热处理工艺对中碳中合金钢显微组织的影响

以国内某厂锻后退火态40CrNiMoV钢为研究对象,在实验室箱式热处理炉进行910℃正火+880℃淬火热处理,探究不同正火及淬火奥氏体化时间的中合金元素固溶与析出对40CrNiMoV钢显微组织的影响。结果表明:在910℃×1 h正火+880℃×1 h淬火工艺下,存在较多细小的VC钉扎在原奥氏体晶界,使奥氏体晶粒尺寸约为8μm。随正火及淬火奥氏体化时间的延长,VC逐渐长大,当大于80 nmVC约占15%时失去钉扎效应。当910℃×4 h正火+880℃×4 h淬火时,原奥氏体局部晶粒尺寸可达40μm,因此,奥氏体化时间不宜过长,910℃×2 h正火+880℃×2 h淬火为最佳热处理工艺,可保证合金元素充分回溶,同时利用细小第二相达到细化组织的目的。

回火对E101T1-K3C熔敷金属显微组织和力学性能的影响

采用E101T1-K3C低合金高强钢药芯焊丝对EH620钢进行焊接。焊接接头分别在460℃、580℃进行保温1 h回火热处理,应用金相显微镜、材料试验机、冲击试验机、扫描电子显微镜等对试样进行分析与测量。结果表明:焊态下熔敷金属显微组织为条状铁素体+少量贝氏体+第二相颗粒,熔合区显微组织为片状铁素体+马氏体+第二相颗粒。焊接接头经过460℃×1 h焊后回火处理后,焊缝区的显微组织为铁素体+少量贝氏体+第二相颗粒,熔合区组织为铁素体+回火屈氏体+第二相颗粒。焊接接头经过580℃×1 h回火处理后,焊缝及熔合区显微组织均为铁素体+回火索氏体+第二相颗粒;熔敷金属屈服强度由725 MPa下降589 MPa,-40℃冲击吸收能量KV2由71 J提高到114 J;维氏硬度值在焊接接头焊缝及热影响区的分布趋向一致,焊接接头具有理想的力学性能。

20CrMnTi齿轮开裂失效分析

20CrMnTi齿轮经过真空渗碳及高压气淬低温回火热处理后,在磨齿工序发现齿轮开裂。通过化学成分分析、硬度测试、金相组织观察和断口形貌分析等方法对20CrMnTi齿轮开裂原因进行分析,结果表明齿坯存在过烧缺陷是导致齿轮开裂的根本原因。

复合载荷下矿用钻杆接头螺纹应力分析

基于有限元分析法建立了钻杆接头模型,对比分析了钻杆双顶结构和无双顶结构的钻杆接头在上扣扭矩、轴向载荷、弯曲扭矩复合载荷作用下螺纹接触面的受力状态和应力分布情况。结果表明:复合载荷作用下2种结构接头受拉面螺纹应力大于受压面螺纹,双顶结构螺纹应力小于无双顶结构;无双顶结构的受压面螺纹应力分布呈现两头大、中间小的不均匀状态,双顶结构螺纹应力分布较为稳定。

φ73 mm铣槽钻杆焊缝双头回火工艺研究

针对双头回火炉闭环系统的温控红外检测点位对准接头侧检测的工艺过程,对同批次试验的φ73 mm铣槽钻杆焊缝进行了金相及硬度检测分析。研究表明,对于φ73 mm铣槽钻杆焊缝双头回火,温控系统的红外检测点位若选取不当,会直接导致焊缝出现相变组织,该缺陷组织会直接降低钻杆焊缝的综合力学性能,使钻杆焊缝在交变载荷作用下提前发生焊缝断裂事故。通过工艺优化设计,研究得出φ73 mm铣槽钻杆焊缝红外检测点位对准钻杆外焊缝中心位置进行温度控制,精准控制焊缝回火温度在720℃,其金相组织及综合力学性能最佳,彻底消除了该类缺陷组织,保证了产品质量。

钻杆内螺纹接头自动化加工工艺试验研究

针对钻杆接头内螺纹传统车削方式劳动强度大、人工成本高的问题,通过零件图样和工艺分析,试验对比了铣削加工和改进后的车削加工效果,结合加工的经济性和质量稳定性,设计了一种基于车削路径和高压冷却液冲洗断屑的工艺方案,为实现内螺纹接头全自动化加工提供了技术支撑。

