立式锅壳锅炉回火管管口的应力分析

立式锅壳锅炉回火管管口，在实际运行中经常会因出现裂纹等缺陷。本文通过有限元法计算分析回火管管口开裂的原因。‘

回火温度对易焊接80 kg级高强钢组织和力学性能的影响

研究了不同回火温度对80 kg级直接淬火钢组织和性能的影响。结果表明:直接淬火钢具有较高的强韧性组合和高温回火抗性,当回火温度在450~650℃时,试验钢仍然保持板条状马氏体的形状和位向,随着回火温度升高,板条发生粗化,伴随着残余奥氏体的分解和碳化物的析出和长大等过程。当回火温度为700℃时,试验钢发生较高程度的再结晶,性能明显恶化。当回火温度为650℃时,试验钢具有最佳的综合力学性能,屈服强度为795 MPa,抗拉强度为821 MPa,断后伸长率为20.6%,标准试样-20℃冲击功为195 J。

预回火工艺对H13钢组织和性能的影响

对淬火后H13钢进行620,640,660,680℃下保温10,20,40min的预回火与600℃保温120min回火处理,并以常规回火(二次600℃保温120min回火)为对照,研究了预回火工艺对H13钢组织和性能的影响。结果表明:随着预回火温度提高或保温时间延长,H13钢中马氏体分解程度增加,残余奥氏体数量减少,析出碳化物尺寸增大,位错密度降低,H13钢的硬度降低,冲击吸收功增大;与常规回火相比,620,640℃下预回火10~20min+600℃回火后H13钢的位错密度更高,660,680℃下预回火10~40min+600℃回火后H13钢的的位错密度更低,660℃下预回火10~40min+600℃回火处理可以同时提高硬度和冲击韧性,其原因是较低位错密度和较小尺寸回火析出相的共同作用。

临界退火结合回火处理Fe_(69.4)Mn_(10)Co_(10)Cr_(10)N_(0.6)多主元合金的组织与性能

采用接近Ac3温度的临界退火及不同温度的低温回火处理制备一系列Fe_(69.4)Mn_(10)Co_(10)Cr_(10)N_(0.6)多主元合金。研究结果表明:经临界退火的合金由均匀分布的亚微米级超细铁素体和奥氏体晶粒以及奥氏体晶粒中的淬火马氏体板条组成。临界退火合金经不同温度的回火处理后,铁素体和奥氏体晶粒尺寸显著增加到微米级,合金的室温屈服强度和抗拉强度同时增加,塑性基本维持不变。这归因于:一方面,在回火过程中,Mn和N元素的配分增加了合金中奥氏体的稳定性;另一方面,回火后软区铁素体和硬区马氏体之间的异质界面增多,使得材料在拉伸变形过程中具有更显著的异质形变诱导强化和硬化效应。其中,经300℃回火处理合金的屈服和抗拉强度分别达到690 MPa和1400 MPa左右,同时保持了17%的均匀伸长率和26%的断裂伸长率。

回火温度对2%Mn高强钢组织和性能的影响

高强度高塑性是先进高强钢发展的方向,本工作以2%Mn钢为研究对象,通过控制回火温度实现高强度高塑性最佳匹配,并采用SEM、TEM、XRD等技术分析影响2%Mn高强钢组织和力学性能的机制。结果表明:2%Mn高强钢经珠光体区等温退火后组织为铁素体、珠光体、低碳马氏体和残余奥氏体;随着回火温度升高,残余奥氏体体积分数由退火态的6.78%持续降低至425℃回火态的2.55%,回火温度继续升高,残余奥氏体体积分数基本不变,维持在稳定水平;随着回火温度升高,铁素体含量持续增加,位错密度、抗拉强度、屈服强度、硬度持续降低,延伸率先增加后降低;2%Mn钢经425℃回火后,铁素体平均板条宽度为95.1 nm,位错密度为2.6×10^(14)m^(-2),碳化物平均直径为13.9 nm,抗拉强度为1770 MPa,屈服强度为1450 MPa,伸长率为9.84%,强塑积达到最大值17.4 GPa·%。

利用回火定形提高波形弹簧的合格率

针对波形弹簧由于载荷值不稳定导致合格率低的问题,从波形弹簧原材料、厚度、高度等多方面进行对比和综合分析。结果发现,影响波形弹簧合格率的主要因素是波形弹簧厚度的不均匀性。根据厚度将波形弹簧分类,将不同厚度的波形弹簧装入不同波形高度的回火工装中回火定形处理,控制波形弹簧的高度,提高了波形弹簧的合格率。

