回火温度对Cu-Cr-Ti马氏体耐磨钢组织及强韧性的影响

摘要：矿山机械用耐磨钢构件服役环境恶劣而常常出现磨损失效，研究适用于复杂工况下的高耐磨钢成分、工艺与组织性能的关系，有利于提高耐磨构件的服役寿命并降低经济损失。利用SEM、TEM、洛氏硬度计、万能拉伸试验机及冲击试验机等，研究了160～400℃不同回火温度下Cu-Cr-Ti马氏体耐磨钢的组织形貌、强度硬度及-20℃冲击韧性的变化。结果表明，试验钢淬火态组织主要为板条马氏体，当回火温度为160℃时，马氏体板条依然清晰，但随回火温度升高到400℃，马氏体板条界渐渐消失，基体中出现大量片状或粒状渗碳体。EDS分析发现样品钢基体中含有纳米级Ti、Nb的碳氮化物。随回火温度升高，基体组织演变导致强化机制发生变化，回火温度为300℃，综合力学性能最佳，其抗拉强度为1500MPa，屈服强度1100MPa，伸长率为15.5%。随回火温度升高，-20℃冲击韧性由60J/cm2逐渐降低到36.3J/cm2。     

淬火温度对30Cr15Mo1N高氮轴承钢组织和性能的影响

 利用金相显微镜、扫描电镜、Thermo-Calc热力学软件、洛氏硬度仪和冲击试验机等研究了淬火温度对高氮轴承钢30Cr15Mo1N组织和力学性能的影响规律。结果表明,随着淬火温度升高,钢中析出相（M23C6和M2N）逐渐溶解,基体中元素分布趋于均匀。在淬火温度低于1 050 ℃时,原始奥氏体晶粒未明显长大,高于1 050 ℃后晶粒急剧长大。随着淬火温度的升高,硬度先升高后降低,在1 000 ℃淬火后硬度最高。经低温处理后,30Cr15Mo1N的硬度明显提高,且并未发生显著降低。在900 ℃淬火后高氮轴承钢30Cr15Mo1N的冲击韧性最佳,而1 000及1 100 ℃淬火后韧性大幅度降低。     

一种低合金超高强度钢组织与性能的研究

通过拉伸、冲击和断裂韧性等力学试验方法,光学显微镜、SEM、TEM和XRD等分析测试方法以及热力学平衡计算方法,对一种发动机壳体用低合金超高强度钢(30Cr3)的组织和性能进行了研究.结果表明:试验钢30Cr3的室温平衡转变组织为?Fe和碳化物(包括MC、M23C6、M7C3);30Cr3钢具有很好的淬透性,正火处理后,主要得到马氏体组织;在回火过程中,?碳化物在马氏体板条内弥散析出.在试验条件下,30Cr3钢的抗拉强度和屈服强度随着回火温度的升高而逐渐提高,在250℃回火时,抗拉强度达到最大值1870MPa而随着回火温度的提高,冲击韧性和断裂韧性逐渐降低.     

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℃奥氏体化淬火后形成大量残余奥氏体,随后-73℃2 h冷处理及回火将其体积分数由31%降至约6%。由于残余奥氏体的相变强化及细小碳化物与碳氮化物析出强化,X60N钢的最终HRC硬度值由淬火的56.6提高到61.2(低温回火)和60.8(高温回火)。此外,凭借加氮后具有较高的初始硬度、均匀的组织及超细碳氮化物析出,X60N钢在高温硬度及耐蚀性能方面比440C钢(/%:1.00C,17.62Cr,0.55Mo,0.002N)更加优异。     

热处理工艺对新型刀具用马氏体不锈钢6Cr15Mo组织和性能的影响

研究了6Cr15Mo钢(%:0.59C、14.96Cr、0.52Mo、0.22V、0.004 6N)1 000～1100℃淬火的组织和硬度,以及1080℃淬火+100～700℃回火时,该钢的组织、硬度和冲击韧性。结果表明,1080℃淬火6Cr15Mo钢硬度值最高(平均HRC值61.6),在500℃回火出现二次硬化峰,冲击韧性较低(12 J/cm~2),采用1 080℃淬火+150～250℃回火,可获得最佳强韧性配合(平均HRC值55,冲击值17 J/cm~2)。     

回火温度对高碳钢断裂韧性的影响

研究了回火温度对高碳钢断裂韧性及其他力学性能的影响。利用紧凑拉伸试样测量其平面应变断裂韧度,扫描电镜(SEM)观察回火后的组织演变规律及断裂韧度试样断口形貌。结果表明:随着回火温度的升高,马氏体逐渐分解消失,从过饱和α固溶体中析出的碳化物数量逐渐增多并发生聚集长大,强度和硬度下降,塑性、断裂韧性和冲击韧性上升。位错强化和固溶强化作用减弱是试验钢强度降低、韧性升高的主要原因。     

回火对00Cr15Ni6Mo2高强马氏体不锈钢组织和性能的影响

研究了一种高强马氏体不锈钢00Cr15Ni6Mo2在回火过程中的逆变奥氏体的体积分数变化及其对力学性能的影响.结果表明,在550 ～750℃之间回火,当回火温度达到670℃时,逆变奥氏体的体积分数达到峰值39％,该钢在670℃回火时的HV硬度为280,夏比V缺口冲击吸收能为187.5 J,也分别达到峰值.沿马氏体板条析出的逆变奥氏体,对提高该钢回火条件下低温冲击韧性具有重要作用.     

