热处理工艺对25CrNiWVA钢的组织和力学性能的影响

研究了一种新型低合金超高强度钢 2 5CrNiWVA经不同温度淬火和回火后的力学性能和微观组织的变化规律。结果发现 ,在 90 0～ 94 0℃淬火 ,340℃左右回火时 ,2 5CrNiWVA钢的组织为均匀细小的回火马氏体 ,其力学性能分别达到 :σb≥ 15 0 0MPa ,σ0 .2 ≥ 130 0MPa,δ5≥ 12 % ,ψ≥ 6 0 % ,Aku≥ 5 0J。 2

新型压力容器用钢25CrMo3NiTiVNbZr的析出相特征和强化机制

为了进一步提高25Cr3Mo3NiNbZr钢的室温力学性能,对其进行成分优化,设计制备了25CrMo3NiTiVNbZr钢。利用场发射扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、电子背散射衍射(EBSD)技术以及拉伸试验机等研究了两种试验钢经1050℃淬火及640℃回火2 h后的室温力学性能、析出相特征和强化机理。结果表明:25Cr3Mo3NiNbZr钢主要析出相为纺锤状富Mo的M_(2)C相,其平均直径为18 nm,25CrMo3NiTiVNbZr钢中析出了更加细小的M_(2)C和MC碳化物,其平均直径为7.93 nm。25CrMo3NiTiVNbZr钢的室温抗拉强度达到1412 MPa,屈服强度达到1279 MPa,相比25Cr3Mo3NiNbZr钢分别提高了283和336 MPa。通过理论计算,两种试验钢室温下的强化机制均以析出强化、细晶强化和位错强化为主,其中25CrMo3NiTiVNbZr钢的位错强化增量和析出强化增量较25Cr3Mo3NiNbZr钢明显增加,分别增加了174和205 MPa。

超声滚压载荷对25CrMo4车轴钢表面强化特征的影响规律

为了提高列车车轴的使用寿命,研究分析了不同强化处理后试样的表面形貌及其粗糙度、表层组织结构、表面硬度及其深度和表面残余应力,探索了滚压处理和不同载荷超声滚压处理对25CrMo4车轴钢表面强化特征的影响规律。结果表明:与磨削试样相比,滚压和超声滚压处理均改善了试样的表面粗糙度,其中低载荷超声滚压试样的表面粗糙度最低,达到了0.2μm;高载荷超声滚压试样的表层获得的塑性变形层最深;高载荷超声滚压试样的表面硬度值最大,达到了370 HV0.1,并形成了深度为150μm左右的硬化层;滚压试样和超声滚压试样表面均产生了较高的残余压应力。滚压和超声滚压处理使25CrMo4车轴钢表面硬度及硬化层深度的增加、产生较高的残余压应力和表面粗糙度的降低均会对其疲劳性能的提高产生有利的影响,特别是超声滚压处理的效果更佳。但过高的载荷会使车轴钢的表面粗糙度升高,从而对其疲劳性能的提高产生不利的影响。

冷加工和时效处理对Sanicro 25钢组织和蠕变性能的影响

在冷加工的基础上,对Sanicro 25奥氏体耐热钢进行700℃高温时效处理。研究了冷加工和时效处理对Sanicro 25钢的组织形貌、第二相析出和力学性能的影响。结果表明:随着时效时间的增加,冷加工态Sanicro 25钢的奥氏体晶粒的大小和形状趋向均匀;且有M23C6相不断析出,由晶界析出转移到晶内析出,数量越来越多。不同冷加工和时效处理后,Sanicro 25钢中有包裹状或片状NbCrN相析出。随着冷加工量的增加,Sanicro 25钢晶粒变得更细小,且晶粒内部出现了孪晶,硬度也呈上升趋势;未时效的Sanicro 25钢的最小蠕变速率不断减小,蠕变性能不断增强;而经过3000 h时效后,最小蠕变速率不断增大,导致其蠕变性能逐渐降低。

汽车用超高强度25MnB钢的热变形行为及本构方程

在MMS-200热模拟试验机上对25MnB钢进行了单轴等温热压缩实验,得到了25MnB钢在温度为850~1150℃,应变速率分别为0.01、 1、 10和30 s^(-1),最大真应变为0.7时的真应力-真应变曲线。结果表明:在低应变速率下,材料主要软化机制为动态再结晶,高应变速率下材料变形机制为加工硬化-动态回复。通过引入Zener-Hollomon参数,利用应力-应变数据建立了修正的Arrhenius型本构方程,峰值应力状态下25MnB钢的热变形激活能为297.376 k J·mol^(-1),在峰值应力本构方程的基础上,将应变对材料常数的影响纳入本构分析中,通过对比实验数据和预测数据,使用相关系数和平均绝对相对误差评估了所建立本构方程的适用性,结果表明考虑应变补偿的本构方程对25MnB钢的流变应力有着良好的预测性。

