回火温度对含铜HSLA钢组织及力学性能的影响

对含铜HSLA钢进行了不同回火温度的热处理试验,并借助OM、SEM、硬度检测、拉伸试验、冲击试验等手段研究了回火温度对含铜HSLA钢组织和力学性能的影响。结果表明:随着回火温度的升高,含铜HSLA钢的基体组织中板条马氏体的板条结构逐渐消失,屈服强度和抗拉强度呈现先升高后下降的趋势,低温冲击韧性明显提高,韧脆转变温度降低,硬度在回火温度超过500℃后下降。

含铜HSLA钢的热处理及强化机理概述

含铜HSLA钢的使用环境比较恶劣,对其强度和低温冲击韧性的要求较高,需要通过热处理来达到高强度和较高的低温冲击韧性要求。含铜HSLA钢中的主要强化元素是铜,铜主要通过两种强化方式来强化钢的力学性能:一种是细晶强化,另一种是沉淀强化。其中,沉淀强化是铜强化的主要方式。

保护气体对440MPa HSLA钢GMAW焊缝组织及韧性的影响

采用不同保护气体对440 MPa级低合金高强钢(HSLA钢)进行气保焊焊接,通过光学显微镜(OM)、透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)和电子背散射衍射技术(EBSD)对焊缝微观组织及夹杂物形貌进行了观察,研究了保护气体组成对焊缝组织及韧性的影响,并分析了不同成分保护气体对焊缝夹杂物大小、数量及其成分的影响.结果表明,保护气体为100%CO2,焊缝金属韧性较差;保护气体(体积分数)为80%Ar+20%CO2和90%Ar+10%CO2,焊缝金属韧性较好.100%CO2气体保护焊焊缝组织主要为铁素体和贝氏体,混合气体保护焊(20%CO2和10%CO2)焊缝组织主要为针状铁素体和少量侧板条铁素体.随着保护气体中CO2含量的减少,焊缝金属中夹杂物数量、尺寸均降低,且成分发生变化.对于440 MPa级HSLA钢,合理的保护气体组成可以得到良好的焊接质量.

热处理工艺对低碳高铜HSLA钢组织与力学性能的影响

对低碳高铜HSLA钢进行了固溶+不同温度时效处理,并借助扫描电镜、透射电镜、拉伸试验、硬度测试、低温冲击试验等手段,研究了时效温度对低碳高铜HSLA钢微观组织与力学性能的影响。结果表明,经880℃固溶1 h后,随着时效温度的升高,低碳高铜HSLA钢的抗拉强度、硬度先升高后降低,伸长率逐渐升高,低温冲击吸收能量先降低后升高。440℃时效的HSLA钢的抗拉强度和硬度达到峰值,低温冲击吸收能量最低。440℃时效的低碳高铜HSLA钢基体上析出了大量5~10 nm的Cu粒子析出相,对HSLA钢起到良好的强化效果。时效温度达到600℃时,Cu粒子析出相尺寸达到20~30 nm,明显粗化,强化效果减弱。不同温度时效后低碳高铜HSLA钢的力学性能受Cu颗粒相析出强化和基体软化两方面因素共同影响。时效温度低于440℃时,Cu颗粒相析出强化占主导作用。时效温度超过440℃时,基体软化占主导作用。

回火时间对含铜HSLA钢板组织性能的影响

含铜HSLA钢板是高强度船舶用钢的理想材料,为确定其最佳热处理工艺,对不同回火时间下含铜HSLA钢板进行拉伸试验、冲击试验、测定宏观硬度,并借助OM、SEM等检测手段观察其金相组织。试验结果表明,随回火时间的延长,含铜HSLA钢板的基体组织中板条马氏体的板条结构逐渐消失,且钢板屈服强度、抗拉强度及硬度呈先升高后下降的趋势,室温冲击韧性提高,但低温冲击韧性变化不明显。回火时间为60 min时,钢板硬度、抗拉强度、屈服强度、伸长率各项性能达到最高值,分别为315.3HV、942 MPa、910 MPa、24%,为最佳热处理时间。