“零保温”淬火对20SiMn2MoV钢冲击性能的影响

研究了＂零保温＂淬火对20SiMn2MoV钢冲击性能的影响。实验表明,常规热处理制度下,20SiMn2MoV钢的低温冲击韧度不满足API-8C标准,而＂零保温＂淬火温度为910~950℃时,其冲击韧度及拉伸性能均满足标准要求。＂零保温＂淬火温度为870～950℃时,随淬火温度的升高,20SiMn2MoV钢试样的冲击韧度逐渐升高;与常规的热处理工艺相比,＂零保温＂淬火试样的晶粒度要高出一个等级,这是材料具有优良强韧性的主要原因。

亚温淬火对20SiMn2MoV钢低温韧度的影响

采用常规热处理工艺和亚温淬火工艺对20SiMn2MoV钢进行热处理,以研究亚温淬火对20SiMn2MoV钢低温韧度的影响。研究结果表明,亚温淬火工艺可使20SiMn2MoV钢获得板条马氏体+针状铁素体的组织,能有效地提高其低温韧度;亚温淬火温度在800～840℃时,随着淬火温度的升高,铁素体的形态由块状变为针状,材料的低温韧度得到提高;常规热处理工艺试样的低温韧度不满足API 8C标准要求,而采用预备热处理为900℃淬火、最终热处理为840℃淬火+200℃回火的亚温淬火工艺,可使材料的低温冲击韧度和拉伸性能均满足API 8C标准要求。

残留奥氏体含量对20SiMn2MoV钢强韧性的影响

采用新型Q-P-T（淬火-碳分配-回火）工艺对20SiMn2MoV钢进行热处理，通过改变淬火介质温度（QT）和碳分配＋回火时间（PT＋TT），改变其组织，旨在提高钢的强韧性。利用扫描电镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）和力学性能测试等手段，研究了新型Q-P-T工艺对20SiMn2MoV钢、微观组织及其对力学性能的影响。结果表明，20SiMn2MoV钢经Q-P-T工艺处理获得了板条马氏体＋含量较多的残留奥氏体，残留奥氏体含量为8％～11％；试样拉断后，测量试样中残留奥氏体的体积分数变化，显示了残留奥氏体量明显减少。通过对比应力-应变曲线发现，在缩颈前试样曲线斜率发生了明显变化．因此，20SiMn2MoV钢在拉伸过程中表现出明显的相变诱发塑性（TRIP）效应；淬火介质温度为110℃，碳分配90s时。钢的抗拉强度为1331MPa，伸长率达23．0％，强塑积为30613MPa％，具有优良的强韧性匹配．强韧性得到提高。

20SiMn2MoV钢奥氏体晶粒度研究

通过研究一次正火、一次正火+淬火、二次正火、二次正火+淬火对20SiMn2MoV小试样晶粒度的影响,延伸到完全退火+一次正火、完全退火+二次正火、二次正火对20SiMn2MoV整体试样晶粒度的影响;确定采用完全退火+两次正火的处理方式,20SiMn2MoV热轧材完全可以达到7级奥氏体晶粒度。

20SiMn2MoV合金结构钢的低温冲击性能

针对石油钻采设备的服役条件，考察了20SiMn2MoV合金结构钢在-60℃-20℃内的冲击性能以及热处理工艺、毛坯尺寸等因素的影响。试验结果表明，20SiMn2MoV钢的冲击性能在试验温度范围内随温度降低而逐渐下降。在低温（略高于Ac3）淬火＋高温回火时，毛坯尺寸对冲击性能的温度依赖性有显著影响，毛坯尺寸越大，冲击性能随温度下降而降低的变化率越高。在高温淬火＋低温回火时，20SiMn2MoV钢表现出较低的冲击性能，但温度对冲击性能的影响相对较小。适当降低淬火温度，提高回火温度有利于改善20SiMn2MoV钢的冲击性能。冲击断口分析表明，断口上存在着团簇状的碳化物和氧化物颗粒及其脱落后而形成的孔洞，对于钢的冲击性能产生不利影响。

20SiMn2MoVA钢冲击性能偏低的原因

采用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜和电子探针等分析了20SiMn2MoVA钢冲击性能明显偏低的原因,并提出了改进措施。结果表明:该钢经淬火、低温回火后钢中化学成分出现偏析,继而产生较多非马氏体组织及析出碳化物是造成该钢冲击性能偏低的主要原因;适当提高其淬火温度和冷却速率可以降低钢中非马氏体的含量,改善冲击性能,对不合格产品进行修复。

20SiMn2MoVA钢氢脆断口的分析及消除

针对 2 0SiMn2MoVA高强钢拉伸试验中断面收缩率低的情况 ,利用扫描电镜和能谱仪等手段对拉伸试样断口进行了分析。试验结果表明 ,出现在 2 0SiMn2MoVA高强钢拉伸试样断口表面上的圆形白亮斑点是一种氢致缺陷。它是在氢和拉伸应力共同作用下 ,在应变过程中形成的一种独特断裂面 ,也是引起钢材断面收缩率低的主要原因。通过采用低温去氢处理后 ,钢材的断面收缩率得到明显恢复 。

20SiMn2MoVA钢高强度螺栓裂纹成因分析

20SiMn2MoVA钢高强度螺栓磁粉探伤时,发现有多条长短不一的裂纹。采用宏观分析、力学性能试验、化学成分分析、金相检验等方法对裂纹产生的原因进行了分析。结果表明:该高强度螺栓表面存在的裂纹属于锻造折叠缺陷,锻造过程中锻压工艺和变形量不均匀引起锻造流线不畅而形成飞边,最终导致锻造折叠缺陷的产生。

