回火工艺对热轧U20Mn2SiCrNiMo贝氏体钢轨组织性能的影响

U20Mn2SiCrNiMo贝氏体钢轨的生产流程为150 t 转炉-LF-VD-280 mm×380 mm铸坯 轧制,终轧930~980 ℃,空冷-340 ℃ 4 h两次回火,空冷。U20Mn2SiCrNiMo钢热轧态(终轧930~980 ℃空冷）和(320 ℃一、二次回火)组织均由贝氏体、马氏体和残余奥氏体组成。力学性能试验结果表明：U20Mn2SiCrNiMo钢轨最佳回火工艺为320 ℃ 4 h空冷+320 ℃ 4 h空冷二次回火,其性能为：屈服强度1242 MPa,抗拉强度1393 MPa,HBW硬度值417,伸长率15.0%,断面收缩率60%,冲击吸收功K_U2 98 J,轨底纵向残余应力+180 MPa。     

大型筒节台阶式临界区正火热处理工艺

 针对加氢反应器大型筒节经轧制成形后心部易出现混晶、粗晶组织和当前等温式正火工艺热处理周期长、能源消耗大两大问题,从热处理工艺入手,提出了台阶式临界区正火热处理方案,通过与传统的等温式正火热处理制度下组织和力学性能的对比,得出2次台阶式临界区高温侧正火为最佳的热处理工艺。研究结果表明：2次台阶式临界区高温侧正火消除混晶和细化晶粒的效果优于等温式正火,其热处理后平均晶粒尺寸为18 μm,混晶组织基本消除,回火后渗碳体球化和均匀化效果好;2次台阶式临界区高温侧正火热处理后材料的屈服强度、抗拉强度和-30 ℃夏比冲击吸收功分别为681 MPa、768 MPa和181 J,综合力学性能优于等温式正火;-30 ℃冲击断口均为准解理断裂,其低温冲击断口塑性脊数量明显多于等温式正火热处理,低温冲击吸收功较大;与等温式正火工艺相比,2次台阶式临界区高温侧正火工艺可将正火保温时间缩短30%,正火加热温度降低,大大降低了能源消耗。     

正火预热处理对42CrMo曲轴钢调质后的组织与性能影响

利用金相显微观察及力学性能分析,研究调质处理、正火+调质热处理对42CrMo曲轴钢组织与性能的影响。结果表明,经过860℃淬火+580℃回火处理后,曲轴钢基体组织为回火索氏体,但轴颈心部区域白色铁素体数量较多且晶粒粗大、分布不均。其力学性能为抗拉强度997～1211 MPa,屈服强度990～1204 MPa,伸长率11%～13%,断面收缩率40%～48%,冲击功72～90 J。而在调质热处理前增加一次(880℃空冷)正火预处理后,42CrMo曲轴钢的显微组织更趋均匀化,其力学性能为抗拉强度1100～1220 MPa,屈服强度1107～1188 MPa,伸长率13%～15%,断面收缩率50%～56%,冲击功83-91 J。因此,880℃空冷正火预处理+860℃淬火与580℃高温回火是42CrMo曲轴钢优化的热处理工艺。     

舵杆用Q345D钢热处理工艺对组织和性能的影响

试验研究了Q345D级钢(%:0.18C、0.41Si、1.34Mn、0.05Nb、0.08V、0.024A1)Φ280 mm锻材淬-回火处理和正火处理后的组织和性能。结果表明,经890℃空冷200 s,水冷+570℃回火后的钢抗拉强度R_m≥630MPa,屈服强度R_e≥455 MPa, -20℃冲击功A_KV 28～40 J;910℃空冷正火后R_m≥575 MPa, Re≥390 MPa, -20℃ A_KV42～59 J,均满足舵杆产品对力学性能的要求;淬-回火工件距表面30 mm的组织为回火索氏体+粒状贝氏体,中心组织为珠光体+少量粒状贝氏体,正火处理后工件表面与心部均为珠光体+铁素体组织。     

