钼钨钒合金化热作模具钢高温回火组织演变

为适应热冲压技术的发展需求,开发了一种新型高热导率高耐磨性能热冲压用模具钢材料。采用扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）等检测手段对钼钨钒合金化新型模具钢的高温回火性能与组织特征进行了研究。阐明了新型热冲压模具钢回火过程碳化物析出与演变规律。实验结果表明:实验用钼钨钒合金化模具钢材料具有良好的回火二次硬化性能,在500～600 ℃温度区间回火时,回火组织硬度上升;在600 ℃回火出现二次硬化峰值;当回火温度超过600 ℃后,组织软化程度明显,回火硬度开始下降。实验模具钢在高温回火过程中的硬度变化与其合金碳化物的偏聚、析出和聚集长大密切相关。当在560 ℃以下回火时,实验钢组织中未有合金碳化物析出;当回火温度大于560 ℃时,回火组织中开始析出M₂C型碳化物;当回火温度高于600 ℃后开始析出MC型碳化物;当在620 ℃长时间回火后M₂C型碳化物转化为M₆C型碳化物,此时实验钢硬度开始明显下降;而当回火温度高于660 ℃时,新型实验钢组织中主要为M₆C和MC型合金碳化物。      

回火温度对高氮轴承钢碳化物演变及硬度的影响

对高氮马氏体不锈轴承钢进行直接淬火并重复2次深冷及不同温度的回火处理,采用光学显微镜、SEM电镜,TEM电镜和洛氏硬度计等,研究了不同回火温度下碳化物的演变规律与硬度变化的相关性,在不同回火温度下根据硬度出现先下降后上升再下降变化的趋势,对各回火温度下碳化物的尺寸区间分布频数、单位面积数量、平均尺寸及碳化物所占单位面积比进行了表征及分析,结果表明:随回火温度由150升高到500℃,碳化物的尺寸随回火温度的升高从0.39长大至0.62μm,碳化物为近球形M23C6型。150~300℃回火时硬度下降与基体脱溶有关;300~450℃回火时碳化物单位面积数量及所占面积分数都增加;回火至500℃时,细小碳化物聚集长大单位面积数量减少,碳化物所占面积分数减少。由此得出回火时硬度变化与析出碳化物的单位数量和其面积分数有关。     

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。     

2Cr12Ni2Mo2WV钢的回火转变

本文观测了2Cr12Ni2Mo2WV钢的回火转变,结果表明:回火温度从室温至400℃,马氏体分解,析出M_3C;从400～500℃,M_3C回溶到基体中,M_7C_3直接从基体中沉淀析出,产生二次硬化;从500～600℃,M_7C_3转变成M_(23)C_6,钢中碳化物含量显著增加,钢的强度急剧下降;回火温度超过600℃,M_(23)C_6继续析出并长大;该钢的残余奥氏体和它的过冷奥氏体相似,在A_(c 1)～M_s温度范围内十分稳定,回火过程中不发生残余奥氏体转变。     

硅对低合金高速钢二次硬化的影响

本文系统地研究了钢中硅含量的变化(0.2～3.5％)对W3Mo2Cr4VSi钢二次硬化的影响及其机制。结果和分析表明:硅可以降低二次硬化峰值温度10～70℃,提高二次硬度(HRC)1～3;其原因是硅降低了特殊碳化物在回火时的析出温度,细化了回火析出的特殊碳化物并增加其析出量。硅虽对钢的抗回火稳定性不利,但并不降低温度低于600℃时的红硬性。     

回火对20SiMn3NiA钢组织和力学性能的影响

研究了20SiMn3NiA钢860℃正火,900℃40 min油淬,180～650℃90～150 min回火的组织和力学性能。结果表明,该钢较佳的回火温度为200～250℃,230℃回火后得到板条马氏体、细棒状碳化物析出相和残余奥氏体,在250℃回火时该钢的抗拉强度(Rm)超过1 500 MPa,冲击韧性(AKY)超过80 J,有较好的强韧性匹配。20SiMn3NiA钢在320℃中温回火时,碳化物析出相呈连续的片状分布,使得该钢的冲击韧性值很低,当在320～600℃区间回火时,20SiMn3NiA钢具有明显的回火脆性。     

