大直径厚壁X70QS钢级管线用无缝钢管的在线热处理工艺研究

介绍了大直径厚壁X70QS钢级管线用无缝钢管的化学成分及在线淬火热处理工艺,对比分析了在线淬火和离线淬火对X70QS钢级管线用无缝钢管组织与性能的影响。分析认为:采用轧制后的再加热+定径在线淬火热处理工艺,使得X70QS钢级管线用无缝钢管的表层和心部均获得针状铁素体组织,其强度、韧性和耐蚀性能优良。     

热处理工艺对X100管线用无缝钢管组织性能的影响

采用不同淬火和回火工艺,进行X100钢级管线用无缝钢管的系列热处理试验,研究淬火温度和回火温度对其组织性能的影响。试验结果表明:X100钢级管线用无缝钢管在930℃淬火时能够完全奥氏体化,并获得针状铁素体和板条贝氏体组织;随着回火温度的变化,试验管的组织和性能呈一定规律;采用930℃淬火+620℃回火热处理工艺,试验管可获得晶粒细小且分布均匀的针状铁素体,综合性能最佳。     

抗H_2S腐蚀无缝管线管的研制

依据美国石油协会API Spec 5L标准,通过合金成分设计、冶炼轧制工艺优化、热处理制度筛选等手段,试制了力学性能及抗H_2S腐蚀性能优良的无缝管线管。结果表明:试制管线管热轧态及调质态力学性能及抗酸性腐蚀性能均满足API Spec 5L标准要求。热轧态组织晶粒细小均匀,珠光体片层间距较小,性能满足X52钢级管线管要求,经过900℃淬火+600℃回火调质工艺后,组织中针状铁素体数量增加明显,其综合力学性能最优,可作为X65钢级管线管使用。     

X56QS低温酸性线管用钢的亚温淬火及回火

针对大口径厚壁X56QS低温酸性无缝线管用钢,对比分析亚温淬火+回火、正常淬火+回火以及提高淬火温度+回火工艺的组织及性能。结果表明,采用亚温淬火形成大量铁素体,使材料的强度有所降低,韧性显著提高,回火后获得的索氏体组织既提高材料的强度又改善了韧性。     

X80Q钢级海洋桩腿支撑管的研制

介绍了X80Q钢级海洋桩腿支撑管的化学成分和设计方案;归纳了生产过程中的工艺控制要点,通过试验确定其最佳热处理工艺;并评定其力学性能和焊接工艺。试验结果表明:以低C含Mn钢为基础,加入Cr、Mo、Ni、V、Ti、Nb等微合金元素可提高X80Q钢级海洋桩腿支撑管的强度,细化晶粒,降低其过热敏感性;在淬火温度930℃、回火温度625℃时,其组织均匀、晶粒细小;产品力学性能和焊接性能较好,能满足用户要求。     

X70钢级低温管件焊接及热处理工艺试验研究

分析X70钢级低温管件用钢板的化学成分、金相组织、力学性能,研究X70钢级低温管件的焊接工艺、热处理工艺。分析认为:采用20 kJ/cm较低焊接线能量、多层多道埋弧焊接工艺,可得到较均匀、细化的原始焊态金相组织;焊后采用淬火(950±10)℃×1.5 h+回火(630±10)℃×2.5 h调质热处理工艺,焊缝及热影响区可获得较好的综合力学性能。     

31CrMoV9热处理工艺研究

分析了淬火温度和回火温度对31CrMoV9钢力学性能和组织的影响。淬火温度一定时,随回火温度升高,材料的抗拉强度和屈服强度下降明显,低温冲击性能则提升显著。回火温度一定时,随淬火温度的提高,材料的强度指标得到提高,但塑性和韧性降低。材料的最佳调质处理工艺为:930℃淬火+600℃回火。     