正火终冷温度对U26Mn2Si2CrNiMo贝氏体奥氏体钢力学性能的影响

通过力学性能测试及OM、SEM、EBSD、XRD显微组织分析，研究了正火终冷温度对U26Mn2Si2CrNiMo贝氏体奥氏体钢力学性能的影响。结果表明，当正火终冷温度为330℃时，其屈服强度达到1 246 MPa,抗拉强度达到1 335 MPa,伸长率为14.4%,室温冲击功为84 J,-40℃低温冲击功为38 J。随着正火终冷温度的降低，其屈服强度有所降低，但是抗拉强度增加，同时其伸长率和冲击功均逐渐降低。随正火终冷温度的降低，残余奥氏体体积分数逐渐降低，大角度晶界比例增加，残余奥氏体的取向稳定性和机械稳定性均降低，当温度降低至300℃时，残余奥氏体消失。同时低的正火终冷温度将增大贝氏体铁素体间的应变梯度，晶界失去了对裂纹扩展的阻碍作用，这些因素的协同作用导致综合力学性能的降低。     

正火冷却速度对18CrNiMo7-6齿轮钢组织和硬度的影响

18CrNiM07-6钢(/%:0.17C、0.59Mn、0.24Si、1.56Ni、1.71Cr、0.28Mo)为表面硬化齿轮钢要求正火后钢的组织为铁素体+珠光体和较低的HB硬度值。18CrNiM07-6钢连续冷却后易得到高硬度的贝氏体组织。通过实验室高温箱式电阻炉试验表明,870～900℃1 h-640～660℃4 h炉冷至300℃,空冷,该钢的组织为铁素体+珠光体+贝氏体组织,HB硬度值为340～350;而870～900℃1 h,30℃/h至640～660℃,炉冷至300℃,空冷,该钢的组织为铁素体+珠光体,HB硬度值为190～210:生产试验表明,30 t Φ 180 mm 18CrNiM07-6钢锻材经900℃10 h,≤30℃/h至650℃25 h,30℃/h至500℃空冷,可获得铁素体+珠光体组织。     

实验室模拟控制轧制和调质处理对桥梁钢Q690q组织和性能的影响

研究了920℃精轧,830℃终轧以12℃/s冷至590℃,空冷的TMCP控制轧制工艺和TMCP+940℃淬火-630℃回火两工艺的桥梁钢Q690q(/%:0.05C、0.30Si、1.40Mn、1.10Cu、0.50Cr、0.80Ni、0.07V、0.55Mo,焊接冷裂纹敏感指数P_cm≤0.267)15mm板组织和力学性能。结果表明,TMCP工艺生产的桥梁钢Q690q组织主要由粒状贝氏体和少量铁素体组成,TMCP+调质处理后的组织为多边形铁素体和少量渗碳体,其屈服强度R_p0.2为845～870MPa,抗拉强度Rm895～900MPa,-20℃冲击功153～186J, -40℃为141～155 J。调质处理减小了钢材的M/A岛尺寸和位错密度,使Q690_q钢保持高强度的同时也具有较好的冲击韧性。     

国内某钢厂低合金钢NM550的生产浅析

利用淬火+低温回火热处理工艺生产出低合金耐磨钢NM550,得到的试验钢其抗拉强度为1480MPa～1575MPa,断裂延伸率为10.9%～11.6%,-20℃冲击功为22J～39.5J,表面布氏硬度为534HB～555HB,满足GB/T24186-2009的要求。     

