稀土对渗铝HK40耐热钢氧化性能的影响

采用 OM、SEM、EDX及 XRD等仪器设备 ,研究了经渗铝和稀土渗铝处理的 HK40耐热钢在 10 0 0℃、110 0℃、12 0 0℃空气中氧化的行为。发现经渗铝和稀土渗铝处理的 HK40耐热钢试样 ,其氧化动力学呈抛物线规律 ,经稀土渗铝处理后的试样 ,其氧化膜的塑性和粘附性得到改善 。

Al对ZG40Cr25Ni20抗磨耐热钢高温抗氧化性的影响

在ZG40Cr25Ni20抗磨耐热钢中加入不同含量的Al,在900℃和1100℃下分别进行循环高温抗氧化性试验。通过不同温度下氧化增重测量、氧化动力学分析,以及试验后试样形貌观察,得出了Al对ZG40Cr25Ni20高温抗氧化性能的影响规律,结果表明适量的Al能明显提高ZG40Cr25Ni20的高温抗氧化性。

HK40耐热钢凝固过程的研究

利用液淬－金相法研究了ＨＫ４０耐热钢的凝固过程。结果表明，ＨＫ４０钢的固相线和液相线温度分别为１４０６℃和１１９０℃，并在１３００℃时开始析出γ＋碳化物共晶，且共晶形态与熔池形态有关。ＴＥＭ分析结果表明该碳化物共晶为γ＋Ｍ＿７Ｃ＿３。ＤＴＡ结果与等温凝固结果基本一致。

HP40奥氏体耐热钢炉管长期高温时效的安全性分析

为判别炉管的损伤程度和运行安全性,本文对运行了约46 000 h的苯乙烯生产加热炉炉管,在大修期间进行了宏观检查、氧化物的XRD(X-ray d iffraction)分析、管径测量、超声波测厚、硬度试验、金相组织分析及炉管的危险点计算分析等。实验结果表明:炉管表面发生了高温氧化以及碳化腐蚀,炉管壁厚明显减薄。与新管相比硬度也明显下降,显微组织明显退化,骨架状共晶碳化物形态消失,一次碳化物和从奥氏体晶内析出的二次碳化物明显粗化,且析出少量块状σ相。并在此基础上对炉管的剩余使用寿命作了估算。

固溶处理对ZG40Cr25Ni20Si2耐热钢力学性能的影响

针对选用ZG40Cr25Ni20Si2耐热钢制造的某型号燃气舵安装壳体复验过程中出现的力学性能偏低现象,研究固溶处理对材料金相组织及力学性能的影响,为该产品后续失效分析及质量控制提供参考依据。试验结果表明:温度为1080℃,保温时长90 min的固溶处理有助于提高产品的力学性能,常温和900℃高温下抗拉强度分别提高11%和14%,900℃高温下伸长率提高14%。研究结果可为后续该牌号产品的设计和选用提供有效参考。

铝对HK40耐热钢组织和冲击性能的影响

研究了铝对HK40耐热钢组织和冲击性能的影响,并对冲击断口进行了观察和分析。结果表明,未添加铝和含铝量为1.68%的HK40耐热钢的组织由奥氏体和碳化物组成;含铝量为4.72%和7.10%时,组织中出现了大量颗粒状的γ′相。加入铝使合金的冲击功明显下降。加入铝量为1.68%的合金冲击功下降较少,为未加铝时的80.11%;加入铝量为4.72%和7.10%时,冲击功仅为未加铝时的33.51%和19.62%。

热处理工艺对40CrNiMoA合金组织及力学性能的影响

为了提高矿用链轮耐磨性,延长其使用寿命,选取电渣离心铸造40CrNiMoA合金链轮件作为母材,研究热处理工艺对40CrNiMoA合金组织和力学性能的影响。采用正交试验法,研究不同热处理工艺对合金显微硬度、摩擦磨损及拉伸强度等力学性能的影响,并将测试结果进行极差分析和综合加权评分计算,得出最优热处理工艺参数,最后进行试验验证。结果表明,正交试验法得到的最优热处理工艺为880℃淬火0.5 h,600℃高温回火2 h,样品热处理后的组织主要为回火索氏体,维氏硬度为364 HV,抗拉强度为1166 MPa,磨损率为0.427×10^(-4)mm^(3)/(N·m);验证试验结果与正交试验分析结果相近,且热处理后的样品性能可达到使用要求。研究结果可为矿用链轮件热处理工艺提供理论依据,对有效解决链轮耐磨性和使用寿命问题具有参考价值。

