500kV多回路输电线路Q460钢铁塔服役性能研究

采用箱式电阻炉对输电铁塔用Q460钢板进行了不同工艺的正火和回火处理,采用光学显微镜对热处理试样显微组织进行了观察,并对拉伸、冲击、硬度进行了检测,研究了热处理对输电塔服役性能的影响。结果表明,钢材正火组织主要为珠光体+铁素体+贝氏体以及少量M-A组织,随正火温度升高,铁素体、珠光体含量逐渐减少,材料拉伸性能小幅提高,冲击功和硬度增加;随回火温度升高,M-A岛逐渐分解,贝氏体基体上析出较多颗粒状碳化物,钢的抗拉强度和屈服强度均降低,伸长率先小幅增加,在温度超过400℃后有所降低,硬度则几乎不变,860℃正火钢断面收缩率先降低后升高,冲击功先升高后降低,均在回火温度为300℃时达到极值,920℃正火钢断面收缩率和冲击功先升高后几乎保持不变。     

热处理工艺对10B38钢组织性能的影响

研究了热处理工艺对10B38钢微观组织、力学性能以及低温冲击韧性的影响。结果表明：随淬火温度的升高,淬火硬度呈先上升后降低的趋势,在870 ℃时,淬火硬度最大;随着回火温度的升高,马氏体晶界及晶面逐渐有碳化物析出,组织中碳化物由片状连续不均匀分布变为颗粒状弥散分布;抗拉强度与屈服强度都随回火温度的升高而下降,断面收缩率及断后伸长率随回火温度的升高而增加;在350～450 ℃温度区间,冲击功随回火温度升高稳定增加,回火温度在550 ℃以上时,冲击功急速升高,10B38钢经油淬后在550～650 ℃区间回火能够同时满足强度和冲击功的要求。     

回火温度对超低碳贝氏体钢(ULCB)组织与性能的影响

超低碳贝氏体钢经两阶段控轧控冷,在不同温度进行一定时间的回火,检测了热处理前后钢板力学性能并对比分析了组织特点.结果表明,随着回火温度的升高,贝氏体板条逐渐合并,过渡到粒状贝氏体,随着回火温度的进一步升高,出现粗大的准多边形铁素体组织;在490 ℃～620 ℃范围内进行热处理,试验钢会得到良好的综合性能;粒状贝氏体组织在-20 ℃的低温冲击功在560 ℃热处理达到最小值,之后随着回火温度的升高而大幅提高;而含有板条贝氏体组织钢的-20 ℃低温冲击功随着热处理温度的升高而有所改善.     

淬火冷却工艺对F460钢调质厚板组织与性能的影响

对120 mm厚的F460钢调质厚板采用相同的淬火回火温度,不同的淬火冷却速度处理,之后对钢板进行组织与性能对比,寻找该钢种的最佳热处理工艺。采用2 ℃/s冷速进行冷却的钢板,回火后强度最高,但是冲击性能不佳;适当降低淬火冷却速度后,钢板回火后强度有一定下降,但是冲击性能得到明显提升;继续降低淬火冷却速度,钢板回火后强度进一步下降,但是冲击性能提升有限。经组织分析,2 ℃/s冷速进行冷却淬火时,钢板回火后的组织为铁素体+贝氏体组织,组织中主要是贝氏体;冷却速度降低以后,钢板回火后组织为铁素体+退化珠光体组织,铁素体含量的增加,有利于钢板韧性的提升,残留奥氏体回火后形成的珠光体组织比较细小,能有效保证钢板的强度。通过对钢板的连续冷却转变曲线进行分析,钢板在冷却过程中先开始进行铁素体相变,溶质元素向奥氏体迁移。在钢板冷速较快时,铁素体中的碳化物迁移较少,奥氏体低温时转变成马氏体或者贝氏体;在钢板冷速较慢时,碳化物迁移到奥氏体内,提高奥氏体稳定性并保留到室温,形成残留奥氏体。残留奥氏体在后续的高温回火过程中,转变成珠光体。块状转变形成的铁素体组织与回火过程中形成的细小珠光体有利于钢板的强韧性匹配。     

