Effect of Boron on Delayed Fracture Resistance of Medium-Carbon High Strength Spring Steel

The delayed fracture behavior of medium carbon high strength spring steel containing different amounts of boron （0. 000 5%, 0. 001 6 %） was studied using sustained load delayed fracture test. The results show that delayed fracture resistance of boron containing steels is higher than that of conventional steel 60Si2MnA at the same strength level and it increases with the increase of boron eontent from 0. 000 5% to 0. 001 6%. The delayed fracture mode is mainly intergranular in the boron containing steels tempered at 350℃, which indicates that the addition of boron does not change the fracture character. However, the increase of boron content enlarges the size of the crack initia tion area. Further study of phase analysis indicates that most boron is in solid solution, and only a very small quantity of boron is in the M3 （C, B） phase.

630MPa热处理带肋高强钢筋机械锚固性能试验研究

为了研究630MPa热处理带肋高强钢筋的机械锚固性能分别采用单侧贴焊锚固与端头塞焊锚板的形式,对2组60个试件进行拉拔试验。研究不同锚固条件下混凝土抗拉强度、锚固长度、钢筋直径、混凝土保护层厚度及配箍率对其机械锚固性能的影响。结果表明:630MPa热处理带肋高强钢筋机械锚固试件具有3种破坏形式,即混凝土劈裂、钢筋拔出、钢筋屈服,端头塞焊锚板试件抗滑移效果更优。试件的机械锚固强度随着混凝土抗拉强度、混凝土保护层厚度、配箍率的增大而增大,随着锚固长度、钢筋直径的增加而减小。基于试验结果建立了630MPa热处理带肋高强钢筋机械锚固强度计算公式,结果表明该公式计算值与试验值吻合较好。

一种中碳高强韧合金钢的组织与力学性能

中碳高强度钢可以用作高强度钢材分切刀片,其力学性能对于刀片的使用寿命等有重要的影响。设计了一种高强韧性中碳合金钢,测得了其特性参数,利用Thermal-Calc软件计算了其相图。采用光学显微镜、扫描电镜、洛氏硬度计和拉伸及冲击试验等研究了不同热处理工艺对试验钢的组织、力学性能和断口形貌的影响。结果表明:在H13钢的基础上添加3.5~4.0 mass%Ni和2.0 mass%Mo元素可以进一步提高其强韧性。试验钢淬火后的组织为板条马氏体及少量未溶MC型碳化物和残留奥氏体;试验钢存在回火二次硬化现象,520℃回火时硬度达到峰值,产生二次硬化的主要原因是回火时析出弥散细小与基体共格的MC、M2C型碳化物,以及棒状M_(7)C_(3)型碳化物;500℃以下回火,试验钢的拉伸和冲击断口形貌主要是解理+准解理,随着回火温度进一步升高,准解理断裂比例增加,解理断裂比例减少,600℃回火开始出现韧窝,韧性随之改善。试验钢的最佳热处理工艺为900℃×2 h+730℃×4 h球化退火+1025℃油淬+520℃两次回火,经最佳工艺热处理后其硬度为58.8 HRC、抗拉强度为1955.4 MPa、夏氏冲击韧性为3.2 J/cm^(2)。

一种中碳高强度合金钢的组织与性能研究

中碳高强度合金钢可用作分切高强度钢材的刀片。试制了一种含0.44%C、5.04%Cr、3.01%Mo、1.01%Ni、0.69%V和0.18%Nb(质量分数)的中碳合金钢,对其进行了球化退火、分别从975℃、1000℃、1025℃、1050℃和1075℃油淬及淬火后于200~600℃回火。检测了试验钢的热处理特性参数、不同工艺热处理后钢的显微组织和力学性能及拉伸与冲击试样的断口形貌。结果表明:适当增加Mo、Ni含量能进一步提高可用于制作高强度钢材分切刀片的中碳高强度合金钢的强韧性;试验钢淬火态组织为板条马氏体、少量未溶MC型碳化物和残留奥氏体,回火过程中会产生二次硬化效应,520℃回火的钢硬度最高;试验钢的最佳热处理工艺为900℃保温2 h随后730℃保温4 h球化退火,1025℃油淬随后520℃两次回火。