回火时间对BS960E钢快速加热淬火后组织与性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜、电子背散射衍射、能谱仪和X射线衍射等研究了回火时间对BS960E钢快速加热淬火后组织与性能的影响。结果表明:BS960E钢淬火后组织为板条状马氏体,其原始奥氏体平均晶粒尺寸为5.69μm,位错密度为4.02281×10^(15)cm^(-2)。随着回火时间的延长,马氏体板条结构逐渐分解;回火2 min时仍存在部分板条组织,有效晶粒尺寸(马氏体板条块)为2.47μm,位错密度急剧下降至9.48079×10^(14)cm^(-2);回火15和30 min时马氏体板条开始粗化,小角度晶界密度占比降低,此时有效晶粒尺寸分别为2.57和2.59μm,位错密度分别为7.80957×10^(14)和6.75406×10^(14)cm^(-2);回火60 min时,马氏体板条块合并明显,大角度晶界密度及占比下降,有效晶粒尺寸粗化达到2.99μm,位错密度降低至5.19655×10^(14)cm^(-2)。碳化物的析出位置可分为原始奥氏体晶界析出、马氏体板条块界析出和晶内析出3类。随着回火时间的延长,BS960E钢的抗拉强度和屈服强度逐渐减小,伸长率增加。回火时间达到60 min时由于析出的碳化物粗大导致伸长率降低。综合考虑BS960E钢经过快速加热淬火后,回火时间在2 min时综合力学性能最佳。

铸造低合金钢回火焊道技术适用性判别分析

回火焊道技术是通过第二层焊道的热循环来改善第一层焊道的组织和性能的焊接技术,但目前尚无明确标准规定其适用范围。以A217 WC6和A217 WC9钢为对象,采用Gleeble热模拟试验判断二次回火对两种铸造低合金钢性能的影响规律,进而用回火焊道技术制造焊接试样,进行焊态、热处理态下的组织和性能对比试验。试验结果表明,A217 WC6钢在一次高温热循环后,冲击功从70 J提升至126 J,硬度值从154 HV10增至375 HV10。二次热循环后,A217 WC6钢的硬度整体降低,回火峰值温度对其性能有显著影响。相比之下,A217 WC9钢的冲击功从77 J降至52 J,硬度值从182 HV10增至364 HV10,二次热循环对其性能影响不显著。焊接试样的性能和硬度变化趋势与Gleeble热模拟试验一致。由此得到结论:Gleeble热模拟试验可以判断钢种是否适用于回火焊道技术;A217 WC6钢较A217 WC9钢更适合采用回火焊道技术进行修复。

铸造低合金钢回火焊道与焊后热处理焊接接头性能对比研究

为评估回火焊道工艺在铸造低合金钢焊接中的应用效果,研究回火焊道工艺能否替代传统的焊后热处理工艺。采用焊条电弧焊(SMAW),选用R307、R407焊条分别对A217 WC6和A217 WC9进行焊接。控制预热温度、电流、电压、搭接率和层厚,以实现回火焊道工艺。焊后对接头进行金相、硬度、拉伸、冲击和侧弯试验。试验结果表明,A217 WC6焊接接头在焊态和热处理态下的性能均满足标准要求,而A217 WC9焊接接头在焊态下的冲击功小于母材,侧弯试样在熔合线附近出现表面裂纹,且硬度明显高于热处理态。分析表明,回火焊道工艺能有效改善A217 WC6钢焊接接头的组织和性能,可替代焊后热处理。但在A217 WC9钢的焊接中,回火焊道工艺未能达到改善组织和性能的目的,焊接接头性能不满足标准要求,不能替代传统的焊后热处理工艺。

淬火、回火对连铸QTNi4MoV球墨铸铁组织和硬度的影响

采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和硬度计等对QTNi4MoV球墨铸铁在淬火和回火过程中的组织及硬度变化规律进行了研究。结果表明:经1323 K保温4 h的石墨化退火处理后,QTNi4MoV球墨铸铁的组织由石墨球+残留奥氏体+针状贝氏体组成,硬度约为40 HRC;再经1223 K保温1 h油淬后,QTNi4MoV球墨铸铁的组织由石墨球、马氏体和残留奥氏体组成,硬度为48.5 HRC;淬火后QTNi4MoV球墨铸铁的组织具有良好的回火抗力,回火温度达到773 K时,其淬火马氏体才开始分解;经773 K保温3 h的一次和二次回火后,QTNi4MoV球墨铸铁的组织为石墨球、回火马氏体和少量残留奥氏体,硬度值分别为47.5和46 HRC,抗拉强度高于900 MPa,满足铝合金压铸模具服役时对其制造材料在力学性能方面的要求。