超超临界机组叶片用KT5331钢的热处理工艺

用热处理正交实验方法研究了淬火工艺与回火工艺对KT5331(10Cr11Co3W3Ni Mo VNb NB)钢力学性能的影响。结果表明,KT5331钢的最佳热处理工艺为1080℃保温60 min淬火,680℃保温2 h以上回火,组织为板条状的回火马氏体;淬火和回火参数中,回火温度是影响KT5331钢热处理后力学性能的最主要因素,淬火温度及回火温度对冲击功影响最为明显。淬火温度由1080℃升高至1120℃时奥氏体晶粒出现明显长大;随回火温度升高,材料屈服强度、抗拉强度和硬度明显降低,而冲击功显著升高。     

热处理对高强建筑钢组织和性能的影响

对试验钢进行了不同的两相区直接淬火+回火处理。对试样显微组织进行了观察,并对力学性能进行了检测,研究了淬火温度和回火温度对试验钢组织和性能的影响。结果表明,钢板回火显微组织以多边形铁素体+岛状回火马氏体为主。随着直接淬火温度的升高,回火马氏体含量增加,铁素体含量减少,组织中少量珠光体逐渐转变为贝氏体;屈服强度和抗拉强度均升高,屈强比先保持恒定后有所升高,伸长率逐渐下降,冲击功则是先大幅降低后几乎不变。当回火温度低于400℃时,马氏体形态没有明显改变;当回火温度超过500℃时,马氏体岛开始分解,碳化物析出量增加。随着回火温度升高,抗拉强度几乎呈线性降低,屈服强度则先升高后降低,屈强比升高,伸长率和冲击功先下降后提高。     

Q550D低碳贝氏体钢特厚板热处理工艺研究

国内传统的特厚板热处理方式为调质处理,钢板表面为索氏体组织,心部为索氏体、贝氏体组织,可以获得较为理想的强度,但由于特厚板厚度较大,厚度方向组织不均匀,无法获得优良的韧性。采用Q550D低碳贝氏体钢的化学成分设计并采用QLT(淬火+两相区亚温淬火+回火)热处理工艺,引入未溶铁素体相,使钢板获得贝氏体+铁素体的均匀混合组织,在保证强度的基础上进一步提高了韧性,进而获得优良的综合性能。研究了不同单相区淬火温度、两相区亚温淬火温度及回火温度下试样的组织与性能,得出Q550D特厚板最佳的热处理工艺：925℃淬火+830℃两相区亚温淬火+640℃回火。     

回火工艺对核电用16MND5钢板组织和性能的影响北大核心CSCD

利用光学显微镜(OM)、透射电镜(TEM)等实验方法,研究了回火工艺对150 mm厚的核电站用16MND5钢板组织和力学性能的影响。结果表明:在640℃回火时,随保温时间的延长强度呈下降趋势,伸长率和0℃冲击功均是先升高后降低。当保温时间为225 min时,随回火温度的升高,强度降低,伸长率变化不大,冲击功略有提高。分析认为:贝氏体和马氏体的复相组织向平衡组织的转变会导致试验钢板整体强度呈下降趋势,铁素体含量的增加是伸长率和冲击功提高的主要原因,而合金渗碳体的聚集长大则造成冲击功降低。     

回火工艺对核电用16MND5钢板组织和性能的影响

利用光学显微镜(OM)、透射电镜(TEM)等实验方法,研究了回火工艺对150 mm厚的核电站用16MND5钢板组织和力学性能的影响。结果表明:在640℃回火时,随保温时间的延长强度呈下降趋势,伸长率和0℃冲击功均是先升高后降低。当保温时间为225 min时,随回火温度的升高,强度降低,伸长率变化不大,冲击功略有提高。分析认为:贝氏体和马氏体的复相组织向平衡组织的转变会导致试验钢板整体强度呈下降趋势,铁素体含量的增加是伸长率和冲击功提高的主要原因,而合金渗碳体的聚集长大则造成冲击功降低。     

