不同冷却方式对20Mn2SiVB钢组织和性能的影响

对20Mn2SiVB钢在两相区不同温度加热后经不同的冷却方式进行处理，并研究了该钢的组织和性能。结果表明，该钢在冷却过程中组织均为未溶的先共析铁素体、从奥氏体中析出的共析铁素体、少量的无碳化物贝氏体、粒状贝氏体和马氏体。拉伸试验表明，20Mn2SiVB钢在800℃奥氏体化后经风冷可取得最佳的力学性能。     

高强度R400HT钢轨热处理工艺优化

以高强度过共析R400HT钢轨为研究对象，对R400HT钢轨冷却过程中组织转变和硬度进行测试分析，建立了R400HT钢轨的CCT曲线。在此基础上制定了R400HT钢轨的主要热处理工艺参数范围，并进行热模拟正交试验。结果表明，R400HT钢轨最优热处理工艺为入口温度780～800℃、出口温度480～510℃、冷却速率3.0～3.5℃/s。按照上述工艺进行了工业试制，试制R400HT钢轨踏面硬度425.5～428.3 HBW,抗拉强度1425～1440 MPa,显微组织为珠光体，达到了预期目标。     

稀土元素Ce及热处理对过共析轨钢组织及力学性能的影响

研究了稀土元素Ce及热处理对过共析轨钢中夹杂物、微观组织形貌及力学性能的影响规律。结果表明,热处理促进稀土Ce在界面偏聚,充分发挥Ce细化珠光体片间距、净化强化晶界及变质细化脆性夹杂的微合金化作用,并使相变过程充分进行,最终获得均匀连续的精细珠光体片层结构。Ce细化热处理过共析轨钢中珠光体片间距细化至87 nm,细化率高达43.8%,同时细化长条状MnS-MgO夹杂并变为近球状稀土夹杂物,使过共析轨钢获得最佳力学性能,抗拉强度可达1378 MPa,硬度达380 HBW,断面收缩率提高至23.95%,拉伸断口呈现韧性断裂特征。     

贝氏体型非调质钢过冷奥氏体的连续冷却转变

研究了一种 Ｍｎ Ｂ系低碳贝氏体型非调质钢过冷奥氏体的连续冷却转变,获得了试验用钢过冷奥氏体的连续冷却转变曲线。试验结果表明,本试验用钢过冷奥氏体不发生先共析铁素体析出的临界冷却速度为０．７℃／ｓ;冷却速度在１～４．５℃／ｓ 范围内可得到全部贝氏体组织;当冷速大于４．５℃／ｓ 时,不再有贝氏体生成,室温组织为马氏体和残余奥氏体。     

R350HT钢轨钢的连续冷却转变曲线

在Gleeble-3500热模拟试验机上对欧标R350HT钢轨钢进行不同冷却速度的热模拟试验,观察显微组织并测量硬度,绘制试验钢的连续冷却转变(CCT)曲线。结果表明,在冷却速率为0.5~2.5 ℃/s时,组织以珠光体为主,有少量先共析铁素体。当冷却速度为3 ℃/s时,组织中出现马氏体。由于珠光体轨钢中不允许有马氏体组织,因此冷却速度应小于3 ℃/s。同时,随着冷却速率的增大,直至10 ℃/s,珠光体开始转变温度降低,这是因为随着冷却速率的增大,在高温区停留时间缩短,珠光体转变来不及发生,并且发生珠光体相变需要较大的过冷度。随着冷却速率增加至20 ℃/s,组织基本上为马氏体。当冷速大于20 ℃/s后,组织为单一马氏体。因此,马氏体临界转变冷速为20 ℃/s。     

多步连续冷却等温正火对20CrMnTiH钢锻后显微组织及性能的影响

20Cr Mn Ti H齿轮钢件在锻造后因奥氏体晶粒粗大,冷却后极易形成针状铁素体、网状铁素体和贝氏体等非平衡组织,影响后续的渗碳处理和切削加工。本文在实际工业生产条件下,研究了多步连续冷却等温正火对20Cr Mn Ti H钢锻坯显微组织及硬度的影响,研讨了这类钢中先共析铁素体的形态与形成条件以及控制方法。结果表明,采用适当的连续冷却等温正火工艺可精准控制这类钢中先共析铁素体形态,使得锻坯获得所要求的铁素体加珠光体组织,其晶粒大小可控制在4~6级,硬度在160~190 HBW范围之内。     

贝氏体钢轨钢连续冷却转变曲线的测定及分析

利用膨胀法并结合金相法和硬度法,在Gleeble-1500D热模拟试验机上测定了贝氏体钢轨钢的连续冷却转变曲线,分析了不同冷速条件下的显微组织转变情况,并研究了冷却速度与硬度变化的关系。结果表明,实际生产中冷速控制在0.8~2.0℃/s内,可获得全部的贝氏体组织;贝氏体钢轨钢的硬度随冷却速度的增大,大体上呈逐渐增大的趋势变化。     