奥氏体耐热钢HP40离心铸造辐射管的失效分析

HP40钢(%:0.35～0.45C、24～27Cr、34～37Ni、≤0.5Mo)辐射管在≤980℃服役2年9个月后开裂失效。分析结果表明,服役过程σ-相的析出导致材料脆化是辐射管开裂的主要原因,开裂区服役温度高于未开裂区,开裂区析出σ-相粗大、数量增多、塑韧性显著降低,致使该区开裂失效。

40CrNiMoA钢气体渗氮层硬度优化

通过分析40CrNiMoA钢调质基体硬度、回火索氏体数量、渗氮温度、氮势值,以及换气率对渗氮性能的影响,得出结论:硬化层深度(498HV1)随基体硬度提高而增加,随回火索氏体数量增加而增加,随渗氮温度降低而增加,随氮势值和换气率提高而增加。40CrNiMoA钢气体渗氮可以实现表面硬度达到600~635HV1,同时0.52mm深处达到498HV1的技术要求。

高强度耐热钢40CrMoV盘条的开发和生产实践

邢钢采用8Ot顶底复吹转炉-LF-RH-325 mm×280mm大方坯连铸流程生产40CrMoV钢(/%:0.36～0.44C,0. 15～0. 35Si,0.45～0. 70Mn,≤0. 025P,≤0. 025S,0. 80～1. 15Cr,0. 50～0. 65Mo,0. 25～0. 35V)Φ18 mm热轧盘条。结果表明,通过控制BOF终点碳0.08%-0.12%,出钢温度1640～1660℃出钢加脱氧剂和合金,LF渣系为CaO-SiO_2-Al_2O_3,精炼后白渣碱度4～8,T(FeO+MnO)≤1. 0%,RH真空度≤100 Pa,处理时间≥20 min,喂钙线,并采用连铸结晶器电磁搅拌和控冷控轧等工艺措施,该钢盘条平均T[O]为10×10^(-6),平均N含量33×10^(-6),抗拉强度1 200～1 250 MPa,断面收缩率59%～62%,非金属夹杂级别A0.5和D1.0,低倍组织级别均为1.0级,各项性能指标较好满足了客户的需求。

铝、钛、钨对ZG40Cr25Ni20抗磨耐热钢性能的影响

对添加不同质量分数Al、Ti、W的ZG40Gr25Ni20钢室温及高温性能进行测定,分析合金元素对钢性能的影响。结果表明:合金元素的加入使得ZG40Gr25Ni20室温抗拉强度有所升高,延伸率下降,表现为脆性断裂,但是高温时延伸率显著提高,拉伸断口存在较多的韧窝及撕裂棱等,材料表现出较好的高温韧性。同时,合金元素的加入使得试验钢在900、1000℃下属于完全抗氧化,在1100℃下属于抗氧化。另外,Al、Ti、W元素的加入可提高材料硬度,使其在室温及600℃干摩擦情况下的耐磨性均有所提高。

合金元素及热处理工艺对ZG40Cr25Ni20耐热钢组织和性能影响

ZG40Cr25Ni20耐热钢,是一种特殊的奥氏体钢材,具有良好的力学性能,在高温耐腐蚀和抗氧化的工作环境中得到了一定程度的广泛应用。从钢材的失效原因分析入手,探讨其失效的机理及解决路径,其中,合金元素的添加和热处理方式对其组织和性能的影响较大,在一定程度上决定了此种钢材的使用范围和效果。本文着重从这两个方面对现有研究成果进行综述,同时对其将来的发展前景进行了展望。

40CrNiMoA钢激光淬火+氮化复合处理

对40CrNiMoA钢分别经激光淬火、气体氮化、氮化-激光淬火复合处理及激光淬火-氮化复合处理的硬化层深度及其表面硬度分布进行了比较分析。结果表明,在激光淬火-氮化复合处理中,激光淬火可使随后氮化处理的表层硬度提高100～200HV,硬化层深度可成倍增加;在氮化-激光淬火复合处理中,激光淬火可使预先氮化处理的硬化层深度有大幅度的提高,而表层硬度变化不大。

深冷处理对40CrNiMoA合金结构钢组织和性能的影响

对40CrNiMoA合金结构钢分别进行回火前和回火后的深冷处理,研究了深冷处理后钢的组织和性能变化,并与未深冷处理的进行对比。结果表明,回火前进行深冷处理的抗拉强度和屈服强度降低,而伸长率和断面收缩率明显提高,说明深冷处理能够提高材料的塑性;回火后深冷处理,钢的强度、塑性和韧性都得到提高,并且此时的微观组织更加均匀。因此,回火后进行深冷处理能够较为全面地改善40CrNiMoA的综合性能。