热处理对特种设备用高强钢激光–电弧复合焊接头氢脆断裂行为的影响研究

目的提高800 MPa级特种设备用低碳贝氏体高强钢激光–电弧复合焊接头的抗氢脆性能。方法采用预充氢后慢应变速率拉伸试样的方法,定量评估焊态、焊后直接高温回火和焊后调质3种状态下800 MPa级低碳贝氏体高强钢激光–电弧复合焊接头的氢脆敏感性,结合扫描电镜下的初始微观组织和断裂特征,讨论抗氢脆性能的改善机理。结果焊后调质处理有效消除了焊接热循环形成的马氏体组织,使接头各区域的微观组织趋于一致,接头的抗氢脆性能较焊态和直接焊后高温回火态的显著提高,断裂特征也从沿晶和穿晶的混合断裂转变为穿晶解理断裂。结论焊后调质处理可以有效提高800 MPa级低碳贝氏体高强钢激光–电弧复合焊接头的抗氢脆性能。

矿用齿辊破碎机齿环热处理脆性研究

针对当前国产齿辊破碎机齿环制造开裂问题,在不改变破碎机齿环整体硬度和韧性的前提下,基于中碳合金钢热处理第一类回火脆性特征,通过调整材质元素含量区间和重复试验,找到最合理的铸件淬火温度和低温回火温度,从而解决整个制造过程中局部开裂缺陷,降低制造成本,提升齿环整体可靠性。

中碳高强度弹簧钢NHS1超高周疲劳破坏行为

测试了中碳高强度弹簧钢NHS1的超高周(10~9 cyc)疲劳破坏行为,并利用FESEM对疲劳断口进行了观察.NHS1钢的S-N曲线呈台阶型,在10~9 cyc内疲劳极限消失.疲劳断口分析表明,在高应力幅区,实验钢的疲劳破坏主要起源于基体表面;而在低应力幅长寿命区,疲劳破坏主要起裂于试样内部的夹杂物,形成"鱼眼"型断裂.在夹杂物周围存在一个粗糙的粒状亮区(GBF).GBF区边界的应力场强度因子为3.6 MPa.m^(1/2),与疲劳寿命无关,该值与疲劳裂纹扩展的门槛值相等;"鱼眼"边界的应力场强度因子同样与疲劳寿命无关,约为10.6 MPa.m^(1/2).

一种2000 MPa级中碳高强度弹簧钢的疲劳破坏行为

研究了一种2 000 MPa级中碳高强度弹簧钢的疲劳破坏行为。升降法得出实验钢的旋转弯曲疲劳极限σ-1为810 MPa,此值明显高于传统弹簧钢;这主要得益于实验钢具有良好的强度和塑韧性配合及均匀细小的奥氏体晶粒。用SEM对疲劳断口的分析表明,实验钢的疲劳破坏均起源于试样表层的非金属夹杂物,其主要成分为含Ti和V的碳氮化物,平均尺寸为(50±10)μm,且呈“鱼眼”断裂。相对于试样心部的夹杂物,表层夹杂物对实验钢的疲劳性能的危害性更大。

弹簧式快速落刀研究硬态42CrMo锯齿形切屑

试验研究了硬态切削42CrMo(52HRC)中碳高强度合金结构钢锯齿形切屑形成过程。采用高速相机记录弹簧式快速落刀装置刀杆运动轨迹,计算落刀速度、加速度,定量分析该装置性能;在车床上直角自由切削盘状试样,以不同参数进行快速落刀试验,将获得的切屑根部制作成金相标本;考察"冻结"的切削区,着重考察剪切带上裂纹源、裂纹扩展以及绝热剪切带,分析锯齿形切屑形成过程。结果表明:裂纹源产生于自由表面,在切屑形成过程中向材料内部扩展,导致切屑分离的最终因素是裂纹扩展;硬态切削42CrMo切屑形成过程可划分为4个阶段。

