热处理工艺对高强建筑用钢组织和力学性能的影响研究

采用箱式电阻炉对试验钢进行了三种不同淬火温度的淬火+高温回火热处理,并对试样的显微组织进行了观察,对拉伸和冲击力学性能进行了检测。结果表明,在两相区淬火的试样的显微组织以多边形铁素体+岛状马氏体为主,随淬火温度升高,铁素体含量逐渐降低,马氏体含量逐渐增加,晶粒逐渐细化;回火组织以回火马氏体+铁素体为主,与淬火组织相比,铁素体明显粗化,马氏体含量下降,马氏体板条特征逐渐消失,铁素体晶界有较多碳化物析出;随淬火温度升高,回火后钢板屈服强度、伸长率和低温冲击韧性均逐渐升高,抗拉强度先提高后略有下降;试验钢经800℃淬火+500℃回火能获得优良的综合力学性能。     

高温回火对4330V钢组织及力学性能的影响

通过显微组织观察、拉伸和冲击试验、硬度测试等研究了高温回火温度对4330V钢组织及性能的影响。结果表明,4330V钢经880℃油淬560~650℃回火后的组织均为回火索氏体+片状或块状铁素体+碳化物;钢在620℃回火后具有优良的强韧性匹配;560℃回火后,室温强度和布氏硬度达到最大,冲击吸收能量则最低,而650℃回火后则反之。随着回火温度升高,4330V钢的抗拉强度、屈服强度、硬度逐渐下降,冲击吸收能量逐渐升高。     

回火温度对42CrMo齿轮钢组织与力学性能的影响

采用扫描电镜(SEM)、拉伸试验机等研究了550～650℃不同温度回火对42CrMo齿轮钢显微组织与力学性能的影响.结果 表明:回火态42CrMo钢组织主要为铁素体、渗碳体及少量残余奥氏体.随着回火温度的升高,试验钢中析出碳化物数量先增加后逐渐减少,碳化物的尺寸越来越细小,铁素体也从板条状逐渐转变为块状.随着回火温度的...     

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。     

回火温度对加工器械用钢组织及力学性能的影响

利用投射电子显微镜和万能试验机对不同回火温度下加工器械用钢的力学性能和显微组织进行研究。结果表明:随着回火温度的升高,试验钢的抗拉和屈服强度都减小,其伸长率和冲击韧度呈上升趋势;当回火温度较低时,钢中析出大量碳化物,提高了其强度;当温度升高,析出的碳化物宽度变窄,试验钢脆性增加;当回火温度进一步升高后,钢中局部出现铁素体晶块;当回火温度为550℃时,纳米级碳化物析出,起到了细晶强化作用。     

回火温度对1100 MPa级高强钢组织与性能的影响

研究了920 ℃水淬+不同温度回火后1100 MPa级高强钢的显微组织和力学性能。结果表明:回火温度为250 ℃时,所得到的力学性能最佳,抗拉强度、屈服强度、硬度、断后伸长率和冲击吸收能量分别为1423 MPa、1220 MPa、446 HV5、14.2%和56 J。随回火温度的升高,抗拉强度、屈服强度、硬度值整体呈现下降的趋势,冲击吸收能量先减小后增加。回火温度为150 ℃时,组织为回火马氏体和ε碳化物,析出的ε碳化物呈细长杆状。回火温度上升到250 ℃之后,马氏体板条稍有粗化,ε碳化物长大。随回火温度继续升高,板条马氏体逐渐转变为等轴铁素体,ε碳化物也会转变为渗碳体并逐渐球化粗化。     

热处理对11Cr3W3Co铁素体/马氏体钢组织和力学性能的影响

使用不同的热处理工艺参数研究了11Cr3W3Co铁素体/奥氏体钢组织和力学性能的变化规律。结果表明,钢的强度随回火温度的升高而降低,并在550℃回火后的钢出现了明显的二次硬化。回火温度超过550℃后,强度快速下降。11Cr3W3Co钢经过不同热处理后均发现有大量的δ铁素体。高温回火后,δ铁素体的边界形成80~100 nm宽的M_(23)C_6碳化物析出带。同时,二次硬化是由于大量细小W_2C碳化物的析出造成的。随回火温度升高,晶粒内部出现位错胞,位错密度下降,从而使钢的强度降低。     