超级13Cr 95钢级无缝钢管热处理工艺研究

研究了超级13Cr挤压管的热处理工艺，通过不同温度的淬火及回火处理，探寻获得性能稳定的95钢级无缝钢管的热处理工艺，实现车间批量生产。试验结果表明，淬火温度对超级13Cr钢的力学性能影响较小，而回火温度对其屈服强度的影响较大。回火温度由低向高增加的过程中，存在两个力学性能能够达到95钢级的温度区间：低温段回火时，屈服强度随温度变化的波动幅度较大，不利于性能的稳定控制；高温段回火时，屈服强度随温度变化的波动较小，可以获得较为稳定的力学性能。利用显微镜、扫描电镜观察和分析热处理后的显微组织，从理论上说明形成稳定拉伸性能的原因。     

X60钢级管线用无缝钢管的研制

从钢种成分、工艺路线、工业性试验等方面论述了X60(PSL1)钢级管线用无缝钢管生产中存在的问题,分析了产生的原因,认为MnNb钢在1050℃以上的温度时,其奥氏体晶粒将出现明显的混晶及粗化现象,将对钢管的综合力学性能,尤其是冲击韧性有不利的影响。将AR轧管机终轧温度控制在1050℃以下是提高该钢种冲击韧性的有效途径。也是用非调质工艺生产X60(PSL1)钢级管线用无缝钢管的关键措施。     

两相区淬火工艺对超高强钢组织性能的影响

研究了升温进入两相区淬火与奥氏体化后降温进入两相区淬火对960 MPa级调质型超高强钢组织性能的影响。结果表明：升温淬火工艺获得板条马氏体+针状铁素体组织,随着两相区淬火温度从800 ℃升高至850 ℃,强度提高,冲击性能变化较小;降温淬火工艺获得板条马氏体+多边形铁素体组织,随着两相区淬火温度从750 ℃降低至650 ℃,强度和冲击性能基本上保持不变。与常规QT工艺相比,试验钢升温和降温进入两相区淬火工艺后的强度均略有降低,但冲击性能均明显改善,其中降温淬火工艺冲击性能的改善更为明显。     

2195合金锻造管的淬火与时效工艺

研究了2195合金大规格锻造管的淬火与时效工艺。通过拉伸试验、金相显微仪和透射电镜考察了热处理工艺参数对其力学性能和显微组织的影响。淬火敏感性试验表明,产品必须采用水冷方式淬火,但对冷却水的温度可以不作严格控制。不同温度的人工时效工艺试验表明,低温峰值时效可以使产品获得较高的强度和理想的伸长率,而时效温度升高将导致沉淀相粗化,使产品的强度下降。合理的2195合金锻造管的淬火工艺为500℃固溶、水冷淬火,人工时效制度为150℃时效195 h。     

两相区淬火工艺对超高强度钢组织与性能的影响

研究了升温进入两相区淬火与奥氏体化后降温进入两相区淬火对960 MPa级调质型超高强钢组织性能的影响。结果表明:升温淬火工艺获得板条马氏体+针状铁素体组织,随着两相区淬火温度从800℃升高至850℃,强度提高,冲击性能变化较小;降温淬火工艺获得板条马氏体+多边形铁素体组织,随着两相区淬火温度从750℃降低至650℃,强度和冲击性能基本上保持不变。与常规QT工艺相比,试验钢升温和降温进入两相区淬火工艺后的强度均略有降低,但冲击性能均明显改善,其中降温淬火工艺冲击性能的改善更为明显。     

锰及热处理参数对中碳低合金耐磨钢组织与性能的影响

研究了Mn和热处理工艺对中碳低合金耐磨铸钢组织和力学性能的影响。结果表明,实验钢的最佳奥氏体化温度为870℃,实验钢经不同温度淬火、低温回火后,钢的硬度变化并不显著,在46~54 HRC之间;w(Mn)1.5%时经870℃奥氏体化+等温淬火和200℃回火热处理,试验钢回火后的组织主要为回火马氏体,材料获得最佳的综合力学性能,是矿用挖掘机铲齿最好材质之一。     

