回火對新型C級圓環(huán)鏈用鋼組織與性能影響

介紹了礦用圓環(huán)鏈用鋼25mnv的試制過程,包括成分設(shè)計、生產(chǎn)工藝控制及熱處理工藝研究。指出在成分設(shè)計中,應(yīng)嚴格控制碳含量;并且優(yōu)化熱處理工藝,保證熱處理后滿足各項性能指標。熱處理后的正常組織為回火索氏體或回火屈氏體,不允許出現(xiàn)馬氏體組織等異常組織。從發(fā)展趨勢來看,25mnv以其低成本優(yōu)勢將取代部分mn-cr-ni-mo系鋼,用于制作高強度礦用c級圓環(huán)鏈。

利用金相觀察、力學(xué)性能測試等手段,在400~520℃溫度范圍內(nèi)對冶金鋸片用鋼75cr1進行了連續(xù)回火處理。結(jié)果顯示:隨著回火溫度的升高,試樣的組織由淬火馬氏體逐漸轉(zhuǎn)化為回火馬氏體、回火馬氏體+回火索氏體;試樣的強度和硬度連續(xù)下降,沖擊值、斷面收縮率和延伸率逐漸提高。

針對目前大規(guī)格礦用c級圓環(huán)鏈采用貴重合金元素含量高的23mncrnimo54進行生產(chǎn)的現(xiàn)狀,開發(fā)了一種無需軋后退火的新型低成本mn-mo系低碳馬氏體鋼。該鋼種采用mn、mo合金化為主,添加少量的cr,并進行nb微合金化,無貴重元素ni,對該鋼種的cct曲線和淬透性進行了測定,分析了不同熱處理狀態(tài)微觀組織及力學(xué)性能,在工業(yè)化生產(chǎn)條件下試制了2種規(guī)格(26mm×92mm、30mm×108mm)c級礦用圓環(huán)鏈。結(jié)果表明:采用新鋼種試制的大規(guī)格圓環(huán)鏈產(chǎn)品性能完全滿足國家標準的要求,與廣泛采用的23mnnicrmo54鋼相比,生產(chǎn)成本顯著降低,是具有市場競爭力的大規(guī)格圓環(huán)鏈制造材料。

針對目前c級大規(guī)格圓環(huán)鏈需求的日益增加以及其生產(chǎn)用鋼采用價格昂貴的23mnicrmo54鋼的現(xiàn)狀,試驗了含cr的c級礦用圓環(huán)鏈用鋼(220#),對其在不同狀態(tài)下沖擊韌性、力學(xué)性能等方面進行了測定。在此基礎(chǔ)上,采用含cr的220#試驗鋼進行了34×126-c級礦用圓環(huán)鏈,并對其焊縫組織、焊縫處的沖擊韌性及試制圓環(huán)鏈產(chǎn)品的性能進行了測定。結(jié)果表明,220#含cr試驗鋼經(jīng)工業(yè)化生產(chǎn),在熱軋狀態(tài)下硬度低于25hrc,符合圓環(huán)鏈剪切下料的要求。采用工業(yè)化生產(chǎn)的220#試驗鋼進行了34×126-c級礦用圓環(huán)鏈試制,其拉伸力學(xué)性能、沖擊韌性、抗彎性能均優(yōu)于國家標準要求,閃光對焊性性優(yōu)異,拉伸斷裂全部發(fā)生于非焊縫區(qū)域。焊縫處的沖擊斷口均為呈現(xiàn)韌窩的韌性斷裂特征,220#試驗鋼是一種具有較強市場競爭力的大規(guī)格c級礦用圓環(huán)鏈用鋼。

利用力學(xué)性能測試及熱處理分析,在300~460℃之間對圓鋸片用鋼8crv進行了連續(xù)回火處理。結(jié)果顯示:隨著回火溫度的升高,試樣的強度連續(xù)下降,屈強比略有上升。在420℃左右,發(fā)現(xiàn)了回火脆性,沖擊值、斷面收縮率和延伸率發(fā)生明顯變化,而硬度略有升高。實驗結(jié)果為預(yù)防鋸片工作過程中的失效提供了技術(shù)參考。