亚临界热处理对40SiMnCrNiMo高强度钎钢组织和性能的影响

为简化40SiMnCrNiMo钢钎具的热处理工艺，试验了880℃30min油冷＋600℃60min空冷的调质处理，860℃30min空冷的正火和780℃30min空冷的两相区亚临界热处理后钢的组织和性能。结果表明，亚临界热处理后钢中贝氏体区HV显微硬度值低于正火钢，钢的V-型冲击功为30J，高于正火后钢V-型冲击功（12J），接近调质后的V-型冲击功（40J）。钎杆寿命试验得出，正火钢钎具平均钻孔进尺10．78m，亚临界热处理钢钎具平均钻孔进尺108．30m，可满足使用要求和替代调质处理钎杆。     

回火工艺对贝氏体辙叉心轨钢组织性能影响研究

研究了Si—Mn—Cr低碳贝氏体钢在正火和回火过程中的组织转变和性能变化。结果表明:经350℃回火后具有良好的强韧配合,新型贝氏体钢屈服强度为1 196 MPa,抗拉强度为1 437 MPa,伸长率和断面收缩率分别为13%和50%,冲击韧性为72 J/cm~2,强韧性配合明显高于普通及淬火珠光体钢轨钢。而在450℃～600℃回火时出现明显的回火脆性。通过研究回火后的组织转变及残余奥氏体热稳定性、机械稳定性的变化,探讨了无碳贝氏体韧化及脆化机理,提出了适于该钢的最佳回火工艺。     

回火温度对20SiMnMo高强度钢微观组织与力学性能的影响

采用光学显微镜、扫描电子显微镜、洛氏硬度计、万能力学试验机以及冲击试验机研究了950℃淬火220℃、240℃、260℃、280℃、300℃和320℃3 h回火试验对20SiMnMo高强度钢（/%:0.22C,0.80Si,1.00Mn,0.40Mo,0.72Cr,0.20Ni）微观组织和力学性能的影响。结果表明,随着回火温度的升高,试验钢的硬度、强度不断下降,伸长率、室温冲击功先升高再降低。当260℃回火时,试验钢具有均匀细长的板条马氏体组织,其强塑韧综合力学性能最佳:硬度值44.8HRC、AKV2冲击功75.3 J、抗拉强度1 278 MPa、屈服强度1 210 MPa、伸长率15.5%。     

热处理对40CrMnSiB低合金超高强度钢组织和性能的影响

采用OM、SEM、JMatPro7.0分析技术,研究了热处理工艺(860～950℃淬火+200～400℃回火)对新型中碳40CrMnSiB低合金超高强度钢(0.41C,0.84Cr,0.76Mn,1.44Si,0.006B)微观组织及力学性能的影响。结果表明:920℃淬火和300℃回火钢的力学性能达到最佳强韧性匹配,即抗拉强度为1 943 MPa、屈服强度为1 931 MPa、延伸率为9%、断面收缩率为39.5%、冲击吸收功为44J、HRC硬度值为52.7。     

热处理对Φ245 mmx l2 mm V150高抗挤毁套管用钢27CrMnMoV组织和性能的影响

试验用Φ360 mm 27CrMnMoV钢(/%:0.27C,0.25Si,0.92Mn,1.06Cr,0.75Mo,0.009P,0.003S,0.088V)铸坯经穿孔和Φ340连轧机组热轧成Φ244.48 mm×15.11 mm无缝管。试验研究了830～950℃水淬,880℃水淬+600～680℃ 30～120 min回火,以及880℃两次水淬+620～660℃回火工艺对该钢管组织和性能的影响。一般要求V150管屈服和抗拉强度分别为1034～1241 MPa和≥1103 MPa,0℃横向冲击功≥80 J。结果表明,一次淬火+630～655℃ 60min回火时Mo和V碳化物析出产生二次硬化,其屈服和抗拉强度分别为1 034～1 150 MPa和1 103～1 225 MPa,0℃横向冲击功为80～108 J。二次淬火+635～655℃ 60 min回火工艺,循环淬火使奥氏体晶粒细化,提高强度的同时显著改善韧性,其屈服和抗拉强度分别为1 034～1 170 MPa和1 103～1 240MPa,0℃横向冲击功为80～120 J,比一次淬火+回火工艺更容易实现V150高抗挤毁套管性能的稳定性控制。     

