淬火-配分-回火工艺处理钢的三体冲击磨损性能研究

研究了"淬火-配分-回火"(Q-P-T)工艺对20Si2Ni3钢三体冲击磨料磨损性能的影响。结果表明,随试验冲击能量从0.5 J增加到3.5 J,试样的磨损失重量先增大后减小,在2.5 J时出现峰;试样经Q-P-T工艺处理后的磨损失重量低于传统淬火回火(Q-T)工艺处理的试样,其主要磨损机制由犁削向应变疲劳转变;经Q-P-T处理的样品在磨损试验后的表面加工硬化层厚度明显高于经Q-T处理的样品。分析认为基体的高塑韧性及其在磨损过程中的形变强化和残余奥氏体的相变强化是Q-P-T工艺处理钢具有较好的抗冲击磨料磨损性能的原因。

淬火-配分-回火工艺处理低碳低合金钢的氢脆敏感性

对低碳低合金钢进行淬火-配分-回火(Q-P-T)工艺处理,研究了Q-P-T处理后试验钢的显微组织、力学性能以及氢脆敏感性,并与传统淬火回火(Q-T)工艺处理后的进行了比较。结果表明:相对于传统Q-T工艺,Q-P-T工艺处理后的试验钢获得了较多的残余奥氏体,塑性和韧性分别提高了3.5%和27%,氢脆敏感性降低;残余奥氏体对降低氢脆敏感性具有积极作用。

淬火-配分-回火(QPT)钢的研究进展

针对先进高强钢研究中提出的淬火-配分-回火(QPT)工艺,从热处理、组织演变和碳配分过程综合介绍了高强QPT钢的研究进展,并从力学性能优化出发总结其基于微观组织调控的强韧化机制。基于上述强韧化机制,提出了高强QPT钢的优选的理想组织为几百纳米级的条状马氏体与薄膜状残余奥氏体,并以此为基体弥散析出细小的纳米级碳化物。研究人员在对低碳、中碳及高碳微合金钢进行QPT制备研究的基础上,也对新型QPT工艺及高强QPT钢的氢脆问题进行了探索,旨在使先进高强钢获得优异的强度、塑性、韧性和抗氢脆综合性能。对此最新进展进行了总结,并探讨了QPT钢基础研究和应用研究的重点方向。

淬火-分配-回火工艺和多循环淬火-分配-回火工艺

综述了由徐祖耀院士提出的淬火-分配-回火(Q-P-T)新工艺的背景和发展现状。总结了先进Q-P-T钢从超高强度到高强塑性的发展,重点论述了在形变中残留奥氏体增强超高强度钢的塑性的微观机制。鉴于单循环Q-P-T工艺对大尺寸工件和不同尺寸热轧板(或H型钢)处理的局限性,提出了多循环淬火-分配-回火(MQ-P-T)工艺及其在冶金行业热轧板(或H型钢)的工程应用。最后列举了MQ-P-T工艺在机械行业的应用实例。

用于超高强度钢的淬火-碳分配-回火(沉淀)(Q-P-T)工艺

为进一步提高钢的强度,改造淬火-碳分配(Q-P)工艺,在超高强度钢的成分设计中加入碳化物形成元素Nb或(和)Mo,使在马氏体基体上析出碳化物,提出淬火-碳分配-回火(沉淀)(Q-P-T)工艺。将按设计超高强度钢大致成分的钢进行Q-P-T处理后,得钢的抗拉强度高达>2000MPa,总断后伸长率>10%。和迄今发展的各类含碳小于0.5%钢的综合力学性能相比,Q-P-T钢可能成为优异的超高强度钢。