采用金相觀察、力學(xué)性能測試等手段,對經(jīng)300～460℃連續(xù)回火處理的冶金鋸片用鋼8crv的組織和性能進行分析。結(jié)果顯示:隨回火溫度的升高,其組織由淬火馬氏體逐漸轉(zhuǎn)化為回火馬氏體、回火馬氏體+回火索氏體及回火索氏體;試樣的強度連續(xù)下降,屈強比略有上升。在420℃左右出現(xiàn)了回火脆性,沖擊值、斷面收縮率和伸長率發(fā)生明顯變化,而硬度略有升高。

利用金相觀察、力學(xué)性能測試等手段,在(360～560)℃溫度范圍內(nèi)對冶金鋸片用鋼65mn進行了連續(xù)回火處理。結(jié)果顯示:隨著回火溫度的升高,合金由淬火馬氏體逐漸轉(zhuǎn)化為回火馬氏體、回火馬氏體+回火索氏體及回火索氏體;試樣的強度及硬度連續(xù)下降。在(400～420)℃之間,發(fā)現(xiàn)了回火脆性,沖擊值、斷面收縮率和延伸率明顯降低。

通過對低碳貝氏體鋼不同回火工藝下金相組織與性能的研究,了解該類型鋼的回火特性。在620℃回火時出現(xiàn)硬度峰值,在710℃回火出現(xiàn)硬度谷值,峰值與谷值相差不到20hv10,說明其具有良好的回火穩(wěn)定性;并得出二次析出和回火組織的轉(zhuǎn)變是造成回火硬度變化的主要原因。

對熱軋后的q960工程機械用鋼進行了910℃保溫20min的淬火和不同溫度相同時間（40min）的回火。研究了回火溫度對組織和力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明：鋼淬火后的組織轉(zhuǎn)變?yōu)榘鍡l馬氏體,當(dāng)回火溫度為600℃時,鋼的組織形成了回火索氏體;當(dāng)回火溫度為500℃時,試驗鋼具有優(yōu)良的性能,即,rp0.2=990mpa,rm=1086mpa,a=17.8%,-40℃沖擊功kv2=68j,滿足gb/t16270-2009的要求。

利用力學(xué)性能測試及熱處理分析,在360℃-540℃之間對冶金鋸片用鋼65mn進行了連續(xù)回火處理。結(jié)果顯示:隨著回火溫度的升高,試樣的強度及硬度連續(xù)下降。在400-420℃之間,發(fā)現(xiàn)了回火脆性,沖擊值、斷面收縮率和延伸率發(fā)生明顯變化。實驗結(jié)果為預(yù)防鋸片工作過程中的失效提供了技術(shù)參考。

采用om、sem、tem和硬度測試等手段,研究了不同回火溫度對3cr2mnnimov預(yù)硬型塑料模具鋼組織和力學(xué)性能的影響.結(jié)果表明:在380～640℃回火,隨回火溫度升高,試驗鋼的回火硬度、抗拉強度和屈服強度,總體呈相同的下降趨勢,而沖擊功和斷面收縮率顯著增加;經(jīng)560℃回火后,試驗鋼具有最佳的綜合力學(xué)性能:硬度44hrc,沖擊功65j,抗拉強度1450mpa,屈服強度1300mpa,斷面收縮率61％;在380℃回火時,鋼的基體組織析出了不規(guī)則短桿狀滲碳體導(dǎo)致室溫沖擊韌性較低.隨溫度升高,滲碳體形貌由短桿狀變?yōu)榧毿☆w粒狀且分布均勻使室溫沖擊韌性不斷提高.

