37CrMnMo钢热处理工艺研究与优化

运用正交试验方法和回归分析研究了37Cr Mn Mo钢热处理工艺参数与力学性能的关系。结果表明,影响材料力学性能的主次因素顺序为:回火温度回火时间淬火保温时间淬火温度。通过回归分析得出材料力学性能和热处理工艺参数之间的关系,并获得最优工艺参数为淬火温度890℃,淬火保温时间50 min,回火温度580℃,回火时间60 min。经试验验证,优化后的热处理工艺使材料力学性能得到较大提高。回归值与实测值吻合较好。     

热处理对再生混凝土用30MnCr22钢强塑性的影响

以再生混凝土用30MnCr22钢管为对象,研究了回火温度、回火时间、淬火温度和淬火保温时间对钢管强度、塑性和冲击功的影响。结果表明,再生混凝土用钢管的强塑性与淬火、回火温度及时间有较大关系;试验钢最优热处理工艺为:淬火温度880℃,保温40 min,回火温度540℃,保温时间为50 min。     

27SiMn钢的贝氏体化热处理工艺

以27SiMn钢贝氏体转变的冷速条件和温度范围为依据,采用正交方法进行了分段淬火的热处理试验。研究了淬火温度、淬火保温时间、回火温度、回火保温时间对于热处理后钢材力学性能的影响规律。结果表明,27SiMn钢获得贝氏体组织的最优热处理工艺为：910 ℃,30 min淬火（油冷至450 ℃后空冷至室温）+250 ℃,40 min回火,经该工艺热处理后27SiMn钢的屈服强度从423 MPa 提高到693 MPa,抗拉强度由689 MPa提高到890 MPa,伸长率和断面收缩率分别为28%和67%,冲击吸收能量由原来的的13 J提高到64 J,冲击韧性显著改善,满足了工程机械用钢的需求。     

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。     

热处理方式对20Mn2钢组织和性能的影响北大核心CSCD

采用光学显微镜、扫描电镜和洛氏硬度计试验研究了20Mn2钢在两种不同热处理方式下的组织特征,通过多功能拉力试验机检测钢材的力学性能。分析表明,20Mn2钢常规热处理的最优参数为淬火890℃保温20 min、回火450℃保温30 min;中频热处理的最优参数为淬火温度950℃、回火温度550℃。试验结果显示,中频热处理后20Mn2钢材的组织和力学性能均优于常规热处理,其主要原因是中频热处理的加热模式使得20Mn2钢材的组织晶粒更加细化。在中频热处理之前20Mn2钢再进行一次正火处理来细化晶粒,还可以进一步提高钢的力学性能。     

热处理工艺对大马士革VG10钢组织和性能的影响

以大马士革VG10钢为研究对象,通过显微组织观察、SEM分析、力学性能测定和耐腐蚀性试验等研究了淬火温度、保温时间、冷却方式以及回火温度对VG10钢组织和性能的影响。结果表明:随淬火加热温度增加,马氏体中的碳含量增加,硬度提高。淬火加热温度超过1075℃,晶粒尺寸增大、残留奥氏体增多,硬度、耐蚀性下降; VG10钢在回火过程中会出现二次淬火和二次硬化现象,回火温度为200℃时,硬度值最高为61. 8 HRC; VG10钢最优热处理工艺为:1075℃×20 min,油淬,200℃×2 h回火,空冷。     

含硼60Si2Mn弹簧钢的热处理工艺优化

利用正交试验极差分析结合回火组织分析,研究热处理工艺参数对含硼60Si2Mn弹簧钢力学性能的影响。结果表明,本试验中回火温度对强度和塑性指标的影响均最大,其次是回火保温时间对强度指标有较强的影响,而淬火温度和淬火保温时间的变化引起的力学性能的波动较小。含硼60Si2Mn弹簧钢最佳热处理工艺为880℃×40 min,油冷+430℃×60 min,空冷。     

热处理方式对20Mn2钢组织和性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜和洛氏硬度计试验研究了20Mn2钢在两种不同热处理方式下的组织特征,通过多功能拉力试验机检测钢材的力学性能。分析表明,20Mn2钢常规热处理的最优参数为淬火890℃保温20 min、回火450℃保温30 min;中频热处理的最优参数为淬火温度950℃、回火温度550℃。试验结果显示,中频热处理后20Mn2钢材的组织和力学性能均优于常规热处理,其主要原因是中频热处理的加热模式使得20Mn2钢材的组织晶粒更加细化。在中频热处理之前20Mn2钢再进行一次正火处理来细化晶粒,还可以进一步提高钢的力学性能。     

低碳高铬白口铸铁热处理工艺研究

采用正交试验方法,研究了热处理工艺参数对低碳高铬白口铸铁组织与力学性能的影响,并优化了热处理工艺参数.研究结果表明,在本试验温度范围内,热处理各参数对低碳高铬白口铸铁硬度的影响主次顺序依次为淬火保温时间、淬火温度、回火保温时间、回火温度;对冲击韧性的影响主次顺序依次为回火保温时间、淬火温度、淬火保温时间、回火温度.经优化热处理工艺1010℃×5 h淬火+砂冷,400℃×5 h回火+砂冷处理后,低碳高铬白口铸铁的硬度和冲击韧度得到较好的匹配,其值分别为55.2 HRC和4.9J/cm2,组织主要由马氏体、断续分布的共晶碳化物、细小弥散分布的二次碳化物和少量残留奥氏体组成.     