低合金高速钢HYW3的化学成分设计

高速钢一次碳化物数量提高锯条的耐磨性,但过多的碳化物和大块的一次碳化物会降低韧性,而高速钢基体硬度和回火析出物的弥散细小二次碳化对耐磨性影响更大。机用锯条材料应保证淬火基体中具有较高的合金固溶度,回火时弥散析出足够数量的特殊碳化物以提高基体硬度和保留部分更耐磨的较小一次碳化物。HYW3是遵循高速钢的合金化原理,合理选用C、W、Mo、Cr、V、Si合金元素,其主要性能接近或达到通用型高速钢水平,生产成本降低30％。     

低合金调质钢直接淬火回火工艺研究

研究了低合金调质高强钢在直接淬火条件下回火工艺参数对组织和性能的影响规律.结果表明,实验钢经控制轧制和直接淬火后,随回火温度升高强度下降,冲击韧性提高,600℃以上回火仍然保持较高的强度水平.纳米微合金碳化物析出延缓了回火软化作用.600℃回火的前20 min强度明显下降,冲击韧性明显改善.之后由于微合金碳化物的析出抵消了基体的回复软化作用,强度出现上升趋势.在线直接淬火和回火工艺有利于提高离线调质钢的综合力学性能,降低能源消耗,提高生产效率.     

Cu-NiAl纳米复合析出强化钢回火工艺

 为了研究不同回火工艺下Cu-NiAl纳米复合析出强化钢的组织和力学性能,采用OM、TEM对在300～650 ℃范围内回火后的试验钢组织进行分析并对其力学性能进行讨论。结果表明,在300~550 ℃回火时,贝氏体铁素体板条逐渐粗化为等轴铁素体,并且在基体上形成纳米级析出相;在600~650 ℃回火时,基体完全转变为等轴铁素体,纳米级析出相逐渐粗化。采用回火工艺制备Cu-NiAl纳米复合析出强化钢的最佳回火温度区间为550～600 ℃,此时屈服强度为855~917 MPa,-40 ℃冲击功为77~86 J,具有较好的综合力学性能。     

正火12Cr1MoV钢回火脆化的冷速敏感性

采用示波冲击试验和高分辨透射电子显微分析技术，研究了回火冷却方式对正火１２Ｃｒ１ＭｏＶ钢回火脆化的影响。结果表明，该钢存在两个不同的回火冷速敏感性温度区间；高于６４０℃回火，铁素体基体中沉淀析出碳化物以ＶＣ类型为主，回火脆性没有明显的冷速舔生，低于６４０℃回火，基体中沉淀析出的碳化物以Ｆｅ３Ｃ类型为主，回火脆化具有明显的冷速敏感性和可逆性。     

回火温度对改进型T23钢冲击吸收功的影响

 T23钢较高的再热裂纹敏感性严重危害了超超临界火电厂的安全运行。前期通过成分改进得到的改进型T23钢再热裂纹敏感性得到了较大的改善,但冲击吸收功较低。为了提高改进型T23钢的冲击吸收功,研究了回火温度对改进型T23钢显微组织、硬度和冲击吸收功的影响。测量改进型T23钢750~810 ℃回火后的硬度和冲击吸收功,并利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)分析显微组织。结果表明,随着回火温度升高,改进型T23钢硬度不断降低,冲击吸收功先升高后降低并在790 ℃回火后达到最大值。回火过程中基体组织软化、M-A组元分解和贝氏体板条宽化是造成改进型T23钢硬度不断下降的主要原因。与750 ℃回火相比,改进型T23钢790 ℃回火后的大尺寸M-A组元数量少且尺寸小,晶界仍存在一些尺寸较小的M₂₃C₆相,且贝氏体板条宽化程度较小,有效阻碍了裂纹的扩展,冲击吸收功最高。回火温度提高到810 ℃,小尺寸的M-A组元数量减少且M₂₃C₆相大量溶解,特别是贝氏体板条的严重宽化降低了对裂纹扩展的阻碍作用,冲击吸收功下降。     

