两相区淬火+回火对建筑用钢组织与性能的影响

对建筑用低合金钢进行了直接淬火+回火、一次淬火+回火和二次淬火+回火热处理,研究了奥氏体化温度对试验钢拉伸性能、-20℃冲击性能和显微组织的影响规律,优化了试验钢的淬火+回火工艺,并分析两相区淬火+回火工艺的作用机理。结果表明,三种不同热处理工艺下,试验钢的抗拉强度、规定塑性延伸强度、屈强比和-20℃冲击吸收能量都随着奥氏体化温度的升高而呈现不断降低的趋势,采用一次淬火+回火或二次淬火+回火热处理可以显著降低试验钢的屈强比并提高冲击吸收能量,适宜的奥氏体化温度为900~1000℃;直接淬火+回火试样的显微组织为回火马氏体,一次淬火+回火和二次淬火+回火试样的显微组织都为回火马氏体+铁素体,同时在马氏体板条界面或者相界面处析出了尺寸不等的细小M_(23)C_6相。     

工程机械用钢Q690的热处理强化与性能

通过光学显微镜(OM)、透射电镜(TEM)、拉伸试验机和冲击试验机等手段研究了两相区淬火温度对一次淬火+回火和二次淬火+回火态工程机械用Q690钢显微组织和力学性能的影响,并对比分析了直接淬火+回火态试样的力学性能。结果表明,一次淬火和二次淬火态试样的光学显微组织都为铁素体+马氏体,且随着两相区温度的升高,一次淬火态和二次淬火态试样中马氏体含量都呈现为逐渐升高的趋势。一次淬火+回火态试样光学显微组织为多边形铁素体和回火马氏体,二次淬火+回火态试样的光学显微组织为针状铁素体和回火马氏体。一次淬火+回火和二次淬火+回火态试样的强度略低于直接淬火+回火态,但是-20℃冲击吸收能量明显提高、屈强比显著减小。在两相区温度为760℃时,一次淬火+回火和二次淬火+回火态工程机械用Q690钢具有较高的强度、低屈强比和高冲击韧性。     

热处理对高Cr热作模具钢组织和力学性能的影响

通过中频真空感应炉冶炼了试验钢,采用箱式电阻炉进行了热处理试验,并分析了预处理、淬火、回火等不同热处理下的组织、硬度变化规律,探讨了淬火温度对试验钢最终组织和力学性能的影响。结果表明,试验钢预处理后的组织为高温回火马氏体+弥散的第二相,组织均匀细化,晶界连续的网状组织完全消除。淬火组织为板条马氏体+残余奥氏体,硬度较高;回火组织主要为回火马氏体+少量残余奥氏体,马氏体板条较为明显,硬度下降。随淬火温度提高,回火组织中回火马氏体板条更为细小化,残余奥氏体含量略有增加;试验钢淬火态、回火态硬度均提高;冲击功先略有降低,当淬火温度超过1040℃时又提高。     

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。     

热处理工艺对7Cr17MoV马氏体不锈钢组织性能的影响

采用金相显微镜、扫描电镜、洛氏硬度计、冲击试验,观察和分析了7Cr17MoV马氏体不锈钢在990~1110℃淬火+180~220℃回火的组织和性能变化。结果表明:淬火组织为残留奥氏体和碳化物分布于马氏体基体上。随淬火温度的升高,残留奥氏体含量和马氏体过饱和度增加,针状马氏体组织变粗,1080℃淬火硬度升高到最大值62.5HRC。冲击试验结果表明:随回火温度逐渐升高,试样硬度有部分下降,但韧性显著提高,200~220℃时韧性最佳,达到19 J/cm~2。综合硬度和韧性考虑,最佳热处理工艺为1080℃淬火+200~220℃回火。盐雾试验表明:1080℃淬火+200℃回火后腐蚀率小于4%,符合使用要求。     

热处理对30CrMo锯片用钢组织及力学性能的影响

对轧制态30CrMo锯片用钢在830～890℃范围内保温10 min油淬后,在380～500℃温度范围内保温60min后水冷处理。采用光学显微镜、冲击试验机及洛氏硬度计分别分析其金相显微组织、硬度、冲击韧性等。结果表明:淬火组织为淬火马氏体+残余奥氏体;随着淬火温度的升高,淬火马氏体组织数量增多,尺寸长大;硬度随淬火温度的升高由830℃的48 HRC逐渐提高到890℃的54 HRC。随着回火温度的升高,试样的组织由淬火马氏体逐渐转化为回火马氏体、回火马氏体+回火屈氏体、回火马氏体+回火索氏体组织;硬度逐步降低,韧性相应提高。最佳热处理工艺为860℃(保温10 min)淬火+440℃(保温60 min)回火。     

