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低温冷轧与时效处理对Cu-Ni-Co-Si合金组织性能的影响

徐开泰, 刘骐升, 尤凯司, 刘照宇, 张峻嘉

金属热处理 2024, 49 (3): 1-6. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2024.03.001

摘要（21）

PDF （4115KB）（30）

研究了冷轧及时效工艺对Cu-1.8Ni-0.9Co-0.641Si合金板带材组织性能的影响。对比了液氮低温冷轧与室温冷轧对合金板材性能的影响,并通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)等对其影响机制进行分析。结果表明,在时效60 min 时,室温冷轧与低温冷轧后合金板材硬度达到最大,分别为450 ℃时效的285.53 HV0.3和400 ℃时效的307.2 HV0.3。研究还发现随着时效温度的升高,合金的导电率随之升高,在经过500 ℃时效处理后,低温冷轧合金的导电率最高,能够达到60.11%IACS。在时效处理过程中,板材内部的位错密度降低,晶粒和晶界中出现了大量细小且均匀的纳米级(Ni,Co)₂Si有序相。与室温冷轧相比,经过低温冷轧的Cu-Ni-Co-Si合金组织更加细化,位错密度更高。

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回火温度对Nb、V合金化低合金高强度钢氢脆敏感性的影响

李晓亮, 程晓英, 王兆丰, 任毓文, 曾繁宇

金属热处理 2024, 49 (3): 7-14. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2024.03.002

摘要（14）

PDF （4661KB）（6）

为了提高钢强度的同时降低氢脆敏感性,研制了一种同时添加0.11wt%Nb和0.55wt%V元素的低合金高强度钢。运用光学显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)和透射电镜(TEM)等表征手段,并通过双电解池氢渗透技术和慢应变速率拉伸试验,研究了3种不同回火温度(560、600、640 ℃)对试验钢显微组织、氢扩散行为和氢脆敏感性的影响。结果表明,随着回火温度的升高,铁素体晶粒尺寸增大,位错密度降低,弥散析出的碳化物粗化,因此抗拉强度降低而伸长率增加;另一方面,可逆氢陷阱密度降低,扩散激活能降低,氢扩散系数增大,因此氢脆敏感性降低。

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固溶温度对K424合金显微组织与力学性能的影响

赵鑫磊, 袁晓飞, 乔珺威

金属热处理 2024, 49 (3): 15-21. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2024.03.003

摘要（15）

PDF （3523KB）（12）

对K424合金进行不同温度的固溶处理((1200~1240) ℃×4 h+空冷)。对固溶后的合金进行975 ℃/196 MPa条件下的高温持久试验和室温拉伸试验,并对其显微组织进行表征。结果表明,K424合金在1220、1230和1240 ℃完全固溶并重新析出均匀、细小且立方度较高的γ'相。相较于(1200~1210) ℃×4 h不完全固溶处理,经(1220~1240)℃×4 h完全固溶处理后K424合金的持久寿命明显提高,但室温强度和塑性略低,经1220 ℃×4 h固溶处理后,K424合金的持久寿命最高,达到97.8 h,是最优固溶处理工艺。不规则的大尺寸γ'相钉扎合金晶界以及阻碍晶内位错滑移,是不完全固溶处理后K424合金室温强度和塑性略高的原因。较高的错配度和立方度、共晶基本溶解以及较高的γ'相体积分数是1220 ℃×4 h固溶处理后K424合金持久寿命最高的主要原因。

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亚温淬火对低合金耐磨钢增韧及性能的影响

胡昂, 吴润, 李忠波, 吴腾

金属热处理 2024, 49 (3): 22-27. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2024.03.004

摘要（13）

PDF （4914KB）（5）

采用亚温淬火对NM500级耐磨钢进行增韧处理。结果表明,试验钢经790 ℃亚温淬火和170 ℃回火后,其组织中含体积分数7.3%的铁素体,冲击吸收能量由完全淬火的40 J提高到58 J,磨损性能最好;完全奥氏体化冷却到Ac₃以下再进行亚温淬火,因铁素体分布使冲击吸收能量提升不明显,磨损性能降低。亚温淬火使马氏体中碳含量增加,组织中少量针状铁素体不仅能明显提高韧性,耐磨性也较完全淬火优良。