回火热处理在复合消音锯片加工过程中的影响和作用

针对复合消音锯片生产过程中的点焊热变形问题,通过优化回火工艺参数,采用中温上限回火和缩短保温时间的二次梯度回火工艺,使点焊后的热应力得到最大程度消除,从而改善二次回火后消音锯片的平面度和端跳值等指标。为后续磨削和校平的处理减轻加工难度,同时稳定地控制和保证复合消音锯片的实物质量水平。

基于回火P参数的低碳贝氏体钢回火性能预测

以低碳贝氏体钢为研究对象,讨论了回火参数对材料硬度的影响,基于回火P参数理论建立了钢的回火性能预测模型,绘制了回火参数转换算图。硬度误差分析结果显示,误差在15%以内,此模型可以用于回火工艺参数的优化和回火性能的预测。

GCr15轴承钢快速回火组织和性能的演变研究

利用MMC 200热模拟试验机及盐浴炉分别对GCr15轴承钢进行快速回火和常规等温回火,研究不同回火条件下轴承钢的显微组织和性能变化规律。采用扫描电镜和XRD测量分析不同回火条件下GCr15轴承钢的组织形貌与相含量,并测定硬度和耐磨性。结果表明,快速回火细化了GCr15轴承钢回火碳化物的尺寸并抑制了残余奥氏体的分解。在同等回火参数下,两者显微硬度相当时,快速回火能够获得更高的耐磨性。

铌微合金化高强钢中NbC析出相的生成机理

微合金化与热处理工艺是提升钢材性能最主要的两种方法.本文以DH980高强钢中NbC析出相为对象,研究了铌含量分别为210×10^(-6)、430×10^(-6)和690×10^(-6)和热处理温度分别为1000、1100、1200和1300℃的条件下,高强钢中NbC析出相的析出行为.使用高温硅钼炉熔炼DH980连铸坯并添加不同Nb含量进行铌合金化,再将所得水冷样置于硅钼炉中完成不同温度下的热处理实验,然后使用夹杂物自动扫描电镜对实验样品进行夹杂物扫描、统计.经分析,铌微合金化后的高强钢中主要的夹杂物为Al_(2)O_(3)、MnS和NbC,其中,NbC析出相的尺寸范围为0.7~6.0μm,而1.0~2.0μm尺寸的NbC居多.使用Factsage热力学计算软件计算NbC析出温度及析出量,随着钢中铌含量从210×10^(-6)增加至690×10^(-6),NbC析出相的最高析出温度逐渐升高,分别为1125、1200和1260℃,NbC析出率(NbC质量与所有夹杂物质量的比值)也逐渐从0.023%增加至0.047%、0.076%.MnS的析出温度为1450℃,不随Nb含量的变化而变化.钢中NbC析出量随着铌含量的增加而增加,也随着热处理温度的升高而增加.当热处理温度为1300℃时,NbC出现回溶现象,导致析出量减少.NbC尺寸主要与初始Nb含量、热处理温度、保温时间有关,NbC尺寸会随着Nb含量、热处理温度、保温时间的提高而增加.本研究中建立了高强钢中NbC析出动力学模型,预测了钢中铌含量、热处理温度、热处理时间对NbC析出相尺寸的影响.

回火工艺对大口径40CrNi4MoV火炮钢组织转变的影响

用JMat Pro模拟分析软件和SEM、TEM显微镜,研究了40CrNi4MoV试验钢淬火温度为880℃,不同回火温度下组织的变化。研究表明:试验钢在320℃回火时,原始奥氏体晶界处分布较多层片状渗碳体,马氏体板条内和板条间析出大量的渗碳体;430℃回火时,渗碳体发生球化;540℃回火后,渗碳体回溶。经不同淬火温度及不同回火温度的计算模拟结果与试验结果一致。

回火温度对等离子熔覆420不锈钢涂层显微组织和力学性能的影响

表征了等离子熔覆420不锈钢涂层的显微组织和力学性能,研究了回火温度对涂层显微组织和力学性能的影响。结果表明:随着回火温度的升高,涂层中板条马氏体逐渐分解,逆变奥氏体含量增加,碳化物的数量增加。当回火温度从450℃升高到500℃,由于弥散分布的M7C3碳化物的析出和第二相强化,涂层的硬度和抗拉强度小幅度提升;随着回火温度进一步升高至650℃,马氏体分解程度增加及逆变奥氏体含量增加,硬质的M7C3碳化物粗化并部分转变为软质的M23C6碳化物,涂层的硬度和抗拉强度显著降低。涂层断裂机制随着回火温度的升高从混合断裂转变为塑性断裂。420不锈钢涂层的最优回火温度为500℃。