25Cr3Mo低合金钢在模拟矿井水环境下的腐蚀磨损行为

以25Cr3Mo低合金钢为研究对象,探索酸性、中性及碱性三种模拟矿井水环境下,采煤机滑靴材料25Cr3Mo钢表面的腐蚀磨损损伤行为。通过分析摩擦系数曲线、磨损形貌、元素分布及其化学态,定量计算不同条件下的比磨损率,揭示采煤机滑靴在模拟矿井水下的损伤机理。结果表明:25Cr3Mo钢在酸性、中性矿井中的稳定摩擦系数约为0.15,而在碱性矿井水下稳定摩擦系数下降至0.10,均小于干摩擦环境下的摩擦系数(0.27)。三种模拟矿井水下,25Cr3Mo钢的比磨损率相较于干摩擦均可降低一个数量级,但模拟矿井水环境中,25Cr3Mo钢表面会形成大量腐蚀凹坑,最大深度可达3.42μm。在酸性和中性矿井水下,25Cr3Mo表面的腐蚀产物均为Fe_(3)O_(4),且酸性环境中的腐蚀产物层出现大量微裂纹,而碱性矿井水下腐蚀产物中既含有Fe_(3)O_(4),又有α-FeOOH和α-Fe_(2)O_(3)。

淬火温度对25Cr3MoA钢脉冲渗氮组织和性能的影响

采用不同温度淬火+600℃回火对25Cr3MoA钢进行渗氮前处理,对不同调质处理后的25Cr3MoA钢进行真空脉冲气体渗氮试验,并研究其组织、表面硬度、渗氮层硬度梯度和脆性等。结果表明:25Cr3MoA钢经不同温度淬火后,其板条状马氏体和残留奥氏体组织随淬火温度的升高逐渐变粗大,粗化温度为950℃;随着淬火温度升高,25Cr3MoA钢渗氮后白亮层厚度增加,渗氮层组织变粗大;淬火温度为900℃时,白亮层厚度为10~15μm,渗氮层晶粒尺寸较小,渗层组织较均匀;25Cr3MoA钢渗氮层深度随着淬火温度的升高而增加,渗氮层组织明显变粗大。综合分析不同温度淬火后的材料渗氮层组织、结构和性能,25Cr3MoA钢渗氮前的淬火温度建议为900℃。

基于数字图像相关技术的微合金化25Cr35NiNb钢焊接接头蠕变变形表征

采用数字图像相关(DIC)技术通过分区引伸计与平均化法获得了在900℃和不同应力水平(37~55 MPa)下乙烯裂解炉管常用微合金化25Cr35NiNb钢焊接接头不同区域的高温蠕变应变曲线,结合显微组织分析探讨了蠕变损伤机理;采用由DIC技术获得的高温蠕变变形数据和基于遗传算法的全局优先算法进行参数识别,建立基于双曲正弦函数的蠕变本构模型,采用该模型对不同应力水平下焊接接头不同区域的蠕变变形行为进行预测,并进行试验验证。结果表明:在相同应力水平下焊接接头焊缝区域的最小蠕变应变速率比母材区域小,说明焊缝区域的抗蠕变变形能力优于母材区域;与焊缝区域相比,母材区域更早进入蠕变第三阶段,且蠕变变形更大,靠近熔合线3~5 mm处母材区域是整个焊接接头的薄弱区域。随着应力水平的降低,母材区域的骨架状碳化物M_(7)C_(3)相向块状、链状M_(23)C_(6)相转变,蠕虫状NbC相向粗大块状G相转变,同时晶内析出大量弥散分布的M_(23)C_(6)二次碳化物,G相与基体界面处形成蠕变空洞并相互连接形成裂纹;不同应力水平蠕变试验后焊缝区域组织仍保持骨架状形态,蠕变损伤程度较小。蠕变本构模型预测得到的蠕变应变与试验结果吻合较好,平均相对误差小于5%,说明该模型能够较好地预测微合金化25Cr35NiNb钢焊接接头的非均质蠕变变形行为。

调质态25Cr2Ni3Mo钢的高温拉伸性能和蠕变性能

对25Cr2Ni3Mo钢锻坯进行了850℃油淬和640℃回火。随后检测了钢的的线膨胀量、平均线膨胀系数、高温拉伸性能和低周次高温蠕变性能。结果表明:在20~700℃,随着温度的升高,钢的线膨胀量先增大后降低再增大,平均线膨胀系数先增大后降低,在20~700℃的平均线膨胀系数最大;在250~550℃,随着温度的升高,钢的抗拉强度和屈服强度下降、塑性提高;在250℃以510 MPa的应力蠕变试验的蠕变曲线包含瞬时蠕变阶段、稳态蠕变阶段和加速蠕变阶段,而在550℃以270 MPa的应力蠕变试验的蠕变曲线仅有瞬时蠕变阶段和稳态阶段。