淬火-配分-回火钢干滑动摩擦磨损性能的研究

对不同温度淬火的含碳化钒颗粒的淬火-配分-回火(quenching-partitioning-tempering,Q-P-T)钢以不同的试验力和试验时间进行了干滑动摩擦磨损试验,并借助扫描电镜、X射线衍射仪和能谱分析研究了摩擦磨损试验前、后试样的表面形貌和磨屑的成分,并与不含碳化物的淬火-配分(quenching and partitioning,Q&P)钢作了对比,目的是揭示其干滑动摩擦磨损性能。结果表明:热处理后Q-P-T试样的显微组织由马氏体、残留奥氏体和碳化钒颗粒组成;摩擦磨损试验前QPT试样的残留奥氏体含量(体积分数)为9%~15%,摩擦磨损试验后残留奥氏体含量大多低于3%,说明在摩擦磨损试验过程中残留奥氏体发生了马氏体相变;相同磨损试验条件下,QPT试样的耐磨性明显低于Q&P试样,其磨损机制主要是黏着磨损、磨粒磨损和氧化磨损。

相变塑性锚杆材料淬火-碳分配-回火热处理工艺研究

研究了可用做超高强度锚杆材料的低碳Si-Mn系TRIP钢的Q-P-T热处理的力学性能,结果表明:经Q-P-T得到的显微组织主要是具有高位错密度的细条状马氏体和10%～15%的残留奥氏体,马氏体上析出了细小共格复杂碳化物。在延伸率≥17.3%的条件下,最佳综合性能σb×σs为1 874 520 MPa,其中抗拉强度σb=1 640 MPa。

淬火-碳分配-回火钢的低温组织和性能

Fe-0.25C-1.5Mn-1.2Si-1.5Ni-0.05Nb(质量分数,%)钢通过淬火-碳分配-回火(Q-P-T)工艺抗拉强度可达1250 MPa以上兼具良好塑性(大于17%),显微组织为位错型板条马氏体、微合金碳化物和薄片状残留奥氏体。通过低温拉伸试验分析了Q-P-T钢在-85～25℃下的力学性能并采用透射电镜观察了试样在25℃和-85℃时拉伸前后的显微组织。结果表明,Q-P-T钢在-70～25℃时显示了良好的低温力学性能,仅当拉伸温度低于-70℃时试样塑性开始出现大幅下降;残留奥氏体在未变形前具有良好的低温稳定性,但在变形过程中会发生马氏体相变,产生相变诱发塑性(TRIP)效应,这是Q-P-T钢具有高强度和良好塑性的主要原因。

汽车用油淬火-回火弹簧钢丝的发展现状

介绍了汽车用油淬火-回火弹簧钢丝最新的研究进展和发展动态,主要探讨了化学成分、冶金质量、截面形状、表面质量以及热处理工艺对油淬火-回火弹簧钢丝组织及性能的影响。

淬火配分-深冷复合处理下NM300耐磨钢微观组织与性能研究

利用扫描电子显微镜、室温拉伸、室温冲击、往复式摩擦磨损实验等手段,研究了淬火配分-深冷复合处理对NM300低合金耐磨钢微观组织、力学性能及耐磨性能的影响。结果表明:经淬火配分-深冷复合工艺处理后,耐磨钢微观组织由马氏体/贝氏体、铁素体及残余奥氏体组成;相较于淬火配分处理,淬火配分-深冷复合处理提高了耐磨钢的抗拉强度、硬度和冲击韧性,强塑积达到17 GPa·%以上,冲击韧性提升了5.97%,耐磨性提升了29.0%。

Q-P-T工艺对20SiMn2MoV钢组织与性能的影响

采用Q-P-T工艺对20SiMn2MoV钢进行热处理，利用扫描电镜、透射电镜研究其微观组织，使用XRD分析残留奥氏体的含量，并通过拉伸试验、冲击试验研究了Q-P-T工艺对钢力学性能的影响。结果表明，20SiMn2MoV钢经Q-P-T处理获得了板条马氏体＋残留奥氏体＋弥散析出碳化物的组织，残留奥氏体含量为4％～7％。淬火介质温度越高，残留奥氏体含量越高，钢的塑性、冲击韧性越好。碳分配时间应适中，过短则奥氏体稳定化不够，过长则发生碳化物析出及残留奥氏体分解。当淬火介质温度为90℃，碳分配60s时，钢的抗拉强度为1344MPa，伸长率达18．8％，强塑积为25267MPa·％，具有优良的强塑性匹配。

