TOUGHENING EFFECTIVNESS AND ITS MECHANISM OF HIGH STRENGTH STEEL

本文以28Cr_2MoV 钢为对象,研究了通过改善显微组织形态提高调质高强度钢强韧性的效果和强韧化机理。实验表明:合理设计新的热处理工艺,可使这种钢从低温到高温整个回火温区的韧性(a_K、K_(1c))普遍提高。分析指出,改善调质态韧性是由于未溶尽的碳化物颗粒在快速奥氏体化淬火中对改善组织形态所起特殊作用的结果。这种颗粒在加热时提供形核位置以细化奥氏体晶粒,在冷却时切变型转变过程中充当位错增殖源,使淬火组织具有高密度位错,这又为回火提供大量形核位置,使碳化物呈细小、均匀分布并大量析出。相应地韧化基体,提高分散强化效果,改善调质钢的韧性。     

提高调质高强度钢韧性及其机理的研究

本文以28Cr_2MoV 钢为对象,研究了通过改善显微组织形态提高调质高强度钢强韧性的效果和强韧化机理。实验表明:合理设计新的热处理工艺,可使这种钢从低温到高温整个回火温区的韧性(a_K、K_(1c))普遍提高。分析指出,改善调质态韧性是由于未溶尽的碳化物颗粒在快速奥氏体化淬火中对改善组织形态所起特殊作用的结果。这种颗粒在加热时提供形核位置以细化奥氏体晶粒,在冷却时切变型转变过程中充当位错增殖源,使淬火组织具有高密度位错,这又为回火提供大量形核位置,使碳化物呈细小、均匀分布并大量析出。相应地韧化基体,提高分散强化效果,改善调质钢的韧性。     

XCQ16-1车桥用钢调质热处理工艺的研究

为了提高整体式车桥用钢的综合力学性能,对XCQ16-1钢进行了调质热处理工艺研究.通过材料单向拉伸、冲击和硬度等试验,研究了不同回火温度、回火保温时间、淬火温度和淬火保温时间对XCQ16-1钢力学性能的影响规律,制定了试验条件下的调质热处理工艺,并分析了不同工艺参数对材料组织的影响规律.试验结果表明:回火工艺对XCQ16-1钢组织和力学性能的影响比较大,随回火温度的升高和回火保温时间的延长,材料的强度性能下降,塑性和韧性指标上升.经860℃保温30min淬火+470℃保温90min回火调质处理后,该材料可获得良好的综合性能.     

添加Si对马氏体不锈钢淬火-配分组织和性能的影响

为改善马氏体不锈钢的强塑性和耐蚀性,设计制备了Si含量不同的两种氮合金化马氏体不锈钢10Cr13N钢和10Cr13Si2N钢.对实验钢进行了改变配分时间但恒定淬火终止温度和配分温度的淬火-配分处理,从显微组织和力学性能的变化规律探究添加Si元素的作用与机理.结果表明:实验钢淬火-配分处理后得到板条马氏体加残余奥氏体为主的复相组织,其强塑性配合显著高于淬火-回火状态.随配分时间的延长,两种钢组织中残余奥氏体的含量呈现先上升后下降的极值规律,这一变化对强度影响不大,但对伸长率影响较为显著.增加钢中的Si含量,有利于抑制马氏体中碳氮化物析出并提高残余奥氏体含量和稳定性,在使钢的冲击韧性略微下降的同时可显著改善钢的变形能力.     

13Ni6CrMoVNb钢淬火组织于高温回火过程中的变化及其对性能的影响

本文采用光学显微镜、复型电镜、透射电镜、X射线衍射、热磁仪,研究了13Ni6CrMoVNb钢淬火组织于高温回火过程中析出奥氏体的形态、数量及分布对钢的性能的影响,指出回火过程中析出的奥氏体是扩散性相变,少量奥氏体的析出对强度影响不大,而且可以改善钢的韧性和塑性。     