汽车高强钢的热处理工艺优化研究

采用不同的奥氏体化温度、淬火温度和回火温度,对QP980汽车高强钢试样进行了热处理,分析了试样的显微组织、拉伸性能和冲击性能。结果表明:奥氏体化温度和淬火温度对试样残余奥氏体含量有明显影响,回火温度对试样残余奥氏体含量无明显影响。奥氏体化温度、淬火温度和回火温度均对试样的平均晶粒尺寸、抗拉强度、屈服强度、断后伸长率和冲击韧度有明显影响。QP980汽车高强钢的热处理工艺优选为:奥氏体化温度1030℃、淬火温度60℃、回火温度480℃。     

热处理对75Cr1锯片用钢组织及性能的影响

对轧制态75Cr1锯片用钢在800~880 ℃进行油淬并在400~480 ℃进行回火,采用光学显微镜、万能力学性能试验机、冲击试验机及洛氏硬度计分别分析其显微组织、力学性能变化规律。结果表明,淬火试样组织为马氏体+残留奥氏体;随着淬火温度的升高,马氏体组织不断粗化;硬度随淬火温度的升高由800 ℃的59 HRC逐渐提高到880 ℃的68 HRC。随着回火温度的升高,试样组织由淬火马氏体转化为回火马氏体、回火马氏体+回火索氏体组织;强度、硬度逐步降低,而塑性、韧性相应提高。最佳热处理工艺为840 ℃（保温20 min）淬火+460 ℃（保温60 min）回火。     

热处理对HSLA100钢组织性能的影响

采用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射分析(XRD)和拉伸试验机等研究了一次淬火+回火和二次淬火+回火热处理对HSLA100钢显微组织与力学性能的影响。结果表明:热轧态HSLA100钢组织由粒状贝氏体和形状不规则M/A小岛组成;一次淬火后HSLA100钢中贝氏体呈现大致平行排列的板条状,内部可见高密度位错缠结形成的位错胞;热轧态HSLA100钢中奥氏体含量约为4.22%,900℃一次淬火后,奥氏体基本消失;HSLA100钢适宜的二次淬火温度为740～780℃时,二次淬火后进行500～560℃回火,HSLA100钢在具有较高强度和塑性的同时获得较低的屈强比,能够在获得较低屈强比(约0.86)的同时满足HSLA100钢拉伸性能的使用要求;900℃一次淬火+740℃二次淬火+560℃回火后HSLA100钢中弥散析出的纳米级ε-Cu相可以起到第二相强化作用,过高的回火温度会使得强化效果减弱。     

临界淬火工艺处理高强结构钢Q690GJ的韧化机理

研究了QT(淬火+回火)和QLT(淬火+临界淬火+回火)热处理对高强结构钢Q690GJ微观组织及低温韧性的影响。通过金相、扫描电镜等方法,对低温冲击试样、无塑性转变试样进行了微观分析。结果表明:QLT工艺处理的Q690GJ钢低温韧性明显优于QT工艺。微观组织分析表明:QLT工艺处理试验钢组织为板条马氏体+残留奥氏体,临界淬火工艺形成了更多数量的、且较为稳定的残留奥氏体软相,提高了起裂前的塑性变形能力;同时形成更多取向混乱的马氏体板条束,有效阻碍了裂纹的扩展,从而提高低温韧性、降低无塑性转变温度。     

低屈强比超高强EH690钢板的研发

采用常规化学成分、轧制和调质热处理工艺生产的超高强EH690钢板屈强比在0.96以上,为了实现钢板较低的屈强比,一般采用低碳、高合金的化学成分设计,然后再进行两次淬火(常温淬火Q+两相区淬火Q＇)+回火的工艺,生产工艺复杂,生产成本较高。为此,采用低合金化学成分设计,合理的控轧控冷工艺及亚温淬火+回火的热处理工艺,研究了不同亚温淬火温度、回火温度对EH690钢板力学性能和显微组织的影响。结果表明:所设计化学成分的EH690钢板经过815 ℃的亚温淬火+480 ℃回火热处理后,钢板具有合适比例的软相铁素体和硬相马氏体双相组织,这种组织在保证钢板具有较好力学性能的同时屈强比也降低到0.90左右。采用该工艺,简化了生产工艺流程,降低了生产成本,实现了低屈强比超高强EH690钢板的工业化大规模生产。     

