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q-p-t工艺对30CrMo钢组织和力学性能的影响

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材料热处理学报 2020年第1期41卷 57-65页

作者：王葛刘胜强郭伟李怀欣韩大阔李志广李强燕山大学国家冷轧板带装备及工艺工程技术研究中心河北秦皇岛066004 中信戴卡股份有限公司河北秦皇岛066004 河北工业大学材料科学与工程学院天津300401

利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(tEM)、X射线衍射仪(XRD)和力学性能测试等研究了不同q-p-t热处理工艺对30CrMo钢微观组织和力学性能的影响。在实验研究结果的基础上,给出了一种优化的q-p-t热处理工艺,即:淬火温度为260℃... 详细信息

利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(tEM)、X射线衍射仪(XRD)和力学性能测试等研究了不同q-p-t热处理工艺对30CrMo钢微观组织和力学性能的影响。在实验研究结果的基础上,给出了一种优化的q-p-t热处理工艺,即:淬火温度为260℃,配分温度为400℃,配分时间为60 s。结果表明:在优化的q-p-t热处理工艺下,30CrMo钢中的残留奥氏体最多,残留奥氏体不再以薄膜的形式而是以薄片的形式分布在马氏体之间,且残留奥氏体的体积分数约为9.5%,抗拉强度约为1425 Mpa,伸长率约为13.5%,强塑积约为19237 Mpa·%,其综合力学性能得到较大幅度提高。

关键词： 30CrMo钢 q-p-t工艺残留奥氏体强塑积组织和性能

q-p-t工艺及热变形对40Cr13性能影响研究

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Q-P-T工艺及热变形对40Cr13性能影响研究

作者：田猛燕山大学

学位级别：硕士

40Cr13是一种马氏体不锈钢,淬火后硬度较高,不同回火温度具有不同强韧性组合,主要应用于数控机床刀具和医疗器械和轧机耐磨滑板中。其中,不锈钢复合耐磨滑板覆层采用马氏体不锈钢,其优点是硬度高、耐磨损。目前存在的问题是硬度不达标... 详细信息

40Cr13是一种马氏体不锈钢,淬火后硬度较高,不同回火温度具有不同强韧性组合,主要应用于数控机床刀具和医疗器械和轧机耐磨滑板中。其中,不锈钢复合耐磨滑板覆层采用马氏体不锈钢,其优点是硬度高、耐磨损。目前存在的问题是硬度不达标。近年来,围绕着马氏体不锈钢的硬度不达标,开展了大量的制备工艺研究,取得了很多成果,但目前仅有为数不多的企业能生产出工业化产品,并且开发成本相对较高,具有大幅度优化的空间,存在急需解决的问题。本文通过改变q-p-t热处理工艺参数,实现对40Cr13钢微观组织的调控,以保证材料的强度和硬度,同时在q-p-t工艺基础上,引入高温热变形,模拟热变形参数对微观组织的影响,指导基于形变的q-p-t工艺的实验研究和理论依据,然后对于不同热变形的q-p-t工艺相结合的方法进行实验研究,探究微观组织和硬度的变化规律,本文的主要研究内容和研究成果如下:（1）通过热膨胀实验,测得40Cr13的奥氏体转变开始温度823℃,转变完全温度为890℃,马氏体开始转变温度为375℃,研究了不同奥氏体化温度对40Cr13钢微观组织的变化。奥氏体化过程使碳化物溶解,最终影响碳分配过程的初始碳浓度和残余奥氏体含量。在1100℃保温5min碳化物发生了完全溶解。（2）探究了不同条件下碳分配过程对微观组织演变的影响,q-p-t工艺热处理得到的组织为主要为大量的板条马氏体和富碳的残余奥氏体和少量的碳化物,碳分配温度在300℃-600℃,残余奥氏体都会出现一定的富碳现象,碳原子的活性和碳分配的保温时间决定了残余奥氏体富碳程度和析出碳化物的多少,通过力学性能的测试,在200℃淬火,400℃回火30min得到的强塑积最大达到23.94Gpa·%,同时钢的硬度达到HRC60.2。（3）通过高温动态再结晶压缩过程有限元模拟,分析了不同变形温度及变形量对动态再结晶后晶粒尺寸和再结晶体积分数的影响规律,得出变形温度950℃、变形量60%时,材料发生完全动态再结晶,原始晶粒尺寸在70μm之间,变形后的晶粒尺寸大约在40μm。（4）基于模拟结果,开展了变形+q-p-t热处理工艺实验,探究了结合不同变形量q-p-t热处理后微观组织的变化和力学性能分析,实验结果表明其主要组织和传统的q-p-t工艺一样均为板条马氏体、残余奥氏体及少量的碳化物的复相组织,但奥氏体晶粒尺寸明显减小,同时硬度相对于q-p-t工艺有小幅提高。