感应淬火热处理工艺对10CrNi3MoV对称球扁钢力学性能的影响

研究了感应淬火热处理工艺对10CrNi3MoV对称球扁钢力学性能的影响。结果表明,10CrNi3MoV对称球扁钢的淬火温度随着感应淬火轨道频率的提高而显著降低,控制轨道频率7～11 Hz,即可控制球扁钢加热温度840～890℃。感应淬火温度和淬火水量对球扁钢的力学性能存在显著影响,随着感应淬火温度的提高以及淬火水量的降低,腹板部位的屈服强度显著降低,低温韧性变化不明显。二次调质热处理时钢的屈服强度显著降低,应提高钢的奥氏体化温度及奥氏体化均匀程度。感应加热淬火时,高温停留时间短,奥氏体化程度低,淬火后获得了细小的马氏体和贝氏体混合组织,钢的屈服强度较加热炉加热显著提高。     

低合金调质钢在回火过程中的力学性能EI北大核心CSCD

研究了回火温度对低合金调质钢力学性能和显微组织的影响。结果表明:淬火态为具有自回火析出物的板条马氏体,具有良好的强韧性配合;在250℃左右回火后片状碳化物析出量增加,提高了屈服强度;在400℃回火后在板条界析出碳化物薄壳,导致回火脆性现象;高温回火后板条形态仍普遍存在,局部区域的板条合并成铁素体块晶。在550℃以上回火析出大量纳米碳化物,渗碳体明显粗化.细晶强化和析出强化是实验钢的主要强化方式。在回火过程中组织演变及析出物性质直接影响拉伸曲线特征和n值。     

低碳微合金直接淬火钢的组织与力学性能

为了提高低碳直接淬火钢的强韧性能,对一种低碳Nb-V微合金钢进行了轧后直接淬火(DQ)和再加热淬火(RQ)热处理实验,分析了低碳直接淬火钢的的强韧化机理.采用光学显微镜、透射电子显微镜、硬度计、拉伸试验机以及冲击试验机研究了轧后热处理工艺对低碳Nb-V微合金钢组织和力学性能的影响.结果表明,DQ工艺钢马氏体板条间距细小,含有较多的位错亚结构,因此具有较高的强度和韧性.DQ工艺钢马氏体中的大量位错,促进了碳化物弥散析出,产生了显著的二次硬化效果.由于基体中固溶的Nb、V等元素推迟淬火马氏体在回火过程中的各种转变,以及回火时析出的细小弥散碳化物抑制马氏体铁素体回复、再结晶过程,DQ工艺钢表现出较高的回火稳定性.     

调质工艺对X80级管件钢性能与组织影响研究

为研究调质工艺对X80级管件钢的性能和组织影响,通过力学性能检验、光学显微镜(OM)、透射电镜(TEM)、萃取复型及电子背散射衍射(EBSD)等手段,研究了同一温度淬火后,不同回火温度对X80级管件钢性能和组织的影响.结果表明,经940℃淬火后,在500~650℃范围内回火,试验钢的屈服强度和抗拉强度随回火温度的升高均先增加后降低.随回火温度的升高,试验钢由板条贝氏体铁素体(BF)和粒状贝氏体(GB)的混合组织转变为GB和准多边铁素体(QF)混合组织,M/A岛由细长条状变为颗粒状,并发生分解,BF中的板条亚结构逐渐弱化.在500~600℃范围内,组织中析出相随回火温度升高逐渐增多,600℃时析出相开始聚集长大,温度继续升高,析出相尺寸明显增大.回火过程中,试验钢屈服强度受基体组织软化和析出强化两方面的影响.试验钢的低温冲击韧性随回火温度升高逐渐增大,主要是大角度晶界比例增加所致.     