不同冷却速度下25CrNi2MoV轴承钢的组织与性能

采用Gleeble-3500热模拟试验机、OM、硬度测试、磨损试验等手段,研究了不同冷却速度对25CrNi2MoV轴承钢组织与性能的影响。结果表明:冷却速度在0.2~3.0℃/s范围内,25CrNi2MoV钢组织主要为贝氏体+铁素体,随着冷却速度的升高,25CrNi2MoV钢中铁素体含量逐渐减少,晶粒逐渐细化,其硬度值均在250 HV以下,耐磨性较差。当冷却速度为10℃/s时,25CrNi2MoV钢组织为马氏体和少量贝氏体的混合组织。冷却速度达到30℃/s时,组织中开始生成残余奥氏体。当冷却速度在10~60℃/s范围内,25CrNi2MoV钢的硬度值均在430 HV以上,耐磨性较好。

大型空冷发电机用25CrNi1MoV钢转轴锻件制造工艺研究

介绍了使用25CrNi1MoV钢制造大型空冷发电机转轴锻件的制造工艺要点,根据该类材料80 MW及以下规格参数的转轴锻件实际生产经验,对100 MW等级空冷发电机转轴锻件的热加工相关工艺进行研究和产品试制,最终经过理化检验,完全满足产品设计技术规范,从而验证了该类型转轴制造工艺的可行性。

超高强度钢25CrNiWVA和30CrNiWVA的连续冷却转变

利用热膨胀法和金相检验法研究了新型低合金超高强度钢 2 5CrNiWVA和 3 0CrNiWVA连续转变曲线。

铝脱氧25Mn钢圆坯中夹杂物的分布规律

针对铝脱氧25Mn钢圆铸坯中夹杂物的分布特征,通过配备夹杂物自动分析仪的扫描电镜-能谱仪(SEM-EDS)检测了圆坯不同径向位置处夹杂物的二维形貌、成分及数量密度。对钢中夹杂物进行非水电解提取及三维形貌、成分的观察,并结合FactSage 8.0软件进行了计算分析。结果表明,在钢液的凝固冷却过程中,随着温度的降低,夹杂物中Al_(2)O_(3)含量逐渐增加,CaS含量先增加后减少,CaO及SiO_(2)含量逐渐减少。随着钢中氧含量的增加,单相钢液的稳定区域逐渐缩小,液相氧化物稳定区域增加。钢中夹杂物主要可分为含SiO_(2)的S类、含Al_(2)O_(3)的A类、含MgO的M类及以CaO或CaS为基础的C类。随着靠近圆铸坯中心位置,夹杂物的总数量密度呈现小幅增加态势,S类、A类及M类夹杂物数量密度小幅增加,C类夹杂物数量密度小幅减少。在靠近圆铸坯表面附近,大部分CaO-Al_(2)O_(3)-MgO类夹杂物处于液相区附近,随着逐渐靠近圆铸坯中心处,CaO-Al_(2)O_(3)-MgO类夹杂物组成逐渐远离液相区域,其平均成分由液相区域逐渐转移至固相区域,夹杂物中MgO含量增加。非水电解提取到的夹杂物与夹杂物自动分析所观察到的夹杂物种类基本一致。

Sanicro25/G115异种钢焊接接头的微观组织及力学性能

选用ERNiCrCoMo-1为焊丝,利用钨极氩弧焊(GTAW)对Sanicro25/G115异种钢进行焊接。采用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜和拉伸试验等研究了焊接接头的微观组织及力学性能。结果表明:焊缝、Sanicro25钢及其热影响区的微观组织均为奥氏体+析出相;G115钢及其热影响区组织为回火马氏体,G115钢母材仍保持规则的马氏体板条形态,板条平均宽度约为466 nm;G115钢侧细晶热影响区(FGHAZ)马氏体板条特征消失,形成位错密度较低的亚晶,M_(23)C_(6)相、MX相分别沿亚晶界、晶内分布;G115钢侧焊缝及熔合线附近未形成δ-铁素体。焊缝显微硬度为246 HV0.1,紧邻焊缝G115钢侧粗晶热影响区(CGHAZ)的硬度最高,FGHAZ的硬度最低;母材经历焊接热循环及焊后热处理,Sanicro25钢的硬度由230 HV0.1增至246 HV0.1,G115钢由263 HV0.1降至250 HV0.1。接头呈韧性断裂,室温强度、650℃高温屈服强度均高于母材标准下限值,断裂位置位于G115钢侧细晶热影响区。