正火预处理对调质26CrMoV钢φ195mm棒材横向-20℃冲击功的改善

对直径为 φ195 mm 的Ti-V微合金化26CrMoV 钢(/% ：0.27C,0.45Mn,0.25Si,0.006P,;0.004S, 0.97Cr,0.78Mo,0.002Ti,0.043V)热轧棒材取样后在热处理试验室分别按880 ℃淬火+645℃回火和925℃正火+880℃淬火+645℃回火两种工艺进行热处理。通过检测其皮下25.4 mm处力学性能,发现两种热处理工艺试样的屈服及抗拉强度相近,淬火+回火处理的-20 ℃横向冲击为46 ~47 J 而正火+淬火+回火处理的-20 ℃横向冲击功为79~86 J,改善效果明显。对比观察发现经正火预处理后钢的回火索氏体及铁素体组织更加均匀、细小。     

直接淬火800 MPa低合金高强度钢板的开发

开发的20 mm低成本铌钛硼微合金化低碳钢板(/%:0.06C、0.40Si、1.60Mn、0.010P、0.005S、0.050Nb、0.012Ti、0.002B)的生产流程为130 t顶底复吹转炉-LF-RH-250 mm板坯连铸-4300轧机轧制-直接淬火-回火工艺。通过终轧≥900℃,以≥20℃/s冷却速度直接淬火,500℃回火,20 mm钢板抗拉强度R_m为855 MPa,屈服强度R_p 0.2771 MPa,延长率A 16%,0℃冲击功A_kv2 217～238J, -40℃ A_kv2 137～181J。该钢的回火组织为细小的贝氏体板条,宽度为0.5～1.0μm,并有较多弥散分布的30～90 nm Nb+Ti碳氮化物析出。     

正火和淬火温度对30CrMoA钢除砂器大型锻件-40℃冲击韧性的影响

30CrMoA钢(/%:0.30C、0.21Si、0.53Mn、0.003S、0.005P、0.98Cr、0.22Mo、0.06V)除砂器锻件为外径Φ405～493 mm内径Φ90～167 mm的管状工件,技术条件要求调质后-40℃横向冲击功≥20 J。经常用正火+调质工艺920℃正火(风冷)+880℃正火(风冷)+860℃淬火(空冷+水冷)+630～680℃回火(空冷)后横向Rm715～815 MPa,Rp0.2 545～665 MPa, A 19%～20%,Z 65%～68%,室温A_kc 36～101 J,-40℃ A_kv 11～21 J; 通过Thermo-calc软件计算得出该钢平衡相图及计算的Ac3温度确定优化调质工艺950℃正火(风冷)+820℃淬火(空冷+水冷)+660～670℃回火(空冷),其横向力学性能为R_m 685～700 MPa,Rp_0.2 500～525 MPa, A 21%～22%,Z 63%～66%,室温A_kv 65～114 J,-40℃ A_kv 23～28 J,均符合技术条件要求。     

高品质压路机振轮用耐磨钢NM360的开发

设计和开发了压路机振轮用耐磨钢NM360(/%:0.10～0.15C,0.50～1.50Mn,≤0.001P,≤0.008S,0.20～0.50Mo,0.015～0.03Nb,0.018～0.15Ti,≥0.035Als,0.0012～0.003 0B,≤0.008N,≤0.0003 H,≤0.003O)32 mm板。900℃淬火+200℃回火后,该钢组织为回火马氏体;抗拉强度1150～1182 MPa,延伸率15%～17.5%;冲击功150～226 J;表面HBW布氏硬度值385～402;冷弯直径为32 mm,冷弯角度45°、90°、150°和180°冷弯试验全部合格;采用GM120焊丝焊接后,焊接接头抗拉强度为1 052 MPa,焊缝冲击功为58～63 J,焊缝HV硬度值390～396。