热处理工艺对15CrMoR钢带状组织和冲击性能的影响
发布时间：2022-01-06 04:59
利用光学显微镜、扫描电镜和冲击试验机等仪器研究了15CrMoR钢中带状组织在热处理过程中的演变及其对冲击性能的影响。结果表明:奥氏体化后缓冷会出现铁素体-珠光体带状组织,快冷则可以抑制带状组织的出现,但快冷会导致粒状贝氏体等非平衡组织形成。粒状贝氏体组织中的贝氏体铁素体基体和马氏体-奥氏体岛在回火过程中逐渐沿Cr、Mo等碳化物形成元素偏聚的区域分解出碳化物,形成富碳化物带,降低钢的横向冲击性能。15CrMoR钢加热到1100℃并保温7 h后可消除带状组织,改善钢的横向冲击性能。
【文章来源】：金属热处理. 2020,45(10)北大核心CSCD
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
回火态2号样品的显微组织及成分分析能谱图(a)显微组织;(b)谱图1的能谱图;(c)谱图2的能谱图
式中:R为摩尔气体常数8.314,T为开尔文温度。式(2)的适用温度区间为:950～1400℃，当T=1100℃≈1373 K时，算得DCr-γ≈8.4×10-11cm2/s。即1100℃时，Cr元素在奥氏体的扩散系数DCr-γ约为8.4×10-11cm2/s，通过测量得出回火态2号样品两偏析带间距l约为8×10-3cm，按带间Cr元素的浓度差减少为0.1%，根据式(1)，可算得扩散时间约为6.4 h，取7 h。为了避免由高温均匀化处理造成的组织粗大、获得较好的冲击性能，均匀化处理后进行两次正火热处理，并且第二次正火热处理的冷却方式采用加速冷却(风冷)。15Cr MoR钢均匀化处理后(3号样品)的显微组织如图5所示，可以看出15Cr MoR钢经1100℃保温7 h均匀化处理，正火态和回火态3号样品均无明显的条带。在室温下测得回火态3号样品的横向冲击吸收能量为268、259和279 J，平均值为270 J，样品冲击吸收能量波动幅度较小，最小值与最大值之比约为0.93。
根据GB/T 34474.1—2017《钢中带状组织的评定第1部分:标准评级图法》切取金相样品观察纵截面，经抛磨、腐蚀(腐蚀液为4%硝酸酒精)后用Zeiss Axiowert40MAT型光学显微镜和SIRION200型场发射扫描电镜观察样品的显微组织，并结合扫描电镜的能谱仪(EDS)分析钢中合金元素的偏析程度。采用Lepera试剂(10 g/L偏重亚硫酸钠的水溶液与40 g/L苦味酸乙醇溶液(按1∶1混合)对正火态2号样品进行浅腐蚀，马氏体、奥氏体不易受腐蚀而呈白色，贝氏体显蓝色[9]。分别在1、2和3号样品的1/2厚度位置处切取横向冲击样品，加工成V型缺口标准样品，根据GB/T229—2007《金属材料夏比摆锤冲击试验方法》，在室温下进行夏比缺口冲击试验。
【参考文献】：
期刊论文
[1]超临界机组R26高温合金螺栓典型组织与性能[J]. 吴跃,刘俊建,陈顺,罗畅. 金属热处理. 2019(06)
[2]模拟焊后热处理对15CrMo钢组织和力学性能的影响[J]. 祁庆花,刘林,魏海东,王亚安,曹琨. 金属热处理. 2018(07)
[3]轧制工艺对22CrMo钢带状组织的影响[J]. 何肖飞,曹燕光,王毛球,闫永明,孙挺,尉文超. 金属热处理. 2018(04)
[4]热处理温度与冷却速度对热辗扩成形Q345E钢风电法兰中带状组织的影响[J]. 张秀芝,杨仁杰,刘建生. 塑性工程学报. 2016(06)
[5]Q345R钢热成型封头带状组织的成因和消除[J]. 李玉红. 金属热处理. 2016(05)
[6]钢中带状组织及其研究现状[J]. 纪元,闵云峰,李鹏善,刘华松,张家泉. 中国冶金. 2016(04)
[7]15CrMo钢珠光体球化对性能的影响[J]. 刘明武,苏辉,张晋坤. 金属热处理. 2015(06)
[8]带状组织对22CrMo钢棒材淬火特性的影响[J]. 杨超,闵永安,欧阳剑雄. 材料热处理学报. 2014(08)