為改善高強度鋼的塑性和韌性,對同一種低合金高強度鋼進行兩種不同回火方式的調(diào)質(zhì)處理,淬火+緩慢加熱回火的傳統(tǒng)調(diào)質(zhì)與淬火+感應(yīng)加熱回火的新調(diào)質(zhì)工藝,分析該工藝對鋼的組織與性能的影響.利用掃描電鏡和透射電鏡觀察組織及析出物的變化,采用x射線衍射儀分析了鋼中殘余奧氏體體積分數(shù).結(jié)果表明:兩種工藝下,鋼的組織均為板條寬300～500nm左右的馬氏體組織,感應(yīng)加熱回火調(diào)質(zhì)工藝處理后,板條組織明顯,析出物大多約為20nm,比傳統(tǒng)調(diào)質(zhì)處理后的細小;兩種不同熱處理工藝均能提高鋼的屈服強度.感應(yīng)加熱至500℃回火后試驗鋼具有16%以上的延伸率,-40℃沖擊功達到32j,優(yōu)于傳統(tǒng)調(diào)質(zhì)工藝處理鋼板的綜合性能.感應(yīng)加熱回火能獲得更多小尺寸析出物和更多的殘余奧氏體,有利于改善鋼的塑性和韌性.

第46卷第6期 2011年6月 鋼鐵 ironandsteel vol.46,no.6 june2011 自回火溫度對20mnsi鋼筋組織及力學(xué)性能影響 張朝暉,魯思淵,巨建濤 (西安建筑科技大學(xué)冶金工程學(xué)院,陜西西安710055) 摘要:對不同合金成分20mnsi鋼進行控軋控冷和不同溫度自回火處理后,分別采用光學(xué)顯微鏡和多功能材料 試驗機研究了不同自回火溫度下不同硅、錳含量20mnsi鋼筋的顯微組織及力學(xué)性能。試驗結(jié)果表明:隨著自回火 溫度的升高,鋼筋的表層顯微組織逐漸得到改善,并最終得到珠光體組織,使20mnsi鋼筋的強度與韌性得到良好 配合;20mnsi鋼筋的淬透性隨鋼筋中si、mn元素含量的提高而提高,從而顯著增強鋼筋的力學(xué)性能。采用控軋

用等應(yīng)變應(yīng)力對比法分析了回火溫度對金屬橡膠材料(構(gòu)件)力學(xué)性能的影響,用sem觀察微觀組織形貌。結(jié)果表明:冷拔態(tài)不銹鋼絲在450℃以下回火消除殘余變形應(yīng)力,并伴有ε碳化物析出,構(gòu)件強度波動;500℃以上回火發(fā)生恢復(fù)再結(jié)晶,內(nèi)部微觀組織由形變α'馬氏體轉(zhuǎn)變?yōu)棣凌F素體,伴有孔洞縮小和溢出,構(gòu)件強度降低,而450～500℃回火,ε碳化物析出達到平衡,微小裂紋焊合,且未發(fā)生恢復(fù)再結(jié)晶,構(gòu)件有較高的強度。綜合分析,450～500℃是cr-ni-mn不銹鋼絲制備金屬橡膠材料(構(gòu)件)較為理想的回火溫度。

對一種試驗性的高強建筑用鋼進行了控制軋制和控制冷卻處理,研究了終冷溫度對試驗鋼力學(xué)性能和顯微組織的影響,并對拉伸斷口形貌進行了觀察。結(jié)果表明,試驗鋼在終冷溫度為450℃時具有較高的強塑性和低屈強比,能夠滿足780mpa級高層低屈強比建筑用鋼的要求；在終冷溫度為650℃時,試驗鋼中的m-a島狀組織更加粗大、含量相對較高,形狀主要以多邊形和和條帶狀形態(tài)為主,而終冷溫度為450℃時,試驗鋼中m-a島狀組織的數(shù)量相對較多,尺寸相對細小,且主要以顆粒狀形態(tài)存在；貝氏體鐵素體基體上彌散分布著顆粒狀m-a島的復(fù)相組織有利于提高試驗鋼的強塑性并降低屈強比；終冷溫度為450℃時試驗鋼的抗拉強度、規(guī)定塑性延伸強度、斷后伸長率和屈強比分別為1070mpa、825mpa、16.6%和0.771。