锻造和预备热处理对超高强度钢23Co-Ni晶粒度的影响

实验钢（/%：0.24C,0.01Mn,0.06Si,0.001S,0.002P,13.42Co,11.32Ni,3.05Cr,1.18Mo,0.015A1,0.015Ti）为6 t真空感应炉＋真空自耗熔炼的中600 mm锭经3次镦拔锻制的Φ300 mm钢棒,并经650℃20 h退火处理（晶粒度6.0级）。实验研究了Φ300 mm钢棒至中250 mm钢棒（变形30%）的锻制温度（900~1 200℃）和预备热处理（860℃和900℃正火）对钢的晶粒度的影响。结果表明,锻造温度1 000~1 140℃,变形量30%时可获得细小的完全再结晶晶粒（7.0级）。900℃正火处理该钢可获得均匀细小的晶粒（7.0级）。

静态载荷下非调质钢高强螺栓的变形行为

利用保证载荷及透射电镜（TEM）的试验方法,分析了铁素体＋马氏体双相（F＋M）组织及铁素体＋珠光体（F＋P）组织在静态载荷下对高强螺栓永久变形行为的影响。结果表明：F＋P组织高强螺栓时效前永久伸长量达到15μm以上,时效后大幅度下降至不高于5μm;铁素体-马氏体类型非调质螺栓时效前后永久伸长量变化较小,均为1~2μm。在200~400℃范围内时效处理,F＋P类型和F＋M类型非调质钢螺栓强度先增加后减小,在250~300℃时达到峰值,但均高于未时效处理螺栓。铁素体内部大量的相互缠结的位错以及胞状亚结构（亚晶粒）是铁素体-马氏体双相钢螺栓时效前后永久伸长变化较小的原因。螺栓制造过程中的拉拔变形诱导析出纳米尺寸的细小碳化物或氮化物阻碍位错运动和沉淀强化是时效后强度变化的原因。

中碳调质钢焊接过热区强韧化研究

通过焊后两相区淬火调质处理，可使调质用３５ＣｒＭｏ焊接过热区的强韧性提高。当加热温度处于两相区高温段，过热区韧性达最佳值，文中从过热区组织结构的一般特征，铁素体形态和回火脆性等几个方面探讨了过热区强韧化的机理。

热处理对TP304H/R102异种钢焊接接头组织和性能的影响

为了改善电站锅炉受热面管系高温段铁素体-奥氏体异种钢焊接接头的高温性能,提高接头的服役寿命,制定了专门的热处理制度和时效处理条件。通过力学性能测试、高温持久强度试验和光学金相组织观察等方法,分析了焊态及不同热处理制度下TP304H/R102异种钢接头的常温力学性能、不同时效条件下的显微组织、硬度分布及碳迁移等情况。结果表明,在选定的填充材料和焊接工艺下,适当的热处理制度,对消除TP304H/R102异种钢接头的淬硬倾向,提高低合金耐热钢的组织稳定性,减少碳迁移扩散(从低合金钢侧向焊缝金属)和碳化物聚集,保证高温持久强度、改善接头使用状况起到了积极作用。

中低碳铬硅锰马氏体铸钢热处理工艺研究

摘要：研究了不同热处理工艺对铬硅锰马氏体钢性能的影响。将铸钢件在830--860℃的温度下保温2h；在180～230℃温度下进行等温淬火或者不完全淬火，保温0．5h；在340--430℃的温度区间内，保温1h；然后淬火至室温。最后采用激光器对钢件表面进行扫描式加热。结果表明，中低碳铬硅锰马氏体铸钢在保持一定强度水平的前提下塑韧性明显改善，拉伸强度达1600MPa以上，伸长率为10％以上，平均硬度为HV570～600，明显高于基体硬度HV450，且综合力学性能比传统淬火回火热处理工艺显著提高。