新型锯片基体用钢51CrV4的研究与开发

 51CrV4钢因具有良好的热处理性能与力学性能,广泛用作为高等级弹簧钢。为改善现有锯片钢的不足,根据51CrV4特有的化学成分,创新性地将其用于制造金刚石焊接锯片基体。通过研究动态CCT曲线,卷取温度对显微组织与第二相析出物的影响,淬火与回火工艺对碳化物尺寸、晶粒尺寸、力学性能的影响,评估了51CrV4钢用于制造金刚石焊接锯片基体的可行性。结果表明：卷取温度升高,先共析铁素体尺寸与珠光体片层间距变大,10 nm粒径以下的(V,Cr)C析出物在MC相析出物中所占的比例减少;淬火温度由800提高到900 ℃时,奥氏体晶粒尺寸先缓慢变化,随后快速长大,固溶的碳化物质量分数增多,回火后锯片硬度增强,而回火温度由450提高到550 ℃时,马氏体板条界片层状渗碳体逐步球化,强度明显下降,塑性小幅提高;设定合适的卷取温度控制热轧态中第二相碳化物的尺寸,并在850～900 ℃淬火、约450 ℃回火是生产高硬度、高韧性51CrV4金刚石焊接锯片的关键工艺。     

Tempering Behavior of 45Cr-2W-0.25V Steel

 In this research the tempering behavior of a Cr-W-V steel was investigated. This new alloy with the composition of Fe-4.5Cr-2W-0.25V-0.1C was austenitized at 1000°C for 30 min and tempered at 500°C to 700°C for different times up to 100h. An OM analysis of the microstructure of air cooled and water quenched specimens before tempering showed that although in both conditions fully martensitic matrix formed, finer structure had formed in the water quenched specimens. The XRD and TEM results showed that the most stable carbides formed during tempering of the steel were M23C6 and M7C3, respectively. Other carbides such as M3C and M2C, formed in the first stages of tempering, and stable MC were also observed. The results showed that when the tempering time, temperature and cooling rate were increased, weight percent of extracted precipitates was increased. In addition, the formation rate of the stable carbides such as M23C6 and dissolution rate of the metastable carbides such as M3C and M2C were increased. The hardness results was revealed that tempering at 600°C and 700°C result in gradual decrease in hardness, but didn't observed significant changes in hardness at 500°C even for long tempering times.     

Effects of Tempering Temperature and Mo/Ni on Microstructures and Properties of Lath Martensitic Wear-Resistant Steels

 The tempering behavior was experimentally studied in lath martensitic wear-resistant steels with various Mo/Ni contents after tempering at different temperatures from 200 to 600 ℃. It is shown that a good combination of hardness (HV) (420-450) and -20 ℃ impact toughness (38-70 J) can be obtained after quenching and tempering at 200-250 ℃. The microstructure at this temperature is lath structure with rod-like and/or flake-like ε-carbide with about 10 nm in width and 100 nm in length in the matrix, and the fracture mechanism is quasi-cleavage fracture combining with ductile fracture. Tempering at temperature from 300 to 400 ℃ results in the primary quasi-cleavage fracture due to the carbide transformation from resolved retained austenite and impurity segregation between laths or blocks. However, when the tempering temperature is higher than 500 ℃, the hardness (HV) is lower than 330 and the fracture mechanism changes to ductile fracture due to the spheroidization and coarsening of cementite. Additions of Mo and Ni have no significant effects on the carbides morphologies at low tempering temperatures, but improve the resistance to softening and embrittling for steels when tempered at above 350 ℃.     

回火工艺对COST-FB2转子钢组织与性能的影响

摘要：利用OM、SEM和TEM等手段研究了回火工艺对COST FB2转子钢的显微组织与力学性能的影响,结果表明：570℃一次回火后,马氏体板条内有杆状Fe3C和细小颗粒状的MX,板条界有少量颗粒状碳化物析出;700℃二次回火后,板条内杆状Fe3C和板条界上颗粒状碳化物消失或转变成M23C6型碳化物。经570℃一次回火,COST FB2转子钢试样的强度较高,冲击功较低,再经700℃回火强度略有降低,冲击功增加。经不同温度的2次回火的调整,COST FB2转子钢试样获得了较好的强韧性配合。     

