M23C6碳化物。经495℃回火后,钢中板条马氏体基体上析出大量细小弥散的M2C碳化物,回火早期析出的粗大片状渗碳体全部回溶,并在马氏体板条间析出薄膜状韧化相逆转变奥氏体。回火温度提高至530℃后,逆转变奥氏体含量继续增加,但其形貌逐渐由薄膜状转变为条、块状,回火温度提高到600℃时,钢中的逆转变奥氏体含量达到极大值。     

高氮不锈轴承钢的微观组织与性能研究

利用OM、SEM、XRD和电化学方法对X60N高氮不锈轴承钢(/％:0.63C,15.00Cr,0.61Mo,0.190N)进行组织观察、室温和高温力学性能及耐蚀性能研究.结果表明,钢中降碳加氮可显著降低粗大共晶碳化物的数量及尺寸,X60N钢加氮后的原始奥氏体晶粒尺寸及碳化物明显细化.X60N钢经1050 ℃奥氏体化淬...     

回火温度对轧后直接水淬15CrMoV钢组织和力学性能的影响

试验用钢15CrMoV(%:0.15C、0.29Si、0.57Mn、1.01 Cr、0.37Mo、0.24V)16 mm板材的终轧温度为900～950℃,轧后在880～900℃水淬,并经670～800℃回火。结果表明,试验钢在线淬火后的组织为马氏体+贝氏体,随回火温度升高,钢中碳化物析出量增加,贝氏体板条束逐渐合并和减少,最终转化为碳化物+多边形铁素体组织;在730～780℃回火,15CrMoV钢具有良好的综合力学性能,抗拉强度680～760 MPa,冲击功55～130 J。     

热处理工艺对Cr12MoV钢组织、硬度及耐磨性的影响

本试验研究了不同淬火和回火工艺热处理对Cr12MoV钢组织、硬度和磨损性能的影响。实验结果表明:当在1050~1100℃范围内淬火、520℃回火时,得隐针马氏体+少量残余奥氏体组织,材料硬度与耐磨性均较好;当在1100℃淬火,各温度二次回火硬度均较一次回火高,当在550℃回火时,试验钢实现二次硬化,且残余奥氏体大量转变,硬度和耐磨性达最大值,材料性能最优。     

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.      

Microstructure Evolution and Precipitation Behavior of 0Cr16Ni5Mo Martensitic Stainless Steel during Tempering Process

The microstructure,morphology of precipitates and retained austenite and the volume fraction of retained austenite in 0Cr16Ni5 Mo stainless steel during the tempering process were analyzed using optical microscope(OM),transmission electron microscope(TEM),X-ray diffraction(XRD)and scanning transmission electron microscope(STEM).The results show that the microstructure of the tempered steel is mainly composed of tempered martensite,retained austenite,and delta ferrite.In the case of samples tempered from 500 to 700 ℃,the precipitates are mainly M_(23)C_6,which precipitate along the lath martensite boundaries.The precipitate content increases with the tempering temperature.During the tempering process,the content of retained austenite initially increases and then decreases,the maximum content of retained austenite being 29 vol.% upon tempering at 600 ℃.TEM analysis of the tested steel reveals two morphology types of retained austenite.One is thin film-like retained austenite that exists along the martensite lath boundary.The other is blocky austenite located on packet at the boundary and the original austenite grain boundary.To further understand the stability of reversed austenite,the Ni content in reversed austenite was measured using STEM.Results show a significant difference in nickel concentrations between reversed austenite and martensite.     

Influence of Tempering Process on Mechanical Properties of 00Cr13Ni4Mo Supermartensitic Stainless Steel

To investigate the influence of tempering process on microstructural evolutions and mechanical properties of 00Cr13Ni4Mo supermartensitic stainless steel(SMSS),specimens were tempered in the temperature range of 520-720 ℃ for 3 h followed by air cooling and an optimized tempering temperature was chosen to prolong holding time from 3 to 12 h.After heat treatments,microstructure examination was conducted by scanning electron microscope,X-ray diffraction examinations,hardness measurements and tensile tests.The results revealed that the superior mechanical properties were achieved by quenching at 1040 ℃ for 1 h+water cooling and tempering at 600 ℃ for 3 h+air cooling.Increasing isothermal tempering time could improve the toughness notably.It was believed that the property was correlated with the microstructure of tempered lath martensite and retained austenite.More retained austenite content is beneficial to the higher toughness of the SMSS.     

Phase transformations during tempering of the Fe-15Cr-1Mo martensites containing nitrogen or carbon

Hardness measurements, dilatometry, internal friction measurements, Mössbauer spectroscopy and transmission electron microscopy are utilized in order to study the effect of tempering on the microstructure of a stainless martensitic steel containing 15% Cr, 1% Mo and 0.6% N. A similar carbon steel containing 15% Cr, 1% Mo and 0.6% C is used for comparison. Tempering of alloy Fe-15Cr-1Mo-0.6N in the low temperature range of 353-473 K leads to formation of hexagonal ?-nitride (Fe,Cr)₂N, which is followed by precipitation of the orthorombic ?-nitride (Fe,Cr)₂N at temperatures of 573-773 K. The hexagonal nitride Cr₂N is precipitated at 923 K and preferably formed at grain boundaries. The alloy Fe-15Cr-1Mo-0.6C shows the expected tempering behaviour. ?-carbide (Fe,Cr)₂C and cementite (Fe,Cr)₃C are precipitated during low temperature ageing, followed by the formation of Cr₇C₃ carbides after the temperature has risen to 873 K. With a similar interstitial content the amount of retained austenite in the nitrogen martensite is nearly twice as high as in the carbon one. Furthermore, the thermal stability of the retained austenite of the nitrogen alloy is substantially higher than that of the carbon steel.     

回火温度对30Cr15Mo1N微观组织和力学性能影响

 为探索高氮马氏体钢在回火过程中组织性能演变，对30Cr15Mo1N高氮钢进行了不同温度下的回火处理，利用OM、XRD、拉伸、冲击、SEM和TEM等方法研究了高氮钢在回火过程中微观组织和力学性能的变化规律。结果表明，30Cr15Mo1N钢经淬火和低温处理后在150～700 ℃回火，随回火温度升高，显微组织中马氏体基体逐渐发生回复与再结晶，组织中马氏体形态逐渐消失，碳氮化物先在马氏体板条边界呈片状或棒状析出，逐渐演变为颗粒状弥散分布，700 ℃时碳氮化物聚集长大、球化。随着回火温度升高，30Cr15Mo1N钢的基体持续软化，析出强化不断增强，导致其在500 ℃以下回火时强度变化较小，抗拉强度保持在2 000 MPa以上；当回火温度大于500 ℃时，强度随回火温度升高而线性下降。随着回火温度升高，30Cr15Mo1N钢的U型缺口冲击吸收功先基本保持不变再持续升高，在700 ℃回火后冲击韧性达到45 J/cm2。不同回火温度下冲击性能的变化与其强度、塑性变化密切相关，冲击韧性好坏主要由塑性大小决定。