含Mo元素CL60钢CCT曲线的测定及分析

在Gleeble-3800热模拟机上测定了含微量Mo元素CL60钢在不同冷却速度下连续冷却时的膨胀曲线,并采用金相-硬度法,测定了该钢的连续冷却转变曲线(CCT曲线),研究了冷却速度对其显微组织演变以及硬度的影响。结果表明:当冷却速度小于1℃/s时,实验钢的转变产物为先共析铁素体和珠光体组织;当冷却速度增加到2℃/s时,开始发生贝氏体转变;当冷却速度增加到5℃/s时,开始发生马氏体转变;冷却速度在5～10℃/s的范围内时,转变产物为少量铁素体、珠光体、贝氏体和马氏体所组成的混合组织;当冷却速度为15℃/s时,先共析铁素体消失;当冷却速度为20～40℃/s时,转变产物为珠光体和马氏体混合组织;当冷却速度大于50℃/s时,转变产物全部为马氏体组织。随着冷却速度的增大,实验钢的硬度逐渐增大。尽管Mo元素的加入能细化珠光体片间距,但加Mo元素CL60钢在生产过程中得到理想组织的条件更加苛刻。为避免贝氏体、马氏体等非理想组织出现,不同部位的冷却速度须严格控制在2℃/s以下。     

C-Mn-Al系TRIP钢连续冷却转变及组织研究

采用热膨胀仪测定了C-Mn-Al系TRIP钢在不同冷速下连续冷却转变的膨胀曲线;并运用Thermo-Calc软件,进行了C-Mn-Al系TRIP钢相变的理论计算。结合金相组织观察,研究了其连续冷却转变产物的组织形态。结果表明,当冷速0.5℃/s时,组织由许多多边形先共析铁素体、少量珠光体和无碳化物贝氏体组成;冷速5℃/s时,组织为铁素体和贝氏体;冷速10℃/s时,开始出现马氏体和贝氏体的混合组织。     

高强度管线钢连续冷却转变研究

研究在管线钢中添加不同Mo含量以及控制冷却速度实现管线钢的组织优化.用Formast-F热膨胀仪测定实验钢的连续冷却转变曲线,用金相显微镜观察显微组织,分析了管线钢中Mo对连续冷却转变的影响规律.结果表明:添加Mo能够强烈抑制先共析铁素体和粒状贝氏体的形成,扩大形成下贝氏体的冷却速度范围;添加0.3%Mo元素能够最有效的细化晶粒.     

U76CrRE重轨钢热处理工艺优化及力学性能分析

通过在连续冷却的在线热处理工艺基础上进行工艺优化,研究了等温处理工艺对U76CrRE重轨钢微观组织和力学性能的影响。结果表明,相变前的冷却速度、等温温度和等温时间共同影响U76CrRE重轨钢的组织和力学性能。在相变前8 ℃/s的最佳冷却速度下,等温温度越低、等温时间越短,获得的珠光体越细小;U76CrRE重轨钢的抗拉强度随着等温温度的降低、等温时间的缩短而增大;560 ℃×30 s等温处理是U76CrRE重轨钢的最优热处理工艺,其综合力学性能最好,抗拉强度为1370 MPa,硬度为390 HBS,断后伸长率为9.33%,断面收缩率为41.32%,冲击吸收能量为4.4 J。     

热处理工艺对过共析轨钢组织及力学性能的影响

通过显微硬度仪、冲击试验机、万能试验机和扫描电镜等研究了不同热处理工艺下某过共析轨钢组织和性能的变化规律。结果表明:热处理工艺对该轨钢的组织和力学性能较轧制态和厂方热处理态均有所优化和提高,影响因素主要为冷却速率和等温时间。随着冷却速率的提升和等温时间的减少,基体中渗碳体析出增多,珠光体尺寸减小,大片层珠光体逐渐消失;此外,试验钢的硬度、冲击吸收能量和抗拉强度均随冷速的增大呈现先增加后降低的“折线形”变化趋势,拉伸断口粗糙度增加,断裂类型从解理断裂过渡为准解理断裂。而冲击吸收能量则随着等温时间增加而增加。最佳热处理工艺为:等温温度630 ℃,等温时间30 s,冷却速率8 ℃/s,对应的最优力学性能表现为硬度402 HBW、冲击吸收能量(KV₂)2.9 J、抗拉强度1312 MPa、伸长率12.24%和断面收缩率23.96%。     