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等温淬火温度对50CrVA钢组织与性能的影响

张禹, 于金瑞, 于鑫泓, 冯以盛, 张云山, 赵而团

金属热处理 2024, 49 (3): 28-32. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2024.03.005

摘要（9）

PDF （3704KB）（6）

以传统弹簧钢50CrVA为研究对象,通过水雾+空冷快速冷却后在350、400、450 ℃炉内等温淬火的方式,实现贝氏体转变。利用热模拟、SEM、XRD、拉伸和冲击试验研究了等温淬火温度对50CrVA钢组织与性能的影响。结果表明,随着等温淬火温度的升高,贝氏体转变速度先升高后降低,400 ℃时转变速度最快。350 ℃与400 ℃等温过程贝氏体转变量相同,且高于450 ℃等温条件下贝氏体转变量。这是由于碳化物的析出使过冷奥氏体中碳含量降低,贝氏体转变完全,从而得到近乎全贝氏体组织。随着等温淬火温度的升高,贝氏体、渗碳体与M/A组织均变得粗大,导致拉伸性能与冲击性能均有明显降低,断裂模式逐渐从准解理断裂变为解理断裂。

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热轧变形对高铝316L不锈钢微观组织与性能的影响

张立生, 王小巩

金属热处理 2024, 49 (3): 33-36. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2024.03.006

摘要（11）

PDF （1700KB）（7）

对高铝316L不锈钢进行了不同变形量的热轧变形,采用SEM、TEM表征与拉伸、疲劳试验方法研究了不同变形量热轧对高铝316L钢微观组织、拉伸性能和疲劳性能的影响。结果表明,热轧态高铝316L不锈钢为奥氏体和铁素体两相组织,热轧变形可以提高高铝316L钢的强度和疲劳寿命。随着轧制变形量的增加,高铝316L不锈钢组织中的铁素体体积分数和位错密度逐渐增加,抗拉强度和疲劳寿命明显提高,伸长率有所下降。热轧变形75%的高铝316L不锈钢的抗拉强度和疲劳寿命均达到最大值,分别为937.6 MPa和3.8×10⁷次,伸长率达到最小值42.7%。

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二次冷轧中间退火温度对3.5%Si无取向硅钢组织织构的影响机理

魏辉, 林媛, 王红霞, 王士嘉, 李旭, 张文康, 王一德

金属热处理 2024, 49 (3): 37-43. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2024.03.007

摘要（13）

PDF （4653KB）（9）

采用二次冷轧工艺制备厚度为0.25 mm、Si含量为3.5%的薄规格高牌号无取向硅钢,通过OM、EBSD、XRD和方圈磁性能测试研究不同中间退火温度(850、950和1050 ℃)下无取向硅钢组织、织构的演变规律。结果表明,随中间退火温度逐渐升高,成品退火板的平均晶粒尺寸先增大后减小,同时成品退火板立方织构和高斯织构的强度先增强后减弱,成品退火板的磁感应强度B₅₀₀₀先升后降,铁损值P_1.0/400先降后升。当中间退火温度为950 ℃时,由于平均晶粒尺寸较大,且晶粒均匀性最好,二阶段冷轧后形成剪切带数量最多,为成品板退火过程中立方织构和高斯织构的形成提供了大量的形核位置,使其织构强度分别达到了13.56和5.03,导致成品退火板磁感应强度最高,B₅₀₀₀为1.691 T,铁损最低,P_1.0/400为13.36 W/kg。

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回火工艺对HT9钢组织和力学性能的影响

谢谱, 赵吉庆, 颜廷亭

金属热处理 2024, 49 (3): 44-49. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2024.03.008