Cu-Ag高强高导合金的研究现状与进展

现代能源、电力、机械、电子信息等产业的发展需要用到导电和力学性能优良的Cu基合金。具有弥散第二增强相分布的Cu基合金具有高导电性和高强度,可用于脉冲强磁场、高铁接触用线和航天等高科技领域。目前被广泛研究的Cu基二元合金有Cu-Nb、Cu-Ag、Cu-Cr和Cu-Zr等。其中Cu-Ag合金相比其他Cu基二元合金具有更高的导电性能和力学综合性能。然而,Ag属于贵金属,价格昂贵,Cu-Ag合金制备工艺流程长,成本高。因此,近年来寻找新型合金制备方法和与Cu-Ag合金相匹配的合金化元素成为了研究热点,研究者们不断尝试在合金中加入第三组元,从而降低合金中的Ag含量,提高合金的综合性能;同时,改进形变过程中的热处理工艺也对Cu基合金性能提升取得了一定效果。研究表明,增加Ag含量有利于合金强度的增加。采用定向凝固与冷变形相结合的制备工艺,可以大幅提高合金强度;采用水平连铸工艺,或在凝固过程中施加直流、交流磁场,均可使制备的Cu-Ag合金导电性能提高。目前,在Cu-Ag合金研究中加入的第三组元有Nb、Cr、Zr、W、Fe、稀土元素。富Nb相有良好的延展性,在拉拔过程中很容易演变为纤维,提高了合金强度;Zr、W元素能够抑制Ag的析出,从而提高合金的强度;Cr元素能使合金的耐磨性能提升2~3倍,但富Cr相的延展性相对较差。本文归纳了Cu-Ag高强高导合金的研究进展,分析了提高Cu-Ag二元合金和Cu-Ag系三元合金性能的方法以及面临的问题,以期为制备综合性能优良的Cu-Ag合金提供参考。

回火温度对Q690D低碳贝氏体钢组织性能的影响

低碳贝氏体钢因强度高、韧性好,被广泛应用,Q690D是其中的高强度焊接结构钢。针对Q690D原生产工艺复杂、成本高、交货周期长、成品力学性能差等问题,通过金相显微镜和力学性能测试,研究了回火温度对Q690D低碳贝氏体钢显微组织和力学性能的影响。结果表明:试验钢在450~550℃温度回火后,综合力学性能最佳,抗拉强度为817~838 MPa,屈服强度为718~722 MPa,屈强比≤0.86,伸长率为18.5%~20%,-20℃冲击吸收能量达到216~249 J,完全满足国标对Q690D的性能要求,此时试验钢显微组织以板条贝氏体为主,存在少量粒状贝氏体及残余奥氏体。随着回火温度的升高,试验钢中板条贝氏体发生分解,析出物逐渐增多,铁素体再结晶并长大;宏观上表现为试验钢的抗拉强度下降,伸长率逐渐升高,钢板的屈服强度先升高后降低。

基于渗碳体调控低合金钢中块状逆变奥氏体与奥氏体晶粒尺寸

逆变奥氏体微观组织显著影响钢铁材料的最终组织性能,阐明块状奥氏体的形成规律对于精准掌握逆相变至关重要.本文以Fe–2.5Mn–1.5Si–0.35C合金为研究对象,通过OM、SEM和EBSD等手段研究了不同预回火条件下晶内块状奥氏体与最终奥氏体晶粒尺寸的演变规律.研究结果表明,随预回火温度自350℃升高至650℃,晶内块状奥氏体体积分数呈现出先增加后迅速降低的趋势;400℃预回火条件下,随预回火时间的延长,晶内块状奥氏体体积分数先增加后趋于稳定;预回火促使晶内块状奥氏体形成,导致最终奥氏体晶粒显著细化.随着预回火温度的升高,逆相变前渗碳体发生粗化,增加了晶内块状奥氏体的有效形核位点,此促进了晶内块状奥氏体的形成.此外,晶内块状奥氏体具有多重取向,晶内块状奥氏体的增加,使得逆相变后奥氏体晶粒显著细化.本研究提供了一种在不改变钢化学成分的条件下,通过控制渗碳体实现对逆相变晶内块状奥氏体形成和最终奥氏体晶粒尺寸调控的新方法.