热处理对机床用高速钢刀具组织和力学性能的影响

使用不同工艺对机床用W18Cr4V高速钢刀具进行了热处理,研究了热处理工艺参数对钢组织和性能的影响。结果表明,试验钢球化退火组织为球状珠光体+细小粒状碳化物,淬火组织为马氏体+残余奥氏体+少量碳化物,回火组织为回火马氏体+少量粒状碳化物及残余奥氏体。随着淬火温度的提高,抗拉强度、硬度和冲击韧度均先升高后降低,1200℃时达到最大值。随着回火温度升高,硬度先降低后升高,400℃时最低,600℃最高为65 HRC。综合考虑硬度及强韧性等因素,最优淬火温度为1200℃,最优回火温度为600℃。     

回火温度对00Cr13Ni5Mo超级马氏体不锈钢组织及性能的影响

研究了1050 ℃正火+550～700 ℃回火处理对00Cr13Ni5Mo超级马氏体不锈钢中厚板显微组织和力学性能的影响。结果表明,在1050 ℃正火后,随着回火温度的升高,板条状马氏体逐步分解,产生了逆变奥氏体组织,600 ℃回火时其含量最高,之后随着温度的升高逆变奥氏体的含量逐步降低;试验钢的强度、硬度及屈强比均随回火温度的升高先降低后升高。650 ℃回火时,可得到细密的回火索氏体+逆变奥氏体的复相组织,试验钢具有较低的屈强比及良好的冲击性能。     

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。     

回火温度对GCr15机械轴承钢组织和力学性能的影响

通过显微组织观察、拉伸试验、冲击试验和洛氏硬度试验等方法,研究了GCr15轴承钢终热处理工艺中回火温度对其组织与力学性能的影响。结果表明:在本试验条件下,淬火态GCr15钢试样组织主要由淬火马氏体、残余奥氏体及碳化物组成。在440～760℃温度范围内,随着回火温度的升高,GCr15钢试样组织中不断有碳化物析出并聚集,残余奥氏体逐渐分解。GCr15钢试样经830℃×30min油淬+520℃×2h回火终热处理后,其硬度为48.3HRC,抗拉强度为1536MPa,伸长率为13.5%,断面收缩率为47.8%,GCr15钢的综合性能优良,达到渗碳工艺处理G20Cr2Ni4A钢性能水平。     

Cr12MoV钢二次硬化及强化机理研究

利用OM、SEM、X射线衍射等试验手段对Cr12MoV钢的原始组织、淬火冷却过程中奥氏体晶粒大小、碳化物形态、马氏体及残余奥氏体分解等方面进行了综合分析,研究了一次、二次硬化工艺下钢的强韧化机理。结果表明:一次硬化工艺(淬火+低温回火)可以通过较低的淬火加热温度得到细小的奥氏体晶粒、较少的残余奥氏体和较高的淬火硬度;二次硬化工艺宜采用较高的淬火温度获得合金化程度较高的奥氏体,这对马氏体的高抗回火软化能力、马氏体和残余奥氏体中特殊碳化物的析出强化以及残余奥氏体二次淬火强化等有重要作用。1050℃淬火+550℃两次回火工艺可获得最佳的强韧性。     

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。     

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。     

热处理工艺对30MnCrNiMo高强钢组织与性能的影响

借助全自动淬火膨胀仪测定钢的Ac₁、Ac₃相变点,通过对试验钢进行淬火+亚温淬火+回火热处理和淬火+回火热处理,研究了两种热处理工艺下30MnCrNiMo高强钢的组织与性能。结果表明:30MnCrNiMo高强钢的Ac₁、Ac₃相变点分别为653、807 ℃。采用淬火+亚温淬火+回火的热处理工艺所获得的马氏体和铁素体复相组织比直接淬火+回火得到的全马氏体组织更为细小、均匀,试验钢的屈服强度为1499 MPa,伸长率为14.0%,室温、-40 ℃冲击吸收能量分别为35.5和29.5 J,钢的塑性和冲击性能显著提升,有效改善了30MnCrNiMo高强钢的强韧性能。     

高碳高铬铸铁淬回火工艺对组织及硬度的影响

利用金相显微镜、洛氏硬度计等方法,研究了淬回火工艺对3.4wt%C高碳高铬铸铁组织及硬度的影响。结果表明:随淬火温度在960~1100℃逐步升高,基体由铸态的奥氏体转变为马氏体及残余奥氏体,一次碳化物及共晶碳化物未发生转变,二次碳化物逐渐减少,残余奥氏体逐渐增多;硬度先升高后降低,在淬火温度为1050℃时,硬度达到最高值64 HRC。随回火温度在450~650℃升高,基体组织由回火马氏体逐渐转变为回火索氏体,二次碳化物增多粗化,硬度逐步降低;最佳热处理工艺为1050℃/1 h空淬+510℃/1 h空冷回火,试样综合性能较好。