40CrNiMoA钢激光相变硬化技术

研究了 4 0CrNiMoA钢激光淬火工艺参数与硬化层深度及硬度之间的相互关系 ,以及淬硬层微观结构特征。结果表明 ,随着光斑扫描速度的提高 ,硬化层深度降低 ,表面硬度存在一个极大值 ;随着激光功率的升高 ,硬化层深度增加 ,表面硬度也存在一个极大值 ;激光淬火硬化层依其组织特征 ,分为完全淬硬区、过渡区及高温回火区。

40CrNiMoA钢不同微观组织超声疲劳寿命研究

应用超声疲劳试验技术,对三种不同微观组织状态的40CrNiMoA钢在超声振动载荷(f=20kHz,R=-1)下的疲劳性能进行测试分析。结果表明:在超声振动条件下,具有强韧配合的微观组织超声疲劳寿命得到显著提高;不同微观组织的40CrNiMoA具有两种类型的S-N曲线:持续下降型和阶梯下降型,试样在107以上仍会发生疲劳断裂。扫描电镜对疲劳断口的分析表明:在超声疲劳载荷循环下,疲劳裂纹起源于试样表面。初步探讨了超高周疲劳断裂机理。

回火温度对淬火态40CrNiMoA钢组织与力学性能的影响

通过显微组织观察,拉伸性能、硬度、冲击性能的测定和冲击断口分析,研究了不同回火温度对淬火态40CrNiMoA钢显微组织及力学性能的影响。结果表明：随着回火温度的提高,40CrNiMoA钢显微组织中粗大板条马氏体逐渐分解的同时碳化物集聚并长大,组织由最初淬火态的马氏体逐渐转变为回火索氏体;40CrNiMoA钢的强度、硬度呈下降趋势,塑性和韧性呈上升趋势。

石油钻采装备用40CrNiMoA钢的冲击性能

针对石油钻采设备的低温服役条件,分别考察了石油工业常用40CrN iMoA钢的冲击性能以及热处理工艺、毛坯尺寸和温度等因素的影响。冲击试验结果表明,40CrN iMoA钢的冲击性能在试验温度范围内随温度降低而逐渐下降,并且在-40℃^-20℃内发生韧-脆转变。在常规热处理条件下,毛坯尺寸对40CrN iMoA钢的冲击性能具有显著影响,在本试验条件下,试样的冲击性能随着取样毛坯尺寸的增加而显著降低。此外,热处理制度对40CrN iMoA钢的力学性能也有重要影响,适当提高回火温度有利于改善40CrN iMoA钢的冲击性能。冲击断口分析表明,断口存在大量碳化物和氧化物颗粒及其脱落后而形成的孔洞,这是导致冲击性能降低的重要原因。

高强度40CrNiMoA钢制螺栓的断裂原因分析

采用扫描电镜观察、金相观察、常规拉伸以及慢应变速率拉伸试验,对高强度40CrNiMoA钢制断裂螺栓进行了质量普查及断裂类型判断。结果表明：断裂螺栓的力学性能、金相组织均属正常,钢中MnS夹杂物偏高,具有较多的带状偏析;螺栓断裂方式为过载断裂。

40CrNiMoA钢同质焊条焊接接头组织和性能研究

分析了焊接电流70 A、80 A、90 A对40CrNiMoA钢焊缝接头组织和力学性能的影响。随着焊接电流的增大,焊缝外观质量较好。随着焊接电流的增大,熔池区温度升高,奥氏体晶粒尺寸增大,导致马氏体组织粗大。焊缝的显微组织为马氏体及少量残余奥氏体。焊缝的硬度远高于母材的硬度,且波动较大。热影响区的硬度从母材向沿焊缝方向逐渐升高。焊接接头纵向应力在焊缝中心为压应力,向外压应力减小。焊接颜色区边界处纵向应力为拉应力,且该点拉应力最大。焊接接头横向应力在焊缝中心为拉应力,向外逐渐增大,焊接颜色区边界处变横向拉应力达到最大。焊接电流和热输入增大,降低了材料的韧性,组织中铁素体增多及焊接残余应力是诱发脆性断裂的原因。焊接电流80 A是40CrNiMoA同质焊条平板对接焊接工艺的最佳的焊接电流。