两种高铬马氏体不锈钢油淬火回火工艺研究

介绍两种高铬马氏体不锈钢的油淬火回火工艺原理 ;研究 3Cr13薄钢带试样 (采用普通加热法 )和4Cr13钢丝 (采用电接触快速加热法 )的淬火和回火温度对其显微组织及力学性能的影响规律 ;研制成功 4Cr13油淬火

配分温度对Q-P-T钢组织与性能的影响

采用SEM、TEM、EBSD、XRD等手段,研究了Q-P-T工艺配分温度(320、380和450℃)对28Mn2SiCrNiMo钢组织及性能的影响规律。结果表明:试验钢在320℃配分后,获得针状下贝氏体+马氏体+残留奥氏体组织;380℃配分后,获得板条状上贝氏体+马氏体+残留奥氏体组织;450℃配分后,组织为马氏体+残留奥氏体,无贝氏体生成。当配分温度为320℃时,强度、塑性和韧性的配合达到最佳,强度为1524MPa,总伸长率为18.7%,V型缺口冲击功为58J。配分过程中贝氏体的形成,分割原奥氏体晶粒,细化组织,阻碍了裂纹的扩展,使得试验钢的冲击韧性大幅提升。

残余奥氏体对新型高碳Q-P-T钢疲劳性能的影响

本文研究了残余奥氏体对Fe-0.65C-1.5Mn-1.5Si-0.6Cr-0.05Nb(wt%)淬火-配分-回火(Q-P-T)钢疲劳性能的影响。通过X射线衍射、扫描电子显微镜和透射电子显微镜表征了马氏体和残余奥氏体中微观结构的演变,包括不同循环周次下的体积分数和平均位错密度。与传统的淬火&回火(Q&T)钢相比,Q-P-T工艺使碳从过饱和马氏体配分到相邻的残余奥氏体中,从而保留更多的残余奥氏体。经Q-P-T处理后,钢的抗拉强度略有下降,但其伸长率与强塑积分别提高了287%和234%。与Q&T钢的疲劳极限为550 MPa相比,Q-P-T钢的疲劳极限达到了650 MPa,提高了100 MPa(18.2%)。高碳Q-P-T钢具有更高疲劳性能的机理主要源于两个方面:一是疲劳试验中存在残余奥氏体吸收位错效应(DARA效应),显著增强了马氏体基体的变形能力;另一方面是残余奥氏体相变产生的高硬度小尺寸马氏体的疲劳止裂效应。本工作证实了高碳Q-P-T钢在循环拉压载荷下存在DARA效应,进一步将该效应的应用范围从静载荷推广至循环变载荷。

热处理工艺对18CrNiMo7-6渗碳钢奥氏体晶粒度的影响

在风电等重载齿轮制造领域,低碳高合金渗碳钢18C r N i M o7-6已成为当前主流用钢,该渗碳钢在国外普遍采用渗碳后降温直接淬火方法,而在国内,由于钢锭成分偏析等问题,为防止出现混晶或粗晶缺陷,通常采用渗碳后重新加热热处理方法。对于重载渗碳齿轮而言,渗碳淬火后的心部晶粒度影响心部塑性及韧性,心部粗晶或混晶将大幅降低塑性及韧性,

淬火-碳分配-回火(Q-P-T)工艺浅介

传统淬火-回火工艺不能满足高强度钢兼具一定韧性和廉价的要求,Speer等为在淬火钢内稳定一定量的残留奥氏体,提出淬火-碳分配(Q-P)工艺,即淬火后在一定温度保温一定时间,碳自马氏体分配至残留奥氏体、因富碳而稳定化,以保证淬火高强度钢的塑性和韧性。在Q-P工艺基础上,本文作者于2007年建议一个热处理的新工艺:淬火-碳分配-回火(Q-P-T)工艺,即淬火至Ms～Mf后,除作碳分配外,还在一定温度回火一定时间,使析出复杂碳化物,以增加强化作用。Q-P-T钢含<0.5wt%C以防止脆性,含1.5wt%Si阻碍渗碳体的析出,促进碳分配,(1.0～1.5)wt%合金元素Mn(Ni)以降低Ms温度,以及少量复杂碳化物形成元素Nb和Mo。含0.48wt%C的Q-P-T钢经Q-P-T处理后显示抗拉强度为2 160 MPa,总伸长率11%;含0.2wt%C的Q-P-T钢具抗拉强度1 150 MPa,总伸长率17%;含0.1wt%C的Q-P-T钢具有抗拉强度900 MPa和较高韧性。初步设想了Q-P-T工艺的热力学和动力学,有必要作进一步研究使Q-P-T钢的成分和性能进一步优化。