ZG30Mn钢的热处理工艺

为研究热处理工艺对ZG30Mn钢性能的影响,对比了正火、正火+回火、淬火+回火处理工艺条件下ZG30Mn钢的组织和力学性能。结果表明,ZG30Mn钢经过870℃正火后组织为粒状贝氏体,870℃正火+600℃回火后,组织为铁素体+粒状碳化物,强度降低,塑韧性升高。870℃淬火+600℃回火后,组织为回火索氏体,强塑积最高,具有最优的综合力学性能。     

压裂泵阀箱用30CrNi2MoV钢回火工艺研究

采用OM观察、拉伸试验、冲击试验等方法,研究了不同温度回火对30CrNi2MoV钢显微组织及性能的影响规律。结果表明:540℃回火处理后,30CrNi2MoV钢试样组织为铁素体和片状渗碳体,630℃回火时组织为铁素体与颗粒状碳化物的混合组织。在540～630℃范围内,随着回火温度的升高,铁素体基体重新结晶,片状渗碳体逐渐发生粗化、扩散,最后呈颗粒状,均匀分布在基体中,30CrNi2MoV钢试样的抗拉强度和屈服强度逐渐降低,伸长率逐渐升高,冲击吸收能量先降低后升高。630℃回火后,30CrNi2MoV钢屈服强度满足压裂泵阀箱材料≥680 MPa的技术要求,且韧性最高,达到183 J/cm~2,可以更好地抵抗冲击应力,提高产品使用寿命。     

回火温度对NM600耐磨钢组织和性能的影响

利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)等试验方法,对实验室试制NM600耐磨钢热轧后淬火态钢板在不同温度回火后的组织和力学性能进行了观察和测量,研究了回火温度对组织和力学性能的影响。结果表明,热轧淬火态试验钢经回火处理后,随着回火温度的升高,显微组织由板条贝氏体+少量马氏体,逐渐过渡到粒状贝氏体+弥散的碳化物;贝氏体板条和马氏体板条发生溶解,位错密度降低;在温度高于200℃时,贝氏体铁素体板条的溶解,析出的碳化物所产生的强化作用已经不再明显,导致试验钢的各项力学性能出现下降。综合分析可知,试验钢在200℃回火时可获得较为优良的力学性能。     

超高碳钢球化组织与性能研究

对一种含碳量为1.41%的超高碳钢分别采用离异共析（DET）和淬火＋高温回火工艺球化后进行组织和力学性能研究。结果表明：球化处理后锻造组织中的碳化物得到充分球化,获得了铁素体基体上弥散分布超细球状碳化物的组织;其屈服强度和抗拉强度都有明显提高,伸长率达到17.5%,是一种优良的结构钢材料;超高碳钢拉伸过程中裂纹容易在大颗粒碳化物处萌生并扩展。     

回火温度对新型贝氏体钢组织与性能的影响

通过显微组织观察和力学性能测试,研究了新型贝氏体钢在不同温度回火后组织及性能的变化。结果表明,此材料正火后的组织为贝氏体、铁素体和残余奥氏体,是一种新型的粒状贝氏体。低温回火后,硬度变化不大,且强韧性配合好,具有良好的综合力学性能。     

A508-3钢回火过程的组织演变及动力学分析

回火对核电设备用A508-3钢的力学性能影响很大。采用扫描电镜和硬度测试研究了A508．3钢回火过程中组织的演变和性能的变化,并对经600～660℃回火的钢进行了基于硬度测量的动力学分析。回火过程中硬度的变化可以用残留奥氏体和奥氏体一马氏体的分解,贝氏体铁素体内碳化物的析出、粗化以及贝氏体铁素体的回复再结晶来解释。动力学分析表明,A508．3钢在600～660℃回火时的相变激活能约为101．4kJ／mol,与碳原子在铁素体中的扩散激活能相近。A508．3钢只有在较高温度回火时,才出现贝氏体铁素体内碳化物的大量析出和粗化,这说明该钢种具有较好的回火稳定性。     