回火温度对低合金高强度贝氏体钢组织和性能的影响北大核心CSCD

研究了回火温度对一种低温压力容器用低合金高强度(HSLA)贝氏体钢组织和性能的影响。结果表明,经过910℃淬火后组织为粒状贝氏体,贝氏体板条界面及板条上分布有条状或块状M-A岛。回火温度在350~550℃区间升温时,M-A岛分解析出渗碳体;回火温度为635℃时,M-A岛完全分解为细小弥散的渗碳体颗粒;回火温度升至700℃时,贝氏体铁素体组织发生再结晶,板条结构消失,成为块状铁素体结构,渗碳体明显粗化。随着回火温度的升高,抗拉强度降低,伸长率和-50℃冲击功增加,屈服强度先升高后降低,冲击断口由脆性解理断口向韧性纤维断口变化。经过910℃淬火+635℃回火后达到最佳的强韧匹配度,抗拉强度为606 MPa,-50℃冲击功达到279 J。     

07MnCrMoVR水电钢的生产工艺及组织性能

采用激光共聚焦扫描显微镜对07MnCrMoR水电钢奥氏体晶粒长大的动态过程进行了原位观察,并对其静态CCT曲线进行了测定,利用淬火机和热处理炉对38 mm厚的试验钢进行了淬火和回火试验。结果表明:试验钢在1200℃以下加热时奥氏体晶粒长大趋势不明显;当冷却速率为0.05~0.25℃/s时,试验钢的组织转变为多边形铁素体+珠光体,冷却速率为0.5~20℃/s时转变为贝氏体组织,冷却速率为20~50℃/s时转变为马氏体组织;930℃淬火后,试验钢的组织转变为板条贝氏体+马氏体,600℃回火后转变为铁素体+回火贝氏体,大量的碳化物在铁素体基体上析出,其屈服强度为602 MPa,抗拉强度为713 MPa,-20℃低温冲击吸收能量为259 J,力学性能高于国家标准的要求,为最佳的调质生产工艺。     

耐火耐候抗震高层建筑用Q460GJNHFREZ35特厚板的研制

针对我国亟需开发耐火耐候抗震高层建筑用钢板的现状,南阳汉冶特钢公司对Q460GJNHFREZ35特厚板化学成分进行了设计,满足了碳当量、焊接裂纹敏感性指数、耐候系数等条件的要求;通过水冷铜板结晶器锭模浇铸、采用0.25～0.60变形系数的“高温、低速、大压下”工艺及差温轧制工艺,保证了100～300 mm特厚板心部组织的致密性并为获得良好的低温冲击韧性提供了条件;轧后采用淬火+亚温淬火+回火的热处理工艺,获得了以贝氏体+铁素体为主的均匀组织,实现了软硬相的结合,满足了高强度和高韧性、屈强比不大于0.83,以及600 ℃保持 1~3 h 后强度不低于室温强度2/3的耐火性能要求。     

两相区淬火+回火对600 MPa级低合金高强钢组织与性能的影响

对某600 MPa级低合金高强钢采用了淬火+回火的热处理方式,研究了不同回火温度以及不同淬火温度对其组织性能的影响。结果表明,随着回火温度的升高,屈服强度、抗拉强度以及屈强比都呈下降趋势,伸长率逐渐上升,在620 ℃以上回火时出现第二类回火脆性,导致冲击性能急剧降低;在淬火温度达到820 ℃后得到的两相区淬火组织为铁素体+粒状贝氏体,有利于阻止裂纹的扩展,确保有较高的冲击性能。     

基于07MnNiMoDR钢热处理工艺窗口的热处理工艺

研究了07MnNiMoDR钢淬火和回火制度与晶粒尺寸和多边形铁素体含量的关系,建立了淬火保温时奥氏体尺寸窗口和回火保温时多边形铁素体含量窗口,确定了更为精准的热处理工艺。结果表明:奥氏体晶粒尺寸随淬火温度的升高、保温时间的延长而变大,均匀性存在最佳区间,合理的淬火制度为加热温度(940±10) ℃保温(80±10) min;随回火温度升高,约650 ℃出现多边形铁素体,其含量随回火温度的升高、保温时间的延长而增加,合理的回火制度为:加热温度(665±5) ℃、保温时间(165±15) min。优选后最佳热处理工艺为940 ℃×80 min淬火和660 ℃×180 min回火,最终性能测试结果表明:伸长率、冲击吸收能量和屈服强度相比国标分别提升了40.88%、206.25%和12.1%。     