富Nb复合碳氮化物对22Cr15Ni3.5CuNbN奥氏体钢焊接模拟热影响区组织和性能的影响

采用Gleeble热模拟的方法, 通过模拟焊接过程中快速加热和冷却的热循环过程, 得到1150~1300 ℃不同峰值温度下22Cr15Ni3.5CuNbN奥氏体钢扩大的热影响区组织, 并对其进行冲击性能分析. 对热影响区组织的研究表明, 实验钢的母材中存在一定量富Nb复合碳氮化物, 有效钉扎晶界, 且与大量位错缠结. 在焊接过程中, 该富Nb复合碳氮化物经历溶解与重新析出的复杂过程: 当峰值温度为1150 ℃时, 仅小颗粒的富Nb碳氮化物发生了溶解, 而峰值温度为1300 ℃时, 富Nb复合碳氮化物经历溶解与重新析出, 呈现网状的组织形貌, 且其整体尺寸增加. 富Nb复合碳氮化物的演化导致了冲击功的变化, 经历焊接热循环条件的实验钢较母材具有更高的冲击韧性, 随着峰值温度的升高, 冲击韧性呈现先升后降的趋势, 其中在峰值温度为1150 ℃时实验钢的冲击韧性最高.      

氮对0Cr13Ni4Mo马氏体不锈钢机械性能的影响

研究结果表明，含0．018％N的低氮对0Cr13Ni4Mo马氏体不锈钢未出现中温回火脆性，含0．054％N的高氮钢有中温回火脆性出现，经600℃高温回火后可获得高的强韧性配合和极高的－60℃低温冲击韧性。     

马氏体时效钢和低碳马氏体钢的组织及其机械性能

当今，采用节约合金的03Cr11Ni10Mo2Ti（з-П678型）的马氏体时效钢（MCC）制造大型的零件和强度达1000—1400MPa重要用途的结构。为保证这样高的强度，规定该钢种（MCC）的回火温度（500～560℃）要比具有最大强度时的回火温度高40～60℃。在回火状态该钢种（MCC）的组织是无碳的马氏体团和Ni，Ti、Fe2Mo等金属间化合物的弥散析出物组成。这种组织在规定的强度水平下能保证高的冲击韧性值和高的抗裂性。     

热处理对超级13Cr不锈钢组织及拉伸性能的影响

 为了研究热处理工艺对超级13Cr不锈钢组织及拉伸性能的影响，采用了光学显微镜、X射线衍射仪、透射电子显微镜、显微硬度测试及应变速率拉伸等试验方法。结果表明，经过水淬和油淬处理的超级13Cr不锈钢组织及拉伸性能相差不大。但相比于水淬，采用油淬的试样经回火处理后塑性得到更大提升。淬火试样经回火处理后，组织变为回火索氏体。随着回火温度升高，材料的塑性先增加后减小，硬度与强度变化则相反。620 ℃回火试样含有逆变奥氏体，强度塑性组合较好。二次回火能够增加超级13Cr不锈钢中逆变奥氏体含量，但塑性变化不明显，强度下降较大。     

热处理工艺对2Cr11Mo1VNbN耐热钢组织和性能的影响

 为了解决2Cr11Mo1VNbN钢短时持久性能低的问题，采用OM、SEM、TEM等手段研究了不同淬火和回火工艺下超超临界叶片用2Cr11Mo1VNbN马氏体耐热钢的组织、室温力学性能及短时持久性能。结果表明，随着淬火温度的提升，强度和硬度增加，冲击吸收功在1 075 ℃后呈降低趋势；1 125 ℃淬火+660 ℃回火后，该钢的649 ℃+228 MPa的短时持久性能明显提升。回火温度高于660 ℃，强度和硬度降低，冲击吸收功增加，短时持久性能急速衰减。微观组织分析表明，提高淬火温度，合金中的一次粗大铌的碳化物更多地固溶到基体中，析出数量减少，固溶强化作用增加，强度和硬度增加，使合金的弱化区减少，提高了材料抵抗高温变形的能力，改善了合金的持久性能。     