65Mn油淬火—回火弹簧钢丝的试制

介绍油淬火-回火弹簧钢丝的性能要求和生产工艺确定。通过以下工艺流程试制φ6.0mm,65Mn油淬火-回火弹簧钢丝:盘条→酸洗涂层→拉拔成品→油淬火回火处理→检验。力学性能要求:抗拉强度Rm为1460-1610MPa,淬火硬度HRC为45-50,断面收缩率≥35%。成品钢丝的检验结果达到各项设计指标要求。

淬火-回火工艺对Ti-46Al-xB合金柱状晶组织的影响

研究了淬火-回火工艺对Ti-46Al-x B合金柱状晶组织的影响。研究发现,淬火-回火工艺对Ti-46Al-x B合金的柱状晶组织具有明显的细化效果。这主要是由于温度梯度的增加和冷却过程中发生固态相变使晶界或相界面上原子错配,从而形成大量的位错,位错对晶界具有"钉扎"作用,从而细化Ti Al基合金柱状晶组织。结果表明,通过合金化元素B和热处理工艺的共同作用可以获得更为细小的Ti Al基合金柱状晶组织。这主要是由于随着B含量的增加,硼化物的析出量增加,而硼化物对位错线的进一步扩展起到了阻碍作用。从而促进了位错对晶界的"钉扎"作用,进一步细化了Ti Al基合金柱状晶组织。

淬火-配分-回火钢在模拟海水环境中的腐蚀性能研究

利用XRD、SEM和TEM等测试方法研究了淬火-配分-回火(Q-P-T)钢热处理后的物相结构和显微组织形貌,并以相同成分的淬火-回火(Q&T)钢和不含碳化物的淬火-配分(Q&P)钢为参照,利用失重法、电化学测试等方法研究了Q-P-T钢在模拟海水环境3.5%(质量分数)NaCl溶液中的腐蚀行为。结果表明,Q&T钢内的残余奥氏体主要以薄膜状分布在马氏体板条间,其含量低于3%(体积分数),而Q&P钢和Q-P-T钢内的残余奥氏体则以薄片状分布在马氏体板条间,其平均含量分别为15.35%(体积分数)和14.6%(体积分数);含碳化物的Q-P-T钢的耐蚀性优于不含碳化物的Q&P钢,且经配分的Q-P-T和Q&P钢的耐蚀性能稍优于Q&T钢。4种钢表面腐蚀产物的演变规律基本一致,即初期腐蚀产物以β-FeOOH和γ-FeOOH为主,随浸泡时间的延长,逐渐以α-FeOOH和Fe3O4为主;4种试样腐蚀表面初期均分布着尺寸不一的点蚀坑,随浸泡时间的延长,逐渐变为均匀腐蚀。

贝氏体钢等温淬火和淬火-配分复合工艺

为了研究等温淬火和淬火-配分复合工艺对中碳高强贝氏体钢组织和力学性能的影响,采用组织观察、热模拟试验、X射线衍射分析和拉伸试验等手段,阐明等温淬火和淬火-配分复合工艺处理下的组织演变和性能变化。结果表明,等温淬火结合淬火-配分工艺可以细化粗大的块状马氏体/奥氏体岛,将粗大的马奥岛组织转化为薄膜状奥氏体和贫碳马氏体。与单独贝氏体相变或单独淬火-配分处理工艺相比,等温淬火结合淬火-配分复合工艺提高了中碳钢的力学性能。此外,与单独贝氏体相变或淬火-配分工艺相比,通过等温淬火和淬火-配分复合工艺可以获得更多碳含量较高的残余奥氏体。