20SiMn2MoVE钢氢脆形成机制和消除措施

针对20SiMn2MoVE钢原材料进厂复验力学性能塑性指标低的情况,采用电子显微镜对拉伸和冲击试样断口进行了分析。结果表明,20SiMn2MoVE钢塑性指标低是钢的第二类氢脆导致的氢致损伤缺陷,它一般只发生在应变速率较慢的拉伸试样上,而对应变速率较快的冲击试样基本没有影响。通过在210℃长时间保温脱氢处理后,消除了氢脆,钢材的延伸率和断面收缩率两个塑性指标得到了恢复。

热处理温度对20SiMn2MoVA钢组织和性能的影响

通过金相组织、冲击和拉伸试验,研究了热处理淬火和回火温度对20SiMn2MoVA钢组织与力学性能的影响。结果表明,在试验温度范围,20SiMn2MoVA钢的抗拉强度随着淬火加热温度的升高呈下降趋势,低温冲击吸收能量则随着淬火加热温度的升高呈升高趋势。920℃淬火后不同温度回火,随着回火温度的提高,材料的抗拉强度呈逐渐下降的趋势,低温冲击吸收能量呈先升高后降低的变化趋势,220℃回火后出现峰值。300℃以下回火的组织为回火马氏体+少量残余奥氏体;超过300℃回火,残余奥氏体开始发生分解,组织中有碳化物析出,400℃回火组织为回火托氏体。试验材料在920℃淬火220℃回火后,抗拉强度和低温冲击吸收能量分别为1 516 MPa和KV_235.6 J,具有较好的强韧性配合。

20CrNi2MoV钢连续冷却过程中的相变行为

利用热力模拟试验机研究了20CrNi2MoV钢在变形和未变形条件下的连续冷却相变行为及微观组织演变规律,绘制了该实验钢静态和动态连续冷却转变(CCT)曲线,分析了合金元素、冷却速度和变形条件等对其连续冷却相变行为的影响。结果表明:20CrNi2MoV钢中Cr、Ni、Mo等合金元素使得过冷奥氏体稳定性增强,贝氏体相变可以在较宽的中温转变温度区间发生;随着冷却速度的增加,20CrNi2MoV钢的铁素体相变温度下降,铁素体扩散型相变受到抑制,贝氏体中温区相变得到加强;变形使得20CrNi2MoV钢CCT曲线的铁素体和珠光体转变线明显左移,并且由于变形作用,贝氏体相变温度提高。

高铁轴承用20CrNi2MoV钢奥氏体晶粒长大行为研究

在温度为900、1000、1050、1100、1150、1200℃保温时间为10、20、30、60 min时,利用管式电阻炉加热了20CrNi2MoV钢,并研究了钢的奥氏体晶粒长大行为,测试了不同工艺下的晶粒尺寸。结果表明,随着加热温度的升高和保温时间的延长,奥氏体晶粒尺寸增大;当温度超过1050℃或保温时间超过30 min时,实验钢奥氏体晶粒开始发生明显的粗化。通过对实验数据的拟合,获得了20CrNi2MoV钢奥氏体晶粒长大数学模型。与实验结果比较,拟合效果良好。

20Cr2MoV钢焊缝金属微观分析

20Cr2MoV高强度热强钢用埋弧自动焊进行多道多层焊,经调质热处理后,焊缝金属的冲击韧性值急剧下降,不能满足使用要求。用扫描电镜分析的结果表明:焊缝金属中有较多的非金属夹杂物,特别是夹杂物附近存在微裂纹及晶界碳化物析出是造成焊缝金属低温冲击韧性值低的主要原因。

Si-Mn-Mo-V系钢不同淬火介质机械性能分析

采用不同淬火介质对20SiMn2MoV钢进行热处理,分析其金相组织、硬度和力学性能,掌握不同淬火介质对Si-Mn-Mo-V系钢组织和机械性能的影响,得出PAG水基淬火剂代替油冷处理硅锰钼钒系钢材,综合机械性能较为理想的结论。

提高射孔器零件冲击韧度的热处理工艺改进

就20SiMn2MoV钢制射孔器淬火+低温回火后,零件低温冲击韧度不足的现象进行了原因分析。不均匀的马氏体组织、过高的淬火加热温度会导致淬火组织细密均匀程度降低,从而降低钢的低温冲击韧度。由此对原热处理工艺进行改进试验。结果表明,经两次正火+淬火处理后,可使晶粒细化;适当降低淬火温度,通过调整淬火冷却介质和控制淬火冷却时间,获得一定数量下贝氏体和低碳马氏体的混合组织,能够显著提高20SiMn2MoV钢零件的低温冲击韧度。

铸造起重机Z形臂的开裂失效分析

利用直读光谱仪、拉伸试验机、布氏硬度计和扫描电镜对开裂的Z形臂进行了检测。结果表明,Z形臂的成分、组织、性能均满足技术要求。断口的微观组织由胞状晶和树枝晶、气孔以及等轴形韧窝组成,分析发现,Z形臂在铸造过程中形成的冷隔缺陷,是导致开裂的主要原因。通过采取控制浇注时间和浇注温度以及增加冒口的措施,取得了良好的效果。