高氮不锈轴承钢碳化物分布与高温断裂机制

 通过高温拉伸试验研究高氮不锈轴承钢高温断裂行为,探究了170 ℃和470 ℃回火态钢中碳化物分布特征,分析了高温拉伸断裂及组织演变和碳化物分布规律。研究发现,回火温度从170 ℃升高至470 ℃,高氮钢中大于0.8 μm的碳化物明显增加,高氮钢中M₂₃C₆强化增量提高了2.59 MPa,固溶强化增量下降了118.82 MPa,470 ℃回火态钢的室温抗拉强度降低、拉伸断口表现为准解理和少量撕裂韧窝;拉伸温度升高至300 ℃,试样断口表现为等轴型韧窝特征,170 ℃和470 ℃回火态试样起裂源断裂碳化物尺寸分别为2.8~3.6 μm和5.5~6.7 μm;450 ℃拉伸断口表现为塑孔韧窝特征,170 ℃和470 ℃回火态试样起裂源断裂碳化物尺寸分别为2.7~3.4 μm和5.8~6.4 μm。拉伸温度从300 ℃提高至450 ℃,钢的固溶强化和位错强化作用减弱,金属原子间结合能下降,碳化物与基体不连续应力分布加剧变形不协调性,碳化物承担较高应力而发生断裂。单纯热作用下钢中0.5~0.8 μm尺寸碳化物数量比例增加;在热力耦合作用下,钢中应力所导致的位错增殖为碳元素扩散提供通道,钢中碳化物在晶界和位错线上形核析出0.2~0.8 μm碳化物。裂纹沿着与拉伸方向45°角的最大剪力方向快速扩展而断裂,最终形成锯齿状的断口,小尺寸碳化物增多阻碍位错滑移导致塑性降低;钢中大尺寸碳化物不均匀分布在碳化物间形成大变形塑孔而增加钢的塑性。     

The Investigation for Development on Precipitation Phases in 25Co15Ni11Cr2MoE Steel during Tempering

The evolution law of precipitated alloy carbides and reverted austenite in a high Co-Ni secondary hardening ultra-high strength 25Co15Ni11Cr2MoE steel tempered at 300??~ 660?? after quenched has been studied by means of transmission electron microscopy (TEM) and X ray diffraction (XRD) in this paper. The results show that the precipitate order of alloy carbides with the increasing of tempering temperature from 300?? to 600?? in experimental steel is: dispersed ??-carbides?? lamellar alloy cementites?? dispersed M2C carbides?? coarse M23C6 carbides. When the experimental steel tempering at 495??, fine M2C carbides precipitated on the lath martensite matrix. Meanwhile, coarse lamellar alloy cementites that precipitated during the early tempering stage has all dissolved, and reverted austenite precipitated at the boundaries of lath martensite and grows up into thin-film sharp along the lath boundaries. When the tempering temperature rose to 530??, the content of reverted austenite continues to increase, but the morphology of reverted austenite changed from thin-film to strip or block. When the tempering temperature rose to 530??, the content of reverted austenite in the steel reaches maximum value.     

提高GCr15轴承钢线材预精轧温度的研究

 通过提高GCr15轴承钢φ10mm线材预精轧温度的工业试验,得到了网状碳化物少的细片状珠光体组织,利用实验室热模拟的方法对工业试验现象做了进一步分析。结果表明：当预精轧温度为944℃时,试验钢网状碳化物的析出时刻全部处于快速冷却阶段,球化退火后渗碳体颗粒均匀细小,网状级别可降低至1.5级,布氏硬度为202.72,强韧性能均较高,满足GB/T18254－2002《高碳铬轴承钢》和实际生产对GCr15轴承钢退火材的要求。     

回火温度对Ti-V-Mo复合微合金钢组织及硬度的影响

摘要：利用OM、SEM、TEM、EBSD和维氏硬度计等手段研究了回火温度对Ti-V-Mo复合微合金钢组织转变及硬度的影响，探讨了 (Ti,V,Mo)C在不同回火温度下的析出规律及其对硬度的作用机制。结果表明，在450～600℃回火时，随着回火温度的升高，硬度呈直线上升趋势，在600℃回火时硬度具有最大值450HV。随着回火温度的升高，试验钢马氏体板条块宽度由7.3μm增大至9.9μm，600℃回火时析出相粒子的平均尺寸为5nm，10nm以下的(Ti,V,Mo)C粒子可高达90%，理论计算沉淀强化增量导致硬度上升90.7HV，远高于基体软化造成的硬度损失，因而析出强化是影响Ti-V-Mo复合微合金钢硬度的主要因素。在600～650℃回火，大小角度晶界分布比例基本相同，马氏体板条块的平均尺寸变化不大，但是析出相的平均尺寸由5nm提高到5.6nm，尺寸小于5nm的(Ti,V,Mo)C粒子所占比例逐渐下降，导致硬度下降。