960 MPa级高强钢相变规律及热处理工艺探讨

借助DIL805A/D淬火变形膨胀仪,通过金相、透射电镜、室温拉伸、-40 ℃冲击测试等分析手段,研究了热处理工艺对960 MPa级高强钢组织与性能的影响。结果表明：在790～880 ℃温度范围内,试验钢随着淬火加热温度的提高,马氏体量逐渐增加,铁素体量逐渐减少,在850 ℃淬火,铁素体含量基本为零,组织最为均匀细小。随着回火温度从180 ℃提高到450 ℃,马氏体的板条逐渐分解,板条状的渗碳体开始聚集和球化。淬火加热温度高于850 ℃时,材料的屈服强度大于960 MPa;在450 ℃回火,材料具有更佳的冲击韧性。对本试验钢而言,采用850 ℃淬火+450 ℃回火,具有最佳的强韧性匹配。     

正火工艺对420 MPa级海上风电用钢板组织及性能的影响

利用扫描电镜、激光共聚焦显微镜、室温拉伸、低温冲击测试等试验方法,采用了正火、强化正火、正火+400 ℃回火的热处理工艺,研究了不同正火工艺对420 MPa级海洋风电用钢板组织和性能的影响。结果表明:通过正火处理后,正火态试验钢的平均晶粒尺寸由轧态试验钢的8 μm细化至6 μm,带状组织得到改善,强度与低温冲击性能均得到提升,屈服强度提升至442 MPa,－50 ℃下的冲击吸收能达到120 J;通过正火+400 ℃回火处理后,平均晶粒尺寸为7 μm,虽然大幅度提升了钢的低温冲击性能,－50 ℃下的冲击吸收能量达到194 J,但是钢的屈服强度降低为422 MPa。强化正火后组织为铁素体+珠光体+少量贝氏体,平均晶粒尺寸为5.6 μm,屈服强度提升至460 MPa,断后伸长率和低温冲击吸收能量相较于正火后试验钢有所降低但仍能满足EN10025性能标准,达到强韧性的最佳匹配,是生产420 MPa级海上风电用钢的最佳热处理工艺。     

快速回火工艺条件下超高强低碳贝氏体钢的组织与性能

采用盐浴热处理试验,结合扫描电镜、透射电镜及室温拉伸试验,研究了快速加热+短时保温快速回火条件下超高强低碳贝氏体钢的组织和性能变化规律。结果表明,快速回火工艺下,超高强低碳贝氏体钢发生碳过饱和贝氏体和马氏体中的碳化物析出、铁素体和马氏体的重构以及微合金析出物的析出等现象,进而影响材料的强塑性;在700℃以下快速回火时,与以板条状贝氏体(LB)组织为主的复相贝氏体钢相比,以粒状贝氏体(GB)组织为主的钢具有更好的回火稳定性;在750～800℃两相区快速回火时,铁素体和马氏体相大量重构,最终形成粗大铁素体和马氏体,抗拉强度大幅提升,屈强强度大幅降低,且以LB组织为主的复相贝氏体钢中重构铁素体晶粒更为粗大,导致其屈服强度更低。     

轧制冷却工艺对低合金超高强钢Q1300组织性能的影响

以开发屈服强度大于1 300MPa低合金超高强结构钢为目的,采用不同的轧制及冷却工艺并进行再加热淬火和回火处理,研究了轧制冷却工艺对低合金超高强钢组织性能的影响规律。结果表明,试验钢经控制轧制后奥氏体晶粒被拉长成扁条状,水冷至600℃后再空冷至室温所得到的粒状贝氏体组织较直接空冷至室温的组织细小,高温连续轧制后空冷至室温得到的组织为粒状贝氏体+板条贝氏体;相比高温热轧工艺,采用控轧控冷工艺能增大轧态组织的原奥氏体晶界面积,能有效细化再加热原始奥氏体晶粒,晶粒尺寸可减小3.5μm;经控轧控冷及调质热处理后,钢板具有较好的强韧性,屈服强度为1 345MPa,抗拉强度为1 590MPa,-40℃冲击功为44J,各项性能指标均达到相关标准要求。