基于07MnNiMoDR钢热处理工艺窗口的热处理工艺

研究了07MnNiMoDR钢淬火和回火制度与晶粒尺寸和多边形铁素体含量的关系,建立了淬火保温时奥氏体尺寸窗口和回火保温时多边形铁素体含量窗口,确定了更为精准的热处理工艺。结果表明:奥氏体晶粒尺寸随淬火温度的升高、保温时间的延长而变大,均匀性存在最佳区间,合理的淬火制度为加热温度(940±10) ℃保温(80±10) min;随回火温度升高,约650 ℃出现多边形铁素体,其含量随回火温度的升高、保温时间的延长而增加,合理的回火制度为:加热温度(665±5) ℃、保温时间(165±15) min。优选后最佳热处理工艺为940 ℃×80 min淬火和660 ℃×180 min回火,最终性能测试结果表明:伸长率、冲击吸收能量和屈服强度相比国标分别提升了40.88%、206.25%和12.1%。     

大直径锻造耐磨钢球的热处理工艺

采用二次加热淬火和低温回火工艺改善ø120 mm锻造耐磨钢球的使用性能,研究了二次加热淬火工艺中不同升温速率和淬火冷却时间对钢球硬度分布、冲击性能和显微组织的影响。得出钢球的最佳热处理工艺为:以2.8 ℃/min的速率升温至840 ℃并保温1 h,出炉空冷至800 ℃后淬入35 ℃水中冷却 350~400 s,然后出水空冷至80 ℃以下并在200 ℃回火4 h,炉冷至80 ℃以下出炉空冷。此工艺下耐磨钢球表面至心部硬度均在58~60 HRC范围内,且球心处室温无缺口冲击吸收能量≥15 J,单颗落球次数大于5000次,证明此工艺方法可提高大直径锻造耐磨钢球的质量和寿命。     

轧后冷却和热处理工艺对Nb微合金化V140油井管用钢组织和性能的影响

通过热轧及轧后热处理试验研究了不同工艺对油井管用V140试验钢的力学性能和显微组织的影响,并探讨了Nb对试验钢组织及力学性能的作用。结果表明,高温下析出的Nb(C, N)可以抑制奥氏体的再结晶行为,使精轧过程可在未再结晶区进行,起到细化晶粒的作用,从而提高试验钢的强度与韧性。轧后空冷-离线调质、轧后快冷-回火和轧后快冷-离线调质3种工艺下试验钢的组织均为回火索氏体,组织均匀,力学性能优良,且轧后快冷-回火工艺可以满足V140钢的性能要求,还可以缩短生产流程、节约成本。此工艺的最佳回火温度为660 ℃,回火时间为30 min。     

回火工艺对1Cr12Ni3MoVN钢组织和性能的影响

通过显微组织分析、室温拉伸试验、冲击试验、硬度试验,研究不同回火制度下1Cr12Ni3MoVN钢的显微组织与力学性能。结果表明,随着回火温度的增加,1Cr12Ni3MoVN钢析出相数量不断增加,对材料的强度、冲击性能具有增强效果;碳化物聚集长大,基体组织逐渐由马氏体向回火索氏体转变,杂质元素在晶界处偏聚而降低了材料的断裂抗性,冲击韧性降低,回火温度应取较低温度;随565 ℃回火时间的延长,1Cr12Ni3MoVN钢抗拉强度、屈服强度、硬度下降,塑性变化不大,冲击吸收能量略有增加,回火保温时间不宜过长;随回火冷却速度的降低,1Cr12Ni3MoVN钢强度先升后降,塑性变化不大,冲击吸收能量显著下降,硬度变化不大,建议以空冷方式进行回火冷却。最佳的回火热处理工艺为565 ℃保温2 h,空冷。     