关键词：马氏体不锈钢 q-p-t工艺硬度强度热变形

900Mpa热轧板q-p-t工艺及其工程可行性的研究

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钢铁 2012年第3期47卷 70-75页

作者：袁鹏举周澍刘春伟王颖武玉利戎咏华东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室辽宁沈阳110004 莱芜钢铁有限公司技术中心山东莱芜271104 上海交通大学材料科学与工程学院上海200240

基于合金设计制备出2种低合金试验热轧板钢,在采用水淬+盐浴回火的淬火-分配-回火(q-p-t)工艺处理后,达到了屈服强度900Mpa和伸长率15%的设计指标,为后期自行设计的单道次穿水淬火冷却装置用于热轧板的q-p-t工艺工程可行性的研究奠定了... 详细信息

基于合金设计制备出2种低合金试验热轧板钢,在采用水淬+盐浴回火的淬火-分配-回火(q-p-t)工艺处理后,达到了屈服强度900Mpa和伸长率15%的设计指标,为后期自行设计的单道次穿水淬火冷却装置用于热轧板的q-p-t工艺工程可行性的研究奠定了基础。X射线衍射、扫描电镜和透射电镜的微观组织分析表明:与传统的淬火回火(q&t)工艺相比,q-p-t先进高强度钢中位错型板条马氏体基体及其内弥散分布的合金碳化物贡献于高的强度,板条马氏体间的薄片状奥氏体贡献于优良的塑性。此外,还进一步探讨了q-p-t工艺中残余奥氏体的作用和多道次穿水淬火冷却装置用于不同厚度热轧板在线q-p-t处理的可行性。

关键词： q-p-t工艺穿水淬火冷却装置马氏体残余奥氏体工程可行性

新型q-p-t工艺对q690钢组织与性能影响的研究

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新技术新工艺 2018年第12期 66-70页

作者：孙林李洪鹏王克伟苏震徐新乐孙波董达善贾晓帅潘庆中国兵器工业新技术推广研究所北京100089 上海海事大学上海201306 上海交通大学上海200240 江西耐普矿机新材料股份有限公司江西上饶334000

研究了q690钢经q-p-t工艺处理前后的焊接性能。结果表明:采用相同焊料和焊接工艺,qpt690钢焊接接头的力学性能比q690钢显著提高,qpt690焊接接头的屈服强度为537Mpa,抗拉强度为676Mpa,而q690焊接接头的屈服强度为480 Mpa,抗拉强度为642 ... 详细信息

研究了q690钢经q-p-t工艺处理前后的焊接性能。结果表明:采用相同焊料和焊接工艺,qpt690钢焊接接头的力学性能比q690钢显著提高,qpt690焊接接头的屈服强度为537Mpa,抗拉强度为676Mpa,而q690焊接接头的屈服强度为480 Mpa,抗拉强度为642 Mpa。显微组织观察得到,qpt690钢性能改善的原因是qpt690钢焊接熔合区及热影响区存在大量马氏体和残余奥氏体,使组织晶粒更加细化。对断口进行观察分析可知,qpt690钢焊接接头的强度高于q690,其热影响区晶粒存在细化。研究了qpt690钢在300、350和400℃等3种不同回火温度时的焊接接头的拉伸性能、冲击韧性及硬度,并对组织进行观察和断口进行分析。结果表明,400℃左右中温回火可以使焊接接头获得良好的综合力学性能。