临界淬火工艺对9Ni低温钢力学性能及精细组织的影响

研究了临界淬火热处理(QLT)工艺对LNG工程用9Ni低温钢力学性能及精细组织的影响。与常规调质(QT)工艺的对比研究显示,QLT工艺在略微降低强度水平的情况下,显著提高9Ni钢的低温韧性水平及工艺稳定性,屈强比降低。随着两相区淬火温度的提高,9Ni钢的抗拉强度基本不变,屈服强度逐渐升高,低温冲击功在640~680℃范围达到最高值,为200 J以上。QLT工艺处理9Ni钢良好的低温韧性水平与层片化的细化马氏体组织及一定数量的稳定逆转变奥氏体直接相关。实验钢在640~680℃的两相区淬火,可获得10%以上含量的逆转变奥氏体,有利于低温韧性的改善。     

X56QS低温用酸性管线管的亚温淬火及回火

针对大口径厚壁X56QS低温用酸性无缝线管,对比分析亚温淬火+回火、正常淬火+回火以及提高淬火温度+回火工艺的组织及性能。结果表明,采用亚温淬火形成大量铁素体,使材料的强度有所降低,韧性显著提高,回火后获得的索氏体组织既提高材料的强度又改善了韧性。     

淬火温度对2200 MPa级超高强度钢力学性能与微观组织的影响

采用力学性能测试、光学显微镜(OM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)等材料分析方法研究了淬火温度对2200 MPa级超高强度钢的力学性能及微观组织的影响。结果表明,试验钢最佳淬火温度为1025 ℃,再经后续热处理能获得最佳的强韧性匹配,此时抗拉强度为2244 MPa,屈服强度为1836 MPa,U型缺口冲击吸收能量为59 J,断裂韧性为57.7 MPa·m^1/2。淬火温度较低时,出现粗大一次碳化物富Mo型M₆C碳化物,严重影响强度和韧性。随着淬火温度升高,一次碳化物逐渐减少,直至1000 ℃完全消失,当淬火温度高于1025 ℃时晶粒显著粗化,晶粒尺寸成为主要的负面影响因素。     

淬火工艺对含Ni中锰钢组织和性能的影响

通过扫描电镜观察、拉伸及低温冲击试验,研究了不同淬火工艺对含1%(质量分数)Ni的中锰钢组织和性能的影响。结果表明,随着淬火温度升高,试验钢的屈服强度和抗拉强度先增大后减小,随后再逐渐增大,低温冲击吸收能量具有相同变化趋势;中锰钢的最优调质工艺为900 ℃淬火后于600 ℃回火,其屈服强度、抗拉强度及伸长率分别能达到560 MPa、640 MPa及21.8%,-50 ℃ 冲击吸收能量达到270 J,获得了良好的综合力学性能。调质态试验钢在不同淬火温度下均获得了铁素体和回火马氏体组织,随着淬火温度升高,马氏体比例增加,晶粒尺寸逐渐减小。     

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。     

汽轮机叶片钢X22CrMoV12-1的研制

对X22CrMoV12-1钢的化学成分进行了优化设计,并对X22CrMoV12-1钢热处理工艺进行了研究。结果表明,相同回火温度下,微调淬火温度对室温力学性能影响不大;相同淬火温度下,随回火温度提高,材料韧性提高,强度降低。采用1020 ℃淬火+690 ℃回火的热处理工艺,可获得优良的综合力学性能,可用于实际生产。     

淬回火工艺对建筑用20MnSi钢组织与力学性能的影响

利用光学显微镜、拉伸试验机等研究了不同淬回火工艺对20MnSi钢显微组织与力学性能的影响。结果表明:经920℃淬火后,20MnSi试验钢的组织为板条状马氏体。当淬火温度升高到960℃时,组织中马氏体发生粗化。在840～960℃,随着淬火温度的升高,试验钢强度先升高后降低,920℃淬火试验钢的强度达到最大值。在420～620℃,随着回火温度的升高,试验钢的强度、屈强比逐渐降低,伸长率逐渐升高。经920℃淬火+420℃回火处理的20MnSi钢强度达到900 MPa,伸长率、屈强比满足使用要求,为理想的淬回火工艺。