中碳钢丝形变组织演变及其形成机制

为研究高强度中碳钢丝的生产工艺并探讨变形组织演变及其形成机制,以45钢直径6.5 mm盘条为原料,计算经不同道次拉拔钢丝的真应变,采用扫描电镜进行金相组织分析及背散射电子衍射(EBSD)取向分析,用定量金相法计算铁素体、珠光体体积分数及其真应变。结果表明,中碳钢丝拉拔过程中,随应变的不断增大,铁素体、珠光体并不是同步变形,先共析铁素体变形大于珠光体,横截面上先共析铁素体所占的比例在不断减小,导致应变不均匀,从而形成拉拔的微缺陷。通过伪共析处理工艺抑制先共析铁素体的析出,可提高中碳钢丝拉拔的强度极限,获得抗拉强度大于2 400 MPa的中碳钢制绳钢丝。

钢的(M+B)复相热处理技术研究

指出目前理论界初步认为(M+B)两相组织对同时提高钢强韧性方面的贡献,主要是适量的先析贝氏体分割了奥氏体晶粒,细化了有效晶粒,减小了随着转变形成的马氏体领域条片尺寸,缩短了单位裂纹长度,降低了脆性转变温度。但这些理论均存在着局限性,值得进一步研究、探讨。

加热温度对钒微合金中碳钢组织及性能的影响

采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、电子背散射(EBSD)、拉伸试验及断裂韧性试验等研究了奥氏体化加热温度对钒微合金中碳钢珠光体等温转变组织特征及强韧性的影响。结果表明:随加热温度的提高,实验钢的强度先大幅提高,在930℃时达到最大后略降。890℃时原奥氏体晶粒尺寸(AGS)细小且均匀,当加热温度为930℃及以上时,AGS显著增大且不均匀,珠光体团尺寸(PCS)的变化趋势与AGS一致。PCS对断裂韧性KQ值的影响可用式KQ=196.578-16.876PCS来表达。断口分析表明,珠光体团界对解理滑移带起约束作用,减小珠光体团尺寸对韧性优化有利。合理选取加热温度,控制含钒沉淀相的溶解比例,是获取较理想的组织参量及强韧性匹配的关键。

Ni对中碳高强度弹簧钢腐蚀疲劳性能的影响

采用加速腐蚀(5%NaCl盐雾)试验和旋转弯曲疲劳试验,研究了0.52%～1.00%Ni对2000 MPa级中碳弹簧钢NHS(%:0.44～0.45C、1.95～2.08Si、0.68～0.70Mn、0.90～0.92Cr、0.14～0.15V)腐蚀疲劳性能的影响。结果表明,增加NHS钢中的M含量,腐蚀坑深度降低,在5%NaCl水溶液中钢的点蚀电位增加,从而导致腐蚀疲劳强度提高。与传统的60Si2CrVA弹簧钢相比,NHS弹簧钢呈现出良好的耐腐蚀疲劳性能。

超高碳Cr-Si-Mn耐磨钢的组织与性能研究

研究了一种超高碳Cr-Si-Mn耐磨铸钢的热处理工艺对钢的微观组织,强韧性,以及静磨料磨损条件下磨损性能的影响。结果表明,随淬火温度的升高,微观组织由细小的隐晶性马氏体过渡到明显的粗针片状马氏体组织。钢的硬度随淬火温度的升高而降低,但冲击韧度升高。在830℃淬火,200℃回火时,钢的硬度约63HRC,冲击韧度约为4 J·cm-2。随回火温度的提高,钢的硬度逐渐下降,韧性的变化不显著。在830℃淬火,200℃回火的条件下,实验钢具有较好的静磨料磨损性能,磨损主要表现为切削机制,耐磨性主要是受硬度影响。

不同热输入下基于MCJNi1K焊丝的Q460E钢埋弧焊缝组织性能研究

使用自主研制的MCJNi1K低碳中锰高硅焊丝对Q460E低合金高强钢进行埋弧焊接试验,对不同热输入条件下焊缝金属的组织和性能进行了研究。结果表明,在一定的范围内随热输入增大,焊缝金属低温冲击韧性先增大再降低。当热输入为21.92 k J/cm时,低温冲击韧性最高,焊缝区随组织主要为针状铁素体,断口有韧窝特征。热输入较小或较大时,焊缝区分别有先共析铁素体和魏氏组织产生,均会降低低温冲击韧性。