摘要（11）

PDF （4738KB）（8）

利用SEM、TEM、相分析和拉伸、冲击试验,研究了不同回火工艺对HT9钢组织演变及力学性能的影响。结果表明,回火工艺通过影响析出相和位错来改变钢的力学性能;HT9钢在回火后的基体组织为板条马氏体,强化相为M₂₃C₆碳化物,未观察到其他析出相。随着回火温度升高,基体组织发生回复,位错缠结逐渐规整、减薄为位错网络,形成亚晶,M₂₃C₆碳化物发生Ostwald熟化,析出强化和位错强化作用减弱,强度和硬度降低,韧性上升;在770 ℃回火1~12 h,随着回火时间延长,基体组织回复,M₂₃C₆相发生熟化,强度和硬度逐渐降低并伴有一定的时间依赖性。结合力学性能标准,热处理制度为1040 ℃淬火1 h＋770 ℃回火6 h 时,HT9钢的强韧性匹配较好。

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常化工艺对取向硅钢组织织构和磁性能的影响

尤文豪, 陈霞, 陈彬

金属热处理 2024, 49 (3): 50-55. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2024.03.009

摘要（10）

PDF （4773KB）（2）

利用EBSD技术和单片测量法,研究了常化温度对含3.2wt%Si高磁感取向(Hi-B)硅钢组织、织构和磁性能的影响。研究表明,随着常化温度的增加,常化板的柱状晶粒发生完全再结晶,织构类型相似,都以α织构、λ织构和Goss织构为主。脱碳退火后,织构主要都由{114}<481>、γ织构和Goss织构组成,初次再结晶晶粒尺寸随着常化温度的增加而先增大后减小(900 ℃时最大,最大为20.3 μm)。在850 ℃常化温度下,脱碳退火后的初次再结晶试样中对磁性能有利的{114}<481>织构和Goss织构的面积分数达到最高(分别为26.1%和4.5%)。在常化温度为850 ℃时,Hi-B钢可获得最佳磁性能,B₈=1.938 T,P_1.7/50= 0.828 W/kg。

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激光表面处理对马氏体不锈钢堆焊层组织与性能的影响

邓德伟, 李振华, 陈文博, 汪红所, 孙磊

金属热处理 2024, 49 (3): 56-62. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2024.03.010

摘要（11）

PDF （4520KB）（7）

为有效修复FV520B钢表面损伤,并提升修复后表面的耐腐蚀性能,尝试采用先堆焊,再进行激光表面处理的方法,即先采用明弧摆动堆焊方法,在FV520B钢基材上使用马氏体型药芯焊丝进行堆焊,并分别采用两种激光(半导体激光和光纤激光)对堆焊后的表面进行激光表面处理。研究了堆焊层的显微组织、硬度,堆焊层与基材的元素分布情况,以及经过激光表面处理后堆焊层的显微组织、硬度、耐腐蚀性和激光作用深度。研究结果表明,堆焊层由马氏体、δ-铁素体、残留奥氏体和碳化物构成,硬度约为480 HV0.3,相比基材提高了约33.33%,堆焊层与基材之间冶金结合良好。经过激光表面处理后,堆焊层分为原始堆焊区、热影响区和重熔区。在热影响区,硬度会下降,这与激光表面处理的回火作用有关;在重熔区,硬度与原始焊接区相当。浸泡试验结果表明,激光表面处理提高了堆焊层的耐腐蚀性。随着扫描速度的降低,激光的作用深度会增加,但硬度变化不大。相对于光纤激光器,半导体激光器的作用深度更大,但两种激光处理后的表面硬度基本相同。

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稀土渗氮对9Cr18Mo钢的QPQ盐浴复合处理性能的影响

张鑫, 孟征兵, 周颖, 陈元钰, 李宇翔

金属热处理 2024, 49 (3): 63-67. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2024.03.011