Mn含量对含铝中锰钢相变温度和显微组织的影响

基于Thermo-Calc热力学模拟设计,结合扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、电子探针(EPMA)、背散射电子衍射(EBSD)及透射(TEM)技术,分析Mn含量对Fe-x Mn-3.4Al-0.34C(x=4~8)实验钢相变温度、物相分布和微观组织的影响。结果表明:随着Mn的质量分数从4%增至8%,奥氏体开始转变温度(A e1)从703.7℃持续降至501.2℃,奥氏体完全转变温度(A e3)从1005.6℃近似线性地降至863.0℃;随着Mn含量增加,残余奥氏体由不可探测逐渐增加至12.6%;显微组织从渗碳体(θ)+高温铁素体(δ)双相逐渐转变为高温铁素体(δ)+马氏体(α′)+残余奥氏体(γ),残余奥氏体分布于δ铁素体边界处和马氏体板条中。

电弧增材制造2209双相不锈钢热处理工艺的优化

对2209双相不锈钢进行热处理工艺试验,研究固溶温度、固溶时间、回火温度、回火时间等工艺因素对2209双相不锈钢力学性能和耐腐蚀性能的影响,优化热处理工艺;并对优化热处理工艺条件下试样的微观组织进行分析,探讨材料性能改善的机理。结果表明:各因素对2209双相不锈钢力学和耐腐蚀性能影响大小的顺序为固溶时间、固溶温度、回火温度、回火时间,随固溶温度和固溶时间的增加,双相不锈钢的自腐蚀电流密度降低,耐腐蚀性能逐渐提升;电弧增材制造2209双相不锈钢的最优热处理工艺为1 000℃×0.5 h固溶和400℃×2 h回火,优化工艺下材料的力学和耐腐蚀性能均得到提升,屈服强度、抗拉强度、断后伸长率、自腐蚀电位和自腐蚀电流密度分别为568 MPa,747 MPa,58.53%,0.21 V和6.056 4×10^(-6)A·cm^(-2),满足船用螺旋桨性能指标要求;热处理会增加2209双相不锈钢组织中合金元素在奥氏体中的固溶度,促使合金元素比较充分地融入奥氏体,固溶强化效应得到增强。

回火温度对Q420qENH钢板组织和力学性能的影响

通过显微组织观察、电子背散射衍射技术、拉伸试验、冲击试验等方法,研究了回火温度对Q420qENH钢板组织和力学性能的影响。结果表明:420~620℃回火的钢板组织为粒状贝氏体和铁素体,基体组织略微粗化,大尺寸M-A组元分解,但仍有部分细小较稳定的M-A组元得以保留,且呈弥散分布。与轧态钢板相比,620℃回火的钢板屈服强度从467 MPa升高至505 MPa,抗拉强度从655 MPa降低至589 MPa,屈强比从0.71升高至0.86,-40℃冲击吸收能量从175 J升高至278 J;脆硬相M-A组元含量降低不仅导致钢板屈强比升高,还降低了裂纹萌生倾向,且大角度晶界比例增加,阻碍裂纹扩展的能力增强,两者共同作用使得钢板的低温冲击韧性明显改善。在520~620℃回火的试验钢板具有高强韧性和较低屈强比的优异力学性能。

回火对国产P91钢组织和性能的影响

采用单因素比较试验法进行P91钢回火工艺参数的优化 ,研究回火温度和回火时间对力学性能和组织结构的影响 ,结果表明 :P91钢正火后 ,再经 760℃、180min的回火处理 ,获得了良好的力学性能和细小均匀的回火板条马氏体组织 ;回火温度过高会出现组织性能的异常变化。

高Ti-Nb系高强钢焊接接头回火前后的力学行为

采用混合气体保护焊,研究了高Ti-Nb成分体系控轧控冷高强钢焊接接头在回火前后的力学性能变化,阐述了焊态接头的软化机理,分析了这些变化与微观组织的联系.结果表明,随焊接热输入的增加,细小的(Ti,Nb)(C,N)析出相粒子回溶基体,CGHAZ软化程度加剧;回火后接头软化程度缓解,母材强度提高,但随着回火温度的提高,接头及母材的冲击韧性均呈降低趋势,其原因与原始组织遗传及正交Fe3C型碳化物沿晶界析出有关.