[9]高温均匀化退火对H13钢芯棒带状偏析和冲击性能的影响[J]. 陆明和,田玉新,蔡海燕,殷光虹. 金属热处理. 2010(08)
[10]贝氏体钢彩色金相的研究[J]. 韩波,张福成,吕博,郑春雷,鄂丽君,张朋. 金属热处理. 2009(10)
本文编号：3571781
【文章来源】：金属热处理. 2020,45(10)北大核心CSCD
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
回火态2号样品的显微组织及成分分析能谱图(a)显微组织;(b)谱图1的能谱图;(c)谱图2的能谱图
式中:R为摩尔气体常数8.314,T为开尔文温度。式(2)的适用温度区间为:950～1400℃，当T=1100℃≈1373 K时，算得DCr-γ≈8.4×10-11cm2/s。即1100℃时，Cr元素在奥氏体的扩散系数DCr-γ约为8.4×10-11cm2/s，通过测量得出回火态2号样品两偏析带间距l约为8×10-3cm，按带间Cr元素的浓度差减少为0.1%，根据式(1)，可算得扩散时间约为6.4 h，取7 h。为了避免由高温均匀化处理造成的组织粗大、获得较好的冲击性能，均匀化处理后进行两次正火热处理，并且第二次正火热处理的冷却方式采用加速冷却(风冷)。15Cr MoR钢均匀化处理后(3号样品)的显微组织如图5所示，可以看出15Cr MoR钢经1100℃保温7 h均匀化处理，正火态和回火态3号样品均无明显的条带。在室温下测得回火态3号样品的横向冲击吸收能量为268、259和279 J，平均值为270 J，样品冲击吸收能量波动幅度较小，最小值与最大值之比约为0.93。
根据GB/T 34474.1—2017《钢中带状组织的评定第1部分:标准评级图法》切取金相样品观察纵截面，经抛磨、腐蚀(腐蚀液为4%硝酸酒精)后用Zeiss Axiowert40MAT型光学显微镜和SIRION200型场发射扫描电镜观察样品的显微组织，并结合扫描电镜的能谱仪(EDS)分析钢中合金元素的偏析程度。采用Lepera试剂(10 g/L偏重亚硫酸钠的水溶液与40 g/L苦味酸乙醇溶液(按1∶1混合)对正火态2号样品进行浅腐蚀，马氏体、奥氏体不易受腐蚀而呈白色，贝氏体显蓝色[9]。分别在1、2和3号样品的1/2厚度位置处切取横向冲击样品，加工成V型缺口标准样品，根据GB/T229—2007《金属材料夏比摆锤冲击试验方法》，在室温下进行夏比缺口冲击试验。
【参考文献】：
期刊论文
[1]超临界机组R26高温合金螺栓典型组织与性能[J]. 吴跃,刘俊建,陈顺,罗畅. 金属热处理. 2019(06)
[2]模拟焊后热处理对15CrMo钢组织和力学性能的影响[J]. 祁庆花,刘林,魏海东,王亚安,曹琨. 金属热处理. 2018(07)
[3]轧制工艺对22CrMo钢带状组织的影响[J]. 何肖飞,曹燕光,王毛球,闫永明,孙挺,尉文超. 金属热处理. 2018(04)
[4]热处理温度与冷却速度对热辗扩成形Q345E钢风电法兰中带状组织的影响[J]. 张秀芝,杨仁杰,刘建生. 塑性工程学报. 2016(06)
[5]Q345R钢热成型封头带状组织的成因和消除[J]. 李玉红. 金属热处理. 2016(05)
[6]钢中带状组织及其研究现状[J]. 纪元,闵云峰,李鹏善,刘华松,张家泉. 中国冶金. 2016(04)
[7]15CrMo钢珠光体球化对性能的影响[J]. 刘明武,苏辉,张晋坤. 金属热处理. 2015(06)
[8]带状组织对22CrMo钢棒材淬火特性的影响[J]. 杨超,闵永安,欧阳剑雄. 材料热处理学报. 2014(08)
[9]高温均匀化退火对H13钢芯棒带状偏析和冲击性能的影响[J]. 陆明和,田玉新,蔡海燕,殷光虹. 金属热处理. 2010(08)
[10]贝氏体钢彩色金相的研究[J]. 韩波,张福成,吕博,郑春雷,鄂丽君,张朋. 金属热处理. 2009(10)
本文编号：3571781
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jinshugongy/3571781.html