回火温度对3Cr3Mo3VNb钢力学性能和断口形貌的影响

通过控制回火温度,获得了不同力学性能的3Cr3Mo3VNb钢。试验结果表明,在300~680℃回火温度区间内,试验钢的硬度整体呈下降趋势,在500℃回火后出现二次硬化现象,试验钢加速软化发生在600℃以上高温回火;其冲击韧性在300~680℃回火温度区间逐渐增强,650℃以上回火后,冲击韧性快速提升。经过不同温度回火后,3Cr3Mo3VNb钢得到不同的室温组织,其显微组织由回火马氏体转化为回火屈氏体和回火索氏体。碳化物的形态由颗粒状转化成长条状,最后为块状。试验钢的断裂方式为准解理断裂和韧性断裂,准解理断裂发生在300~650℃温度区间,韧性断裂发生在680℃高温回火。试验钢的冲击韧性受显微组织和碳化物的影响较大。

过温淬火+低温回火20Cr13锻造剥皮齿的热处理工艺研究

以20Cr13不锈钢锻造的剥皮齿为研究对象,对比传统热处理工艺,提出了一种过温淬火和低温回火的热处理工艺方法。结果表明,在盐浴炉里进行热处理试验,得到的剥皮齿硬度值范围为48.0~49.5 HRC,比淬火加热到1000℃的同等条件,剥皮齿硬度值提高了5.3%。金相组织为低温回火马氏体和残余奥氏体,满足剥皮齿47~51 HRC的安全硬度值要求。后经不同设备网带炉验证,得到的剥皮齿硬度值范围为47.5~51.0 HRC,金相组织同为低温回火马氏体和残余奥氏体。经实际工作环境验证,所提出的工艺加工的剥皮齿满足安全工作的硬度要求。

回火温度对淬火态S35VN刀具钢组织与性能的影响

为降低淬火态S35VN刀具钢内的残余应力并提升其综合性能以满足最终使用要求,需对其进行回火处理。通过X射线衍射仪及扫描电子显微镜等研究淬火态S35VN钢分别经过180、200、220℃回火处理后物相、显微组织的差异及其对合金硬度、拉伸性能及耐腐蚀性能的影响。结果表明:3种温度回火后S35VN钢的基体均以马氏体为主,混合少量残余奥氏体,碳化物类型均以M7C3为主,含有少量M23C6和MC;合金的硬度下降,强度、塑性提升,180℃回火后硬度均值为56.5 HRC,抗拉强度均值为1844 MPa,断裂时总应变量均值为3.89%,耐蚀性能最佳。

回火温度对15Cr5MoVRE油井管钢组织及第二相析出行为影响

研究了回火温度对15Cr5MoVRE油井管钢组织和第二相析出行为规律的影响。利用箱式热处理炉对试验钢进行了热处理,采用光学显微镜和透射电镜对回火后的组织及第二相进行了观察分析,采用硬度计与拉力试验机对试验钢回火后的力学性能进行了测试。结果表明,15Cr5MoVRE油井管钢,经900℃保温50 min水淬,670~710℃回火保温90 min,组织为回火屈氏体和回火索氏体,析出的第二相碳化物类型均为M_(7)C_(3)型和M_(23)C_(6)型。随着回火温度的升高,第二相碳化物颗粒数量明显增多,尺寸逐渐增大,且在710℃回火时发生团聚。回火温度为690℃时,铁素体基体上有大量细小的第二相碳化物均匀析出,力学性能最优,试验钢的最佳回火温度应为690℃。

淬回火工艺对N-Mo合金化Cr13型耐蚀塑料模具钢组织与力学性能的影响

对N-Mo合金化Cr13型耐蚀塑料模具钢进行925~1150℃保温0.5 h的油淬处理,再分别进行150~300℃保温2 h或者350~600℃保温1 h的回火处理,研究了淬回火工艺对该钢组织与力学性能的影响。结果表明:试验钢淬火后的组织主要为淬火马氏体,随着淬火温度的升高,晶粒长大,第二相逐渐固溶进基体,试验钢的硬度先增大后降低,当淬火温度为1050℃时,硬度达到峰值,为57.7 HRC,此时第二相基本固溶进基体,残余奥氏体体积分数仅为8.49%。随着回火温度的升高,试验钢组织由回火马氏体向索氏体转变,第二相逐渐析出并长大;硬度呈先降低后升高再迅速降低的趋势,冲击吸收能量随回火温度的变化规律与回火硬度的变化规律相反,抗拉强度的变化规律与硬度的变化规律一致,屈服强度呈先增大后降低的趋势,并在回火温度为480℃时达到最大值,为1445 MPa;在200℃以上温度回火后试验钢的塑性均保持在一个较好的水平。试验钢获得优异综合性能的热处理工艺为1050℃×0.5 h淬火+200~300℃×2 h回火,此时组织为回火马氏体,硬度为48~53 HRC,抗拉强度为1752~2050 MPa,屈服强度为1171~1223 MPa,冲击吸收能量为41~51 J,断面收缩率为42%~51%,断后伸长率为17.1%~17.7%。