淬火及回火处理对新型槽帮钢30MnSiCrMo组织性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜、拉伸冲击试验机及布氏硬度计等研究了新型槽帮钢30MnSiCrMo经900～920℃30 min淬火,350～550℃2h回火的组织性能变化。结果表明,350～550℃不同回火过程中,试验钢出现马氏体分解、碳化物转变、聚集长大及α相回复再结晶等转变,室温组织由回火马氏体向回火屈氏体和回火索氏体过渡。随着回火温度的上升,基体固溶强化与碳化物析出强化减弱,试验钢的强度与硬度连续降低,而塑性与韧性不断提高,试验钢在900和920℃30 min水淬后450～520℃2 h回火时获得良好的强韧性匹配,即抗拉强度1159～1008 MPa,屈服强度1107～944 MPa,断后伸长率11.8%～15.0%,室温硬度336～293HBW,V型缺口冲击吸收功45.5～67.5 J,能够满足中部槽材料的强韧性要求。     

热处理对1Cr12Ni3Mo2VN马氏体耐热钢组织和性能的影响

试验1Cr12Ni3Mo2VN钢（/%:0.13C,0.16Si,0.70Mn,11.42Cr,2.78Ni,1.67Mo,0.30V,0.0360N）的冶金流程为30t EAF-LF-VD-3t ESR-锻造成Φ350mm材。研究了950~1100℃淬火和200~700℃回火对1Cr12Ni3Mo2VN钢组织与性能的影响以及500℃,500~10000h时效的拉伸性能。结果表明,淬火温度950~1100℃对1Cr12Ni3Mo2VN钢力学性能的影响不明显;该钢的回火脆性区在600℃左右,但对钢的塑性的影响较小。经1040℃淬火、540℃回火的1Cr12Ni3Mo2VN钢,在500℃时效500h后,其抗拉强度和屈服强度分别下降了7.7%和5.8%,时效10000h后,其抗拉强度和屈服强度分别下降了13.4%和14.6%,断面收缩率下降了40%,主要原因是杂质元素在晶界处偏聚以及碳化物在晶界处析出。     

回火温度对中碳合金钢4Cr5MoSiV1Nb组织和性能的影响

 为了优化合金性能，研究了回火温度对中碳合金钢4Cr5MoSiV1Nb组织和性能的影响。试验结果表明，4Cr5MoSiV1Nb合金钢的二次硬化温度区间为300～550 ℃，峰值出现在550 ℃，此时硬度值为56.3HRC，同时伴有冲击韧性的显著降低，冲击韧性降低的原因是合金钢回火时含铬铬的细短棒状合金渗碳体在晶界析出，可以推测减少淬火合金钢中铬的偏析将会减少晶界析出，提高冲击韧性。微量铌的加入形成了（V，Nb）C强化相颗粒。合金在250～350 ℃回火综合性能最佳，可以达到冲击韧性15 J/cm2、硬度55HRC以上。     

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。     

Effect of tempering on mechanical properties of 25Co15Ni11Cr2MoE steel

The change rule of mechanical properties and impact fracture morphologies of a high Co- Ni secondary hardening ultra- high strength 25Co15Ni11Cr2MoE steel tempered at 200-750?? after quenched was studied by mechanical properties test and microstructure analysis such as optical microscope(OM) and scanning electron microscope(SEM). The results show that experimental steel after quenching and tempering has a remarkable secondary hardening effect. After tempered at 400-495??, the hardness of experimental steel can reach and beyond the quenched hardness. In this range, tensile strength, yield strength and hardness of experimental steel increase with the tempering temperature increasing, tensile strength and hardness of experimental reach maximum (57. 3HRC and 2160MPa) after tempered at 470??, meanwhile, with the tempering temperature increasing, impact toughness of experimental steel decreases during the prophase, until reaches minimum at 430??, then increases gradually, and reaches maximum after tempered at 510??. The recommended optimum heat treatment process of 25Co15Ni11Cr2MoE steel is as follow: 950???1h oil quenching??(-73??)??1h rising back to room temperature in the air ??495???5h air cooling. At this time, the experimental steel has the best strength and toughness matching.     

Effect of Heat Treatment on Reversed Austenite in Cr15 Super Martensitic Stainless Steel

 The effect of different heat treatments on the reversed austenite in Cr15 super martensitic stainless steel was investigated. The experimental results indicate that the microstructure of the steel is composed of tempered martensite and diffused reversed austenite after quenching at 1050 ℃ and tempering from 550 to 750 ℃. The volume fraction and size of reversed austenite increase with increasing tempering temperature and both of them reach the maximum value at 700 ℃. The volume fraction and size of reversed austenite decrease when the temperature is above 700 ℃. The transmission electron microscope (TEM) results indicate that the orientation relationship between tempered martensite and reversed austenite belongs to Kurdjmov-Sach (K-S) relationship.     

800MPa级高强钢调质工艺的研究

针对1种800MPa级高强钢的调质过程,分析了不同淬火温度和回火温度对实验钢力学性能和组织的影响。结果表明：淬火温度在880～920℃之间时,随着淬火温度升高,实验钢的强度逐渐降低,-40℃冲击韧性是先升高后降低,并在900℃达到最大;回火温度在550～700℃之间,随着回火温度的升高,实验钢的强度逐渐下降,-40℃冲...