U76CrRE钢轨热处理过程组织控制及性能

通过对U76CrRE钢轨热处理时的冷却工艺进行优化,消除了钢轨脱碳层中的异常上贝氏体组织。对异常组织产生的原因进行了分析,提出了U76CrRE钢轨的最佳热处理工艺。在分段冷却过程中,U76CrRE钢轨的强冷介入温度在568 ℃。钢轨内部相变潜热与表面急冷层容易在钢轨脱碳层内形成等温层,是异常上贝氏体组织产生的温度条件;同时,钢轨近表面晶界处严重脱碳为上贝氏体组织形成提供了化学成分条件。U76CrRE钢轨的最佳热处理工艺为淬火开冷温度780 ℃,淬火时间120 s(20 s+100 s),淬火终冷温度控制在410 ℃,返温温度控制在540 ℃。     

铁素体珠光体型非调质钢连续冷却转变的研究

采用DIL805L淬火相变膨胀仪研究了铁素体珠光体型非调质钢的连续冷却相变组织变化规律,分析了冷却速率和合金元素对相变组织、显微硬度和CCT曲线的影响。结果表明,Mo有助于获得针状铁素体组织,进而提高韧性,Mn与微合金元素V有助于提高钢的综合力学性能;冷速增大至0.5 ℃/s时,开始出现针状铁素体;冷速小于1 ℃/s时,获得完全的铁素体+珠光体组织;随着冷速的增大,钢的硬度不断增大。     

HRB400E抗震螺纹钢静态CCT曲线测定及组织分析

利用膨胀法在Gleeble-3500热模拟试验机上测定了HRB400E抗震螺纹钢的静态连续冷却转变(CCT)曲线,采用光学显微镜OM、扫描电镜SEM和显微维氏硬度仪观察和测定了不同冷却速度下钢的显微组织和硬度,分析了冷却速度对该钢相变组织与性能的影响。结果表明,当冷速在3 ℃/s以下时,试验钢中组织为铁素体和珠光体,随着冷速的提高,试验钢中珠光体含量逐渐提高,片层间距不断减小;当冷速为4~10 ℃/s时,试验钢中开始出现贝氏体组织;当冷速＞10 ℃/s时,试验钢开始发生马氏体相变;并且随着冷速的提高,试验钢的硬度逐渐提高。冷却速度为2~3 ℃/s范围内,试验钢中珠光体含量、片层间距和力学性能均满足GB/T 1499.2—2018中规定,其结果与现场生产性能检验结果相符。在冷速为3 ℃/s生产的ϕ8 mm盘螺成品试样的珠光体含量和片层间距分别为47%和0.184 μm,下屈服强度R_eL、抗拉强度R_m、强屈比R_m/R_eL、屈标比R_eL/R^s_eL、断后伸长率A、最大力总伸长率A_gt分别为440 MPa、569 MPa、1.29、1.10、27.2%和17.8%。     

热镀锌双相钢柔性化退火冷却制度的研究

为了开发柔性化退火技术,本研究利用连续退火实验模拟机,在双相区850℃对双相钢进行退火,随后以不同的冷却速率冷却,对获得的试样进行了显微组织的观察,并进行了力学性能测试。分析了冷却速率对双相钢显微组织的影响,讨论了显微组织与力学性能之间的关系。研究结果表明,第1阶段缓慢冷却,有利于得到纯净的铁素体,有利于消除屈服平台;第1、第2阶段均快速冷却,可以得到马氏体含量高的显微组织,试样抗拉强度提高,但变形曲线不光滑。第1、第2阶段冷却速率对热镀锌双相钢的显微组织与力学性能均有重要影响。     

Q350EWR1高耐蚀钢板组织和耐大气腐蚀性能研究

当前,对铁路车辆用钢耐大气腐蚀性能的要求越来越严苛。采用高Cr成分体系和轧后两段冷却工艺,试制了Q350EWR1铁路车辆用高耐蚀钢。研究了其奥氏体连续冷却相变行为,获得了不同冷却速率下其组织演变规律。开展了轧制工艺对Q350EWR1耐蚀钢组织和性能影响的研究,并对其腐蚀性能进行了评价。结果表明,当冷速为0.1 ℃/s时,耐蚀钢组织由铁素体和珠光体组成;当冷速为0.5 ℃/s时,组织由铁素体、珠光体和少量贝氏体组成;当冷速大于1 ℃/s时,组织为单一贝氏体组织,这是由于高Cr成分提高了钢的淬透性,使得较低冷速下发生贝氏体相变而导致。研发的耐蚀钢综合力学性能优良,其屈服强度360~420 MPa,抗拉强度550~640 MPa,屈强比不大于0.66,伸长率不小于27%,-40 ℃冲击功大于280 J,耐大气腐蚀性能相对于Q345B钢的失重率小于30%。     

淬火冷速对过共析轨钢中珠光体组织的影响

采用OM、SEM以及硬度测试等方法研究了淬火工艺中冷却速率对过共析轨钢珠光体组织特征的影响规律。结果表明,随着冷却速率的提高,珠光体片层间距和渗碳体厚度均逐渐减小,分别由302 nm和43.6 nm减小到205 nm和29.2 nm。珠光体片层间距的细化对硬度提高起到了一定作用,使其由286 HV提高到了348 HV。