关键词： q-p-t工艺微观组织力学性能焊接接头组织细化

新型q-p-t和传统q-t工艺对不同C含量马氏体钢组织和力学性能的影响

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金属学报 2011年第4期47卷 489-496页

作者：张柯许为宗郭正洪戎咏华王毛球董瀚上海交通大学材料科学与工程学院上海200240 钢铁研究总院先进钢铁材料技术国家工程研究中心北京100081

对比新型淬火-分配-回火(q-p-t)和传统淬火-回火(q-t)处理对中、低碳钢力学性能的影响发现,在提高材料的强塑积方面q-p-t处理远胜于q-t处理,特别是对中碳钢的效果更为显著.在所研究的试样中,Fe-0.42C-1.46Mn-1.58Si-0.028Nb合金的强塑积... 详细信息

对比新型淬火-分配-回火(q-p-t)和传统淬火-回火(q-t)处理对中、低碳钢力学性能的影响发现,在提高材料的强塑积方面q-p-t处理远胜于q-t处理,特别是对中碳钢的效果更为显著.在所研究的试样中,Fe-0.42C-1.46Mn-1.58Si-0.028Nb合金的强塑积经q-p-t处理后高达31627Mpa.%,且延伸率达20.3%,不仅远高于传统q t处理的试样,而且已满足新一代先进高强度钢预测的性能.显微组织分析表明,q-t和q-p-t处理的差异在于残留奥氏体的量和尺寸分布以及马氏体板条的均匀程度.前者含少量(q-p-t处理的先进高强度钢具有承受较强的塑性变形和阻止微裂纹扩展的能力.

关键词： q-p-t工艺先进高强度钢残留奥氏体强塑积

30CrMo钢q-p-t及深冷处理工艺研究

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30CrMo钢Q-P-T及深冷处理工艺研究

作者：刘胜强燕山大学

学位级别：硕士

如何通过改进热处理工艺以进一步提高钢铁材料的强度与塑性,一直是钢铁行业的研究热点。在上海交通大学徐祖耀院士提出q-p-t热处理工艺基础上,将深冷处理技术应用于30CrMo钢,以期达到进一步改善该钢种微观组织结构及其力学性能的目的。... 详细信息

如何通过改进热处理工艺以进一步提高钢铁材料的强度与塑性,一直是钢铁行业的研究热点。在上海交通大学徐祖耀院士提出q-p-t热处理工艺基础上,将深冷处理技术应用于30CrMo钢,以期达到进一步改善该钢种微观组织结构及其力学性能的目的。以30CrMo钢为实验材料,通过力学性能试验来研究实验钢的力学性能,利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(tEM)、X射线衍射仪等对实验钢进行微观组织结构表征,主要研究内容如下:(1)测定了30CrMo钢在不同载荷下的热膨胀曲线,得到了该钢种各相的热膨胀系数,并根据K-M公式,求得该钢种的相变动力学系数为?(28).920365e??(10).001664。采用相变分离的方法,求得相变塑性系数为0.00145,完善了30CrMo钢的基础物性参数材料数据库,为后续热处理工艺提供了基础物性参数。(2)研究了不同q-p-t热处理工艺参数,如淬火温度、碳分配温度、碳分配时间等对30CrMo钢微观组织及其力学性能的影响,得出的最佳q-p-t热处理工艺为:在920℃保温5min后260℃淬火,随后在400℃保温60s,最后水淬至室温。经q-p-t热处理后30CrMo钢的抗拉强度1425Mpa,延伸率为13.5%,硬度为413HV,显微组织为板条马氏体组织和分布在马氏体间的薄片状残留奥氏体,这种组织具有较高的强度以及良好的塑性。(3)研究了不同深冷处理工艺,如深冷温度、深冷次数、深冷保温时间对经q-p-t热处理后的30CrMo钢力学性能及微观组织影响,得到最佳深冷处理工艺为:在-100℃深冷环境下保温1h且深冷次数为一次。q-p-t+深冷处理后的试样抗拉强度为1629Mpa,延伸率为10.6%,硬度为482Hv。综合力学性能相比于经q-p-t热处理后有了较大提升,并且微观组织分布更为均匀、合理。30CrMo钢经q-p-t+深冷处理后,相比于传统q-p-t热处理工艺综合力学性能大幅提升,材料显微硬度、抗拉强度以及强塑积提升幅度分别为16.7%、13.5%,6.7%;但延伸率减少3.4%,残留奥氏体含量减少1.6%,降低幅度较小在可接受范围内。所设计工艺拓展了30CrMo钢的应用范围,为进一步研究以及实际生产提供了参考。