回火温度对2Cr10NiMo中铬合金钢组织及性能的影响

以2Cr10NiMo合金钢为研究对象,采用DSC曲线确定合金钢的淬火温度,研究不同回火温度对其组织及性能的影响。结果表明:经1050℃油淬与水淬后,组织均为马氏体+少量残余奥氏体。随着回火温度从200℃升高至350℃,硬度从49.5 HRC降低至46.2 HRC,冲击韧性则先升后降。350℃回火,合金钢出现低温回火脆性。250℃回火,冲击试样的断口有大量韧窝,属于韧性断裂。热处理态合金钢耐磨性与铸态的相当,磨损机制主要为显微切削。

回火温度对Mn-Cr-Ni-Mo钢调质后组织与性能的影响

以Mn-Cr-Ni-Mo低碳低合金钢为研究对象,在JMatPro软件模拟的基础上,采取组织分析与性能测试等方法研究了不同回火温度条件下的组织与性能。结果表明:试验钢经淬火后的显微组织为板条贝氏体+多边形块状铁素体+马氏体,再经600~700℃高温回火时,随着回火温度的提高,马氏体和贝氏体先后逐渐转变,碳化物析出量提升,出现晶粒细化现象,平均晶粒度提高,这些组织变化导致材料强度和硬度降低而冲击韧性上升。在640℃回火时出现二次硬化现象,导致强度有所提高,冲击韧性相对略有下降,且在0~-40℃时的冲击值无明显变化,保持较高的强-韧性匹配。Mn-Cr-Ni-Mo低碳低合金钢采用910℃淬火+640℃回火的热处理工艺方案可行,能满足试验钢生产X60、X65和X70等钢级管线管的技术要求。这种用单一钢种生产多个不同钢级的钢管是保障生产管理、降低成本和提升效益的重要途径,有助于提升管线管产品的市场竞争力。

回火温度对40CrNiMo钢耐摩擦磨损及抗氧化性能的影响

通过扫描电子显微镜、洛氏硬度计、摩擦磨损试验机等系统研究了回火温度对40CrNiMo钢组织、硬度、摩擦磨损性能及抗氧化性能的影响。结果表明:随着回火温度的升高,钢中渗碳体加快析出并逐渐聚集球化,其形貌从细片状转变为粗粒状,500℃回火的钢铁素体发生再结晶;硬度与耐磨性呈下降趋势。不同温度回火的试样在800℃的抗氧化评级为GB/T 13303—1991中的4级“弱抗氧化性”,表明回火40CrNiMo钢适用于温度较低的服役环境。

回火温度对55CrVNb弹簧钢组织与性能的影响

采用扫描电镜、透射电镜、X射线衍射仪和万能拉伸试验机等研究了不同温度回火对55CrVNb弹簧钢组织演变与力学性能影响。结果表明:55CrVNb弹簧钢淬火后的组织主要是板条与针状马氏体;在250~550℃回火50 min时,随着回火温度的升高,马氏体板条模糊并逐渐消失,碳化物沿马氏体边界析出,数量增多尺寸也在增大,位错密度逐渐降低,固溶强化,位错强化、析出强化作用减弱,导致55CrVNb弹簧钢的强度降低,抗拉强度从2119.7 MPa下降至1228.0 MPa,屈服强度从1918.8 MPa下降至1188.9 MPa;随着回火温度升高,55CrVNb弹簧钢的伸长率呈现先升高后降低趋势,断裂类型由脆性断裂向韧性断裂转变;实验钢最佳的热处理工艺参数为:860℃奥氏体化30 min,450℃回火50 min。

感应回火对含钒900 MPa级高强钢组织与性能的影响

对含钒Q960E高强钢进行热轧和900℃淬火,并对其分别在450、550和600℃下进行感应回火处理。通过扫描电子显微镜(SEM)与投射电子显微镜(TEM)研究了Q960E高强钢不同感应回火温度下的组织特征。结果表明:淬火后Q960E钢板组织由马氏体+贝氏体复相组织组成,并通过提高终轧和卷曲温度保证了感应回火前的板形质量。高温回火后组织为回火索氏体。通过V的添加,在感应回火过程中均匀弥散析出尺寸小于100 nm的析出相,保证了感应高温回火后的板材强度,并随回火温度的升高,部分回火马氏体消失,形成回火索氏体组织。在900℃/15 min淬火,(550~600℃)/15 min高频感应回火可以获得Q960E的最佳力学性能,通卷横向强度波动小于10 MPa,通卷纵向强度波动范围小于30 MPa,通卷横、纵向伸长率稳定在12%以上。