30CrMnSiA和30CrMnSiNi2A钢超高温淬火组织与性能的研究

研究了３０ＣｒＭｎＳｉＡ、３０ＣｒＭｎＳｉＮｉ２Ａ钢超高温淬火组织与力学性能关系。试验结果表明，在该钢Ａｃ３以上－２００℃超高温淬火可获得组织细小均匀的板条马氏体加残余奥氏体。控制超高温淬火加热保温时间，毁唯奥氏体化又能获得细小奥氏体晶粒，从而显著提高了该钢的强韧性。     

低焊接裂纹敏感性钢回火组织及力学性能研究

为优高强度低焊接裂纹敏感性钢的力学性能,对其热轧态钢板进行了不同温度的回火实验.通过光学显微镜、扫描电镜和透射电镜观察了回火显微组织的演变特征,并结合相应的力学性能检测手段分析了不同回火温度下显微组织与力学性能的关系.结果表明,550℃回火后屈服强度和抗拉强度较热轧态强度分别提高了115和30 MPa,平均冲击功提高了...     

回火温度对两相区退火海工钢组织和性能的影响

对690 MPa级海工钢进行“淬火+两相区退火+回火”三步热处理,研究了回火温度对其组织和性能的影响、分析了力学性能变化与组织演变和残余奥氏体体积分数之间的关系。结果表明：回火后实验钢的显微组织为回火贝氏体/马氏体、临界铁素体和残余奥氏体的混合组织。随着回火温度的提高贝氏体/马氏体和临界铁素体逐渐分解成小尺寸晶粒,而残余奥氏体的体积分数逐渐增加;屈服强度由787 MPa降低到716 MPa,塑性和低温韧性明显增强,断后伸长率由20.30%增至29.24%,-40℃下的冲击功由77 J提升至150 J。残余奥氏体体积分数的增加引起裂纹扩展功增大,是低温韧性提高的主要原因。贝氏体/马氏体的分解和残余奥氏体的生成,引起组织细化、晶粒内低KAM值位错的比例逐渐提高和小角度晶界峰值的频率增大,使材料的塑性和韧性显著提高。     

轧辊用高速钢组织与性能研究

研究了四种不同成分的轧辊用高速钢淬火和回火后的显微组织与性能。结果表明,轧辊用高速钢合适的淬火温度为1050℃～1100℃,回火温度为500℃～550℃,热处理后组织由回火马氏体、少量残余奥氏体以及各种碳化物组成,大量细小碳化物呈弥撒分布,铸态组织中网状碳化物基本消除。回火后高速钢硬度可达HRC62,冲击韧性在6J／cm^2以上,可以满足制作高速钢轧辊的要求。     

正火控冷12MnCrNiMoV钢板性能和微观组织研究

研究了正火控冷 +高温回火热处理工艺对 12MnCrNiMoV钢板力学性能、冲击韧性的影响 ,用透射电镜分析了 12MnCrNiMoV钢的微观组织。结果表明 ,与正火钢板相比 ,正火控冷的钢板具有较好的强韧性 ,Akv ,-4 0℃ 提高约 45 % ,特征转变温度TFAT50 降低了 2 0℃。组织观察表明 ,正火控冷的 12MnCrNiMoV钢板组织中的粒状贝氏体中的M A岛主要以板条马氏体为主。高温回火后 ,正火控冷工艺的微观组织为板条铁素体 ,碳化物呈弥散均匀分布     

热处理工艺对压裂泵阀体用钢4330MOD组织及性能的影响

为提高压裂泵阀体的强度和韧性,研究了不同热处理工艺对改进型4330钢组织及力学性能的影响。结果表明:4330MOD钢通过添加微合金元素及调质工艺优化能够提高强度和韧性。微合金元素Nb、V,正火+调质工艺能够降低晶粒尺寸,提高强韧性。4330MOD钢在550℃～700℃回火时,组织为回火索氏体组织,随回火温度的升高强度降低,韧性先升高后降低,在600℃～650℃回火强韧性匹配较好。4330MOD钢通过微合金元素添加及热处理工艺优化使晶粒尺寸及板条块宽度细小,大角度晶界比例高,从而提高了钢的强韧性。      

Microstructure of as-quenched 3.5NiCrMoV rotor steel. Part I. General structure and retained austenite

The microstructural features have been examined for 3.5NiCrMoV steam turbine rotor steel, in the as-quenched state and tempered at 500 °C. Quenching produces lath martensite, with bands of retained austenite at the lath boundaries and, to a lesser extent, at prior austenite grain-boundaries. Autotempering occurs during the quench, resulting in loss of tetragonality of the martensite and extensive carbide precipitation in the matrix and to a lesser degree at prior austenite grain boundaries, but not at lath boundaries. Tempering at 500 °C leaves the lath structure largely intact, but causes retained austenite to transform to bands of ferrite and cementite. This transformation does not correlate with the reduction in stress corrosion crack velocity which occurs on tempering. The strength of 3.5NiCrMoV steel in the as-quenched and 500 °C tempered conditions is most probably due to the combination of carbide precipitation strengthening and substructure strengthening.     