低碳馬氏體鋼是一種新型的低碳合金鋼,具有高強度,良好的塑性和韌性,優(yōu)異的冷加工性、焊接性,以及熱處理形變小等優(yōu)點。因此,低碳馬氏體鋼在機械行業(yè)得到了廣泛應(yīng)用,成為發(fā)揮鋼材強韌性潛力,延長機器零件壽命的一個重要途徑。低碳馬氏體鋼在高強度螺栓方面也得到突出的應(yīng)用,如汽車發(fā)動機上使用的15mnvb鋼高強度螺栓,鐵道無縫線路上使用的20mnsi鋼高強度魚尾螺栓,20鋼高強度缸蓋螺栓等。實踐證明,低碳馬氏體鋼螺栓不僅制造成本低,而且質(zhì)量優(yōu)異。

采用三種不同的工藝對釩微合金化新型耐候建筑鋼進行了預(yù)先熱處理,并進行了顯微組織觀察、拉伸性能、沖擊性能和耐腐蝕性能的測試。結(jié)果表明,與常規(guī)熱處理相比,等溫預(yù)先熱處理可使釩微合金化新型耐候建筑鋼的晶粒更為細小、組織更為均勻,獲得更佳的拉伸性能、沖擊性能和耐腐蝕性能。優(yōu)化的釩微合金化新型耐候建筑鋼的預(yù)先熱處理工藝為580℃×2h＋500℃×1h,此條件下合金的抗拉強度達892mpa,屈服強度達840mpa,斷后伸長率達26.8%,96h乙酸鹽霧腐蝕試驗后的質(zhì)量損失率低至3.39%。

通過對八鋼冷軋帶肋鋼筋出現(xiàn)的延伸率低和冷彎裂紋問題的分析,提出以回火處理來提高冷軋帶肋鋼筋的塑韌性,并進行了不同溫度的回火試驗,找出最佳的回火溫度,解決冷軋帶肋鋼筋塑性不足的問題。

研究了熱軋、低溫回火狀態(tài)1250mpa級新型貝氏體耐磨鋼板的組織和力學(xué)性能,測試了埋弧焊和co2焊焊接接頭的力學(xué)和機械加工性能。結(jié)果表明:軋態(tài)、低溫回火耐磨板的組織由貝氏體鐵素體和殘余奧氏體組成,具有較高的力學(xué)性能、較高的回火抗力、良好的焊接性能和機械加工性能。

研究了軋制包覆法制備的碳鋼/鋁夾層帶材的退火熱處理工藝.利用om,sem,x射線衍射儀等分析了退火溫度、退火時間等對復(fù)合界面金屬間化合物生長的影響,在材料力學(xué)試驗機上測試了復(fù)合帶的主要力學(xué)性能.結(jié)果表明:退火過程中碳鋼/鋁復(fù)合帶界面金屬間化合物生成的臨界溫度為420℃,生成的金屬間化合物主要為feal3相,化合物層的厚度約為10μm.420℃退火20min是本實驗得到的復(fù)合帶最佳退火制度,退火后復(fù)合帶的延伸率可達18.28%.退火后,當(dāng)脆性金屬間化合物層沿復(fù)合界面連續(xù)分布時,復(fù)合帶的延伸率低于5%.

采用隔熱性能試驗、熱失重分析(tg)、傅里葉紅外光譜分析(ftir)以及顯微分析等方法,研究了兩種改性材料膨脹石墨(eg)和云母對膨脹防火涂層防火性能和熱降解行為的影響。結(jié)果表明:eg與云母加入后不會改變涂層的基本阻燃進程,且會提高膨脹炭質(zhì)層的熱穩(wěn)定性,涂層的阻燃效果顯著改善。

新型建筑材料對工程經(jīng)濟和性能的影響