关键词：马氏体相变 q-p-t工艺深冷处理残留奥氏体

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基于碳分配的q-p-t热处理工艺研究进展

热处理技术与装备 2019年第2期40卷 1-5页

作者：应俊龙蒋克全巢昺轩李智勇航空工业集团昌河飞机工业集团江西景德镇330034

减轻材料重量提升其强度是当今材料科学发展的方向。本文综述了徐祖耀院士提出的q-p-t工艺,国内的诸多学者对该工艺进行了扩展研究,并取得了一定的进展,特别是上海交通大学结合循环淬火工艺,进一步提出了Mq-p-t复合工艺,研究了40CrMo钢... 详细信息

减轻材料重量提升其强度是当今材料科学发展的方向。本文综述了徐祖耀院士提出的q-p-t工艺,国内的诸多学者对该工艺进行了扩展研究,并取得了一定的进展,特别是上海交通大学结合循环淬火工艺,进一步提出了Mq-p-t复合工艺,研究了40CrMo钢的残余应力及组织性能。总体而言,q-p-t工艺较传统的q-t工艺具有更高的强韧性以及疲劳断裂性能,并对q-p-t工艺的发展进行了展望。

关键词： q-p-t工艺强韧性疲劳断裂性能 q-t工艺

残余奥氏体增强低碳q-p-t钢塑性的新效应

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金属学报 2012年第6期48卷 641-648页

作者：王颖张柯郭正洪陈乃录戎咏华上海交通大学材料科学与工程学院上海200240

低碳Fe-0.25C-1.48Mn-1.20Si-1.51Ni-0.05Nb(质量分数,%)钢通过新型q-p-t工艺处理后获得高的抗拉强度和良好延伸率的综合性能.对该低碳q-p-t钢在拉伸过程中残余奥氏体含量的XRD测定和形变孪晶马氏体的tEM观测,证明了相变诱发塑性(tRIp)... 详细信息

低碳Fe-0.25C-1.48Mn-1.20Si-1.51Ni-0.05Nb(质量分数,%)钢通过新型q-p-t工艺处理后获得高的抗拉强度和良好延伸率的综合性能.对该低碳q-p-t钢在拉伸过程中残余奥氏体含量的XRD测定和形变孪晶马氏体的tEM观测,证明了相变诱发塑性(tRIp)效应的存在.基于形变过程中马氏体和残余奥氏体中的平均位错密度测定和tEM的观察,验证了在中碳钢中最新发现的残余奥氏体吸收位错(DARA)新效应在低碳钢中同样存在,由此提出了DARA效应产生的条件,阐明了残余奥氏体增强高强度钢塑性的机制.

关键词：高强度钢 q-p-t工艺平均位错密度残余奥氏体残余奥氏体吸收位错(DARA)效应

30CrMo钢q-p-t及深冷处理后的组织与性能

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材料热处理学报 2020年第4期41卷 83-91页

利用光学显微镜(OM),扫描电镜(SEM),X射线衍射仪(XRD)和力学性能测试等研究了不同深冷处理工艺对经q-p-t工艺处理后30CrMo钢组织和力学性能的影响。结果表明,30CrMo钢最佳的q-p-t+深冷工艺为:260℃淬火温度,400℃碳配分温度、60 s碳配... 详细信息

利用光学显微镜(OM),扫描电镜(SEM),X射线衍射仪(XRD)和力学性能测试等研究了不同深冷处理工艺对经q-p-t工艺处理后30CrMo钢组织和力学性能的影响。结果表明,30CrMo钢最佳的q-p-t+深冷工艺为:260℃淬火温度,400℃碳配分温度、60 s碳配分时间、-100℃深冷温度、1 h深冷保温时间和一次深冷。经最优的q-p-t+深冷工艺处理后,30CrMo钢的碳化物的平均尺寸较小,残留奥氏体含量明显增加,残留奥氏体的体积分数约为7.9%,显微硬度约为482 HV,抗拉强度约为1629 Mpa,强塑积约为20525 Mpa·%,伸长率约为12.6%,其综合力学性能得到了较大幅度提高。

关键词： 30CrMo钢 q-p-t工艺深冷处理残留奥氏体强塑积