热处理工艺对4Cr3Mo2Si1V钢组织与性能的影响

利用热膨胀相变仪测定了新型热作模具钢4Cr3Mo2Si1V的奥氏体连续冷却转变(CCT)曲线,研究了其在不同淬火、回火工艺下的力学性能和显微组织。结果表明:4Cr3Mo2Si1V钢的珠光体与贝氏体的临界冷速分别为0.03 ℃·s^-1和0.8 ℃·s^-1。经淬火试验,发现该钢种在1030 ℃和1060 ℃油淬后具有较高的硬度,且晶粒未发生明显长大。随着回火温度的提高,其硬度呈现先增后降的趋势,在500 ℃回火时由于第二相粒子大量析出,析出强化作用增强,促使二次硬化现象产生,硬度达到峰值,约57 HRC。经过多组工艺对比后,发现1030 ℃淬火和600 ℃回火后的平均冲击吸收能量达到最大值,为265 J,且硬度值仍保持在52 HRC,故最终选定1030 ℃×30 min油淬+600 ℃×2 h回火两次作为4Cr3Mo2Si1V钢的最佳热处理工艺。     

G115钢大口径管件的热处理

采用正交试验法,分析了正火温度、正火时间、回火温度、回火时间热处理参数对G115钢性能的影响,并通过热压三通热模拟,研究G115钢大口径管件的热处理工艺。结果表明,回火温度对G115钢强度、硬度和冲击性能的综合影响最大。回火温度为780 ℃时,强度和硬度保持在较高的水平,冲击性能较优。G115钢大口径管件的热处理推荐工艺为正火温度1070~1090 ℃,保温时间1~2 min/mm且不小于1.5 h;回火温度770~790 ℃,保温时间3.5~5 min/mm且不小于4 h。试制G115钢大口径管件经推荐工艺处理后,性能均符合T/CSTM 00017—2017标准要求。     

新型R5系泊链钢热处理工艺的优化

采用正交试验研究了热处理工艺参数对R5系泊链钢力学性能的影响,确定了R5系泊链钢的最佳热处理工艺.结果表明,回火温度和回火时间对抗拉强度、屈服强度以及屈强比的影响较大.R5系泊链钢最佳热处理工艺为:950 ℃,10%盐水淬火+550 ℃×60 min回火后水冷.     

淬火工艺对H13E钢显微组织及力学性能的影响

H13E钢是通过调整合金元素对H13钢进行了一定的改性,研究了淬火工艺对H13E钢显微组织及力学性能的影响。结果表明:随着淬火温度的升高,奥氏体晶粒尺寸单调增加,从1020 ℃升高至1080 ℃时,平均奥氏体晶粒尺寸增长了约40 μm;硬度在1060 ℃达到最大值,为61.6 HRC,相较于传统H13钢硬度高3~5 HRC,同时冲击吸收能量可达16 J以上。当保温时间在20~50 min时,奥氏体晶粒增长速率较缓慢,平均奥氏体晶粒尺寸仅增长7 μm左右,同时硬度仅下降0.2 HRC左右。相同条件下油冷后H13E钢马氏体更细小,力学性能优于空冷后的H13E钢。考虑综合力学性能,H13E钢较佳淬火工艺为:1060 ℃保温20～30 min,油冷。     

热处理对不同碳含量3.5Ni钢力学性能和低温韧性的影响

利用光学显微镜及SEM进行组织观察,通过拉伸和低温冲击试验研究了热处理对两种不同碳含量3.5Ni钢的力学性能和低温韧性的影响。两种3.5Ni钢热轧板分别经860 ℃×1 h空冷的正火处理和860 ℃×1 h水淬+(580, 610, 640)×1 h回火的调质处理。结果表明:含碳量较高的3.5Ni钢热轧态强度低塑性高,但－100 ℃冲击吸收能量低,经正火处理后试验钢的整体性能降低,而调质处理后强度和低温冲击吸收能量均明显提升,塑性略有降低;含碳量较低的3.5Ni钢热轧态已经具有优异的拉伸性能和低温冲击性能,经热处理后拉伸性能和低温韧性没有得到明显提升。     

热处理对含铬低碳钢组织与性能的影响

研究了低碳含铬钢950℃淬火后650℃回火,不同的保温时间下,Cr对低碳合金钢调质后性能的影响,并和不加Cr相同成分的钢作了对比。研究发现,当保温时间以2.5 min/mm计算时,加Cr钢的力学性能低于不加Cr同成分的钢,金相组织观察发现Cr能够有效提高低碳合金钢的淬透性,淬火后即使钢板的心部也能获得贝氏体组织,为后续的回火做好组织准备。然而在回火后容易形成M23C6及M7C3碳化物,其稳定性较差,容易聚集长大,且形态为条状,拉伸时容易弯曲破裂,严重破坏钢板的连续性,降低钢板的强度及塑性。对不同回火保温时间的含Cr钢的二次相粒子析出行为研究发现,以1 min/mm计算保温时间时,没有发现含Cr碳化物的析出,但随着保温时间的增加,Cr钢中的含Cr碳化物快速析出,并迅速长大,尤其是以3 min/mm计算保温时间下,含Cr碳化物尺寸已经达到了300 nm。因此对含Cr低碳合金钢,必须采用合适的调质工艺,适当缩短回火保温时间,以降低碳化物的聚集长大,避免回火后强度和塑性的同时降低。