Effects of aging temperature on the microstructure and mechanical properties of 1.8Cu-7.3Ni-15.9Cr-1.2Mo-low C, N martensitic precipitation hardening stainless steel

The effects of aging temperature on the microstructure and mechanical properties of a newly designed martensitic precipitation hardening stainless steel, which is 1.8Cu-15.9Cr-7.3Ni-1.2Mo-low C, N steel, for improving the toughness, ductility and corrosion resistance of stainless steel of 1000 MPa grade tensile strength were experimentally investigated. The specimen aged at 753 K for 14.4 ks has a typical lath martensitic structure with about 12% interlath austenite, while the specimens aged at 813 K and 853 K for 14.4 ks have the lamellar duplex microstructure of the reverted austenite and the aging hardened martensite. The formation process of reverted austenite is controlled by diffusion of Ni in martensite. The mean size of precipitates which are enriched with Cu increases with rising aging temperature, however, it is about 30 nm even after aging at 853 K for 14.4 ks. The specimens aged at 813 K and 853 K for 14.4 ks, in which the reversion of martensite to austenite is observed, have the excellent combinations of strength, ductility and toughness.     

两次淬火对HSLA钢组织和冲击韧性的影响

研究了两次淬火+回火和传统的一次淬火+回火热处理对HSAL钢的显微组织和力学性能的影响。结果表明,在不显著降低强度的条件下,两次淬火使实验钢的冲击功明显提高,还改善了低温韧性和稳定性。两次淬火回火热处理可细化钢的组织,使原始奥氏体晶粒的尺寸和有效晶粒尺寸减小、大角度界面的密度和解离裂纹的扩展偏折频率提高。组织的细化和大角度晶界的增多抑制了裂纹的扩展,使韧性大幅度提高。     

热输入对Q890高强钢焊缝组织及性能的影响

针对国内某钢厂最新研制的Q890高强钢,采用三种不同的热输入对其进行气体保护焊接,研究了不同热输入对焊缝金属组织、硬度及冲击韧性的影响.结果表明,3种热输入下,焊缝组织主要以板条贝氏体为主,并含有粒状贝氏体、少量的板条马氏体和残余奥氏体.随着热输入的增大,焊缝组织中贝氏体铁素体板条粗化,板条马氏体逐渐减少,而粒状贝氏体逐渐增多,部分残余奥氏体由薄膜状向块状转变;焊缝金属硬度随着热输入的增大而下降;焊缝金属的冲击韧性亦呈逐渐下降的趋势.     

长期时效对20Cr1Mo1VTiB螺栓钢的组织和力学性能的影响

对20Cr1Mo1VTiB螺栓钢进行拉伸和冲击实验、TEM和SEM观测并测量其XRD谱，研究了其在500℃进行0~2000 h时效处理后的组织和力学性能。结果表明：随着时效时间的增加原板条状贝氏体分成若干个包体，其平均尺寸由时效前的14 μm减小到时效2000 h后的9 μm。在0~2000 h时效过程中碳化物尺寸没有明显增大，主要析出相VC和TiC弥散分布在晶内、板条界和板条内。VC相呈椭球状，随时效时间的延长TiC相由长条状变为方形。随着时效时间的延长贝氏体板条的边界逐渐模糊，时效2000 h后板条的宽度明显增加。在长时间时效过程中20Cr1Mo1VTiB螺栓钢的力学性能没有大幅度的变化而保持着较高的值，表明其可在高温下长期使用。