基于WOA-BP神经网络的25CrMo4钢本构关系研究

采用Gleeble-1500型热/力试验机对25CrMo4钢进行了等温恒应变速率压缩试验,研究了其在变形温度1050~1150℃,应变速率0.1~10 s^(-1)范围内的热变形行为,通过试验确定了层数为3×12×1的BP神经网络结构形式的本构关系模型,并在BP神经网络本构模型的基础上采用鲸鱼优化算法构建了WOA-BP神经网络本构模型。结果表明,25CrMo4钢的流变应力对变形温度和应变速率较为敏感,降低变形温度和增大应变速率均可以提升流变应力。在高温和低应变速率条件下,流变曲线大多呈现稳态流动特征。经过计算预测值与试验值的误差得出,WOA-BP神经网络本构模型的相关系数和平均相对误差分别为0.99927和0.8915%;采用BP神经网络建立的本构模型的相关系数和平均相对误差分别为0.99677和2.1764%。WOA-BP神经网络本构模型具有更高的精度,能更加准确地预测25CrMo4钢的高温流变应力。

25MnV钢矿用圆环链热浸镀铝及其力学性能的研究

采用扩散热浸镀铝对25MnV钢矿用圆环链进行处理,对热浸镀铝层的显微组织、显微硬度以及圆环链的拉伸性能和破断性能进行研究。结果表明:热浸镀铝后表面为铝层和Fe-Al合金层,合金层主要相为Fe_(2)Al_(5)和FeAl_(3),合金层内高硬度区域比例较高。经850℃、4 h的扩散处理后,铝层全部转变为合金层,且分为外扩散层与内扩散层,外扩散层主要相为FeAl,内扩散层主要相为Fe_(3)Al,合金层内高硬度区比例明显降低,且内扩散层的显微硬度小于基体。扩散后由于高温抗氧化性的Fe-Al合金层的形成,降低了淬火和回火过程中表面氧化程度,从而提高了其抗拉强度和屈服强度。由于Fe-Al合金层的硬度较高,使得扩散热浸镀铝拉伸件的伸长率和收缩率有所降低。与链条原件相比,热浸镀铝和扩散对破断强度变化不大,而两者的伸长率出现了下降,但两者性能均满足国标对C级别圆环链要求。

25Cr5MoA/Q235钢复合板的结合性能

将25Cr5MoA/Q235钢板复合板坯加热到800～1100℃,经保温后轧制1道次,压下量为50%～70%,制成25Cr5MoA/Q235钢热轧复合板试样.用材料力学性能试验机测试复合板试样复合界面的剪切强度,用光学显微镜和扫描电镜观察界面的组织.结果表明:当轧制温度在900～1000℃时,有利于25Cr5MoA/Q235钢的复合;道次压下量对25Cr5MoA/Q235钢复合板界面结合强度影响非常大,道次压下量大,有利于形成更多洁净、活化的新生表面,并且可以细化晶粒,提高复合板的结合强度;金属组织中晶粒的梯度变化,有利于提高双金属复合材料的结合强度.

25MnV钢“零保温”淬火状态下的组织与性能

研究了“零保温”淬火状态下,25MnV钢的显微组织和力学性能,分析了马氏体的形态及转变特点。结果表明,在830～910℃,该钢的强硬性随淬火温度的增加而提高,910℃淬火达到最高值。淬火温度高于880℃后,“零保温”淬火的性能优于传统的保温淬火。25MnV钢“零保温”淬火得到极细的板条状马氏体组织,其原因与奥氏体晶粒的细化和奥氏体中碳浓度分布不均匀有关。

热处理对25CrNi3MoV钢组织与力学性能的影响

通过采用金相、电镜观察和力学试验等方法研究了奥氏体化温度和回火温度对25CrNi3MoV钢的组织和力学性能的影响。结果表明,25CrNi3MoV钢在950~1050℃奥氏体化时,由于V的碳化物充分溶解,晶粒出现异常长大。25CrNi3MoV钢的低温冲击韧性与晶粒尺寸之间符合扩展的Hall-Petch关系。随着回火温度升高,25CrNi3MoV钢中析出的碳化物粗化,其抗拉强度降低,冲击韧性升高。

25CrMo钢端淬试验改进与淬透性分析

为了克服常规端淬试验中25Cr Mo钢试样在空气中发生淬火现象,提出了一种改进的加套管的末端淬火试验方法。通过显微组织观察、定量金相和硬度测量,分析了25Cr Mo钢的显微组织与淬透性。结果表明,改进的端淬试验能够使热量沿轴向传递,避免了产生边角效应。端淬后的试样由水冷端向空冷端的显微组织依次为马氏体、马氏体+贝氏体、贝氏体。25Cr Mo钢淬硬层深度可达20 mm,具有良好的淬透性。