回火时间对高强抗震耐火钢板组织与力学性能的影响

采用OM、SEM、TEM、拉伸试验和冲击试验等,研究了600 ℃回火不同时间对690 MPa级高强抗震耐火钢板的力学性能、微观组织及析出行为的影响。结果表明,不同回火时间对耐火钢板的力学性能和微观组织有重要影响。耐火钢板经过600 ℃回火后强度稍有降低,但伸长率增大,屈强比降低,综合力学性能提高,低温冲击吸收能量随回火时间的延长而降低。最优回火保温时间为15 min,此时试验钢板的屈服强度为976 MPa、硬度为396 HV,-40 ℃冲击吸收能量为164 J,其组织由贝氏体+铁素体+少量马氏体构成,在马氏体和铁素体中均存在位错和细小析出相,析出相为富Nb的Nb、Ti复合碳化物,发挥沉淀强化作用;当保温时间延长至60 min后,析出大量细小Nb、Ti和Mo复合碳化物,但此时的沉淀强化作用不能弥补铁素体造成的强度损失,所以在相同温度回火过程中,随着回火时间的延长,抗拉强度和硬度下降。     

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。     

1.6%C超高碳钢显微组织与性能研究

对1.6%C超高碳钢进行离异共析和淬火+高温回火两种工艺球化预处理,获得了铁素体基体上分布超细碳化物组织,在此基础上进行了两类淬火处理。显微组织观察分析表明:淬火组织亚结构为位错与孪晶并存;采用感应加热淬火时随感应加热淬火次数增加,板条马氏体增加,孪晶马氏体减少。力学性能测试显示:本试验用超高碳钢强度与中碳结构钢相当;塑性很好,伸长率达17%。     

E级钢调质处理后的组织与性能

通过优化E级钢的调质热处理工艺,找到该钢调质后低温冲击性能提高的内在原因。并用光学显微镜对钢的显微组织进行分析,用拉伸试验机对经不同热处理后E级钢试件的拉伸性能和-40 ℃冲击性能进行检测。结果表明,在910 ℃淬火回火后,得到均匀的索氏体组织,冲击性能最佳。通过对冲击断口的观察和钢中碳化物析出行为的研究,指出E级钢调质处理后的韧性与碳化物的形貌与分布有关,低于550 ℃回火时,钢中的碳化物主要在板条边界和晶界析出,低温冲击性能低;高于550 ℃回火时,碳化物主要在晶内析出,呈粗粒状,且铁素体呈等轴状,冲击性能较高。     

Effect of Post-weld Heat Treatment on the Mechanical Properties of Supermartensitic Stainless Steel Deposit

Supermartensitic stainless steels have good weldability and adequate tensile property, toughness and corrosion resistance. They have been developed as an alternative technology, mainly for oil and gas industries. The final properties of a supermartensitic stainless steel deposit depend on its chemical composition and microstructure: martensite, tempered martensite, ferrite, retained austenite and carbides and/or nitrides. In these steels, the post-weld heat treatments (PWHTs) are usually double tempering ones, to ensure both complete tempering of martensite and high austenite content, to increase toughness and decrease hardness. The aim of this work was to study the effect of post-weld heat treatments (solution treatment with single and double tempering) on the mechanical properties of a supermartensitic stainless steel deposit. An all-weld metal test coupon was welded according to standard ANSI/AWS A5.22-95 using a GMAW supermartensitic stainless steel metal cored wire, under gas shielding. PWHTs were carried out varying the temperature of the first tempering treatment with and without a second tempering one, after solution treatment. All-weld metal chemical composition analysis, metallurgical characterization, hardness and tensile property measurements and Charpy-V tests were carried out. There are several factors which can be affected by the PWHTs, among them austenite content is a significant one. Different austenite contents (0-42%) were found. Microhardness, tensile property and toughness were affected with up to 15% of austenite content, by martensite tempering and carbide precipitation. The second tempering treatment seemed not to have had an important effect on the mechanical properties measured in this work.