摘要（5）

PDF （2346KB）（3）

用自制渗氮基盐为渗氮剂和硝酸钾为氧化剂,碳酸镧、碳酸钇和碳酸铈为稀土催渗剂组成QPQ稀土渗氮剂,在610 ℃对9Cr18Mo钢进行QPQ盐浴复合处理,从而提高9Cr18Mo钢的各项性能。采用SEM、EDS、XRD、显微硬度测试、电化学性能测试和耐磨试验等测试手段,研究了稀土对9Cr18Mo钢组织和性能的影响。结果表明,QPQ盐浴复合处理试样的表面主要由氧化层、渗氮层和扩散层组成,主要组成物相为Fe₄N、CrN、α_N、Fe_2-3N、Li₂Fe₃O₄和Fe₃O₄,在QPQ盐浴复合处理中添加稀土比未添加稀土的显微硬度能平均提升90 HV0.2,耐蚀性和耐磨性也有所提高。

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热处理对高Co、高V粉末高速钢PM60碳化物析出的影响

殷锦华, 祝柏林, 胡木林, 彭会

金属热处理 2024, 49 (3): 68-76. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2024.03.012

摘要（8）

PDF （5774KB）（5）

PM60高速钢是通过粉末冶金方法制备,与普通高速钢相比,含有大量的Co元素,可以促进二次碳化物的析出。PM60高速钢在1120、1150、1180和1210 ℃淬火并油冷,然后在540、560和580 ℃分别进行3次回火。热处理结束之后,通过金相显微镜、扫描电镜、洛氏硬度计对热处理后PM60高速钢显微组织、析出相和硬度进行分析,结合JMatpro热力学计算软件研究淬火和回火热处理前后样品中碳化物的种类、形貌、成分、分布以及析出行为。结果表明,原来的析出相为MC、M₆C、M₂₃C₆和M₇C₃相,经热处理后为MC和M₆C相。经过能谱分析发现,这两种类型的碳化物,一类是颜色较暗的富V类碳化物,另一类是颜色较亮的富W、Mo类碳化物。淬火过程中部分碳化物溶解,回火过程中有细小弥散分布二次碳化物析出。在1180 ℃淬火+540 ℃回火条件下,材料硬度最高。

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固溶渗氮温度对16Cr25N不锈钢组织性能的影响

郭陆陆, 欧阳德来, 崔霞, 朱恩锐

金属热处理 2024, 49 (3): 77-82. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2024.03.013

摘要（6）

PDF （3504KB）（3）

采用高温固溶渗氮工艺在自主设计研制的高温高真空渗氮炉中对16Cr25N铁素体不锈钢进行渗氮处理,通过X射线衍射仪、扫描电镜、能谱仪、金相显微镜、显微硬度计和氧氮分析仪分析了渗氮层的组织和性能。结果表明,在铁素体不锈钢表面形成了1 mm以上厚度的奥氏体渗氮层,单边渗氮层最大厚度超过2 mm,渗氮层氮含量最大达到1.502%,原始材料的铁素体组织已转变为奥氏体组织,相当于得到了高氮无镍不锈钢。相比于原始样品,渗氮处理后样品硬度大幅提升,达到320 HV0.5。通过渗层深度计算了16Cr25N不锈钢固溶渗氮时氮的扩散激活能,在氮气压力0.3 MPa、保温时间24 h、渗氮温度1200 ℃下,扩散激活能为176 kJ/mol。利用渗层硬度和扩散理论建立了16Cr25N铁素体不锈钢高温固溶渗氮层的氮含量模型,具有一定的指导作用。

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基于致密度和显微组织的IN625合金激光粉末床熔融工艺优化

杜文祥, 曹李策, 申发磊, 潘来涛, 王泽龙, 孙业东, 方晓英

金属热处理 2024, 49 (3): 83-90. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2024.03.014

摘要（6）

PDF （4566KB）（4）

基于高斯过程回归(GPR)模型,对激光粉末床熔融(LPBF)增材工艺制备的IN625合金的致密度、晶粒取向和晶粒长径比的观测数据进行了机器学习,确定了具有特定组织特征的致密IN625合金的LPBF工艺窗口,并探讨了激光功率(P)-扫描速度(v)工艺组合以及激光能量密度对合金致密度和显微组织的影响。结果发现,获得高致密(≥99%)合金的激光能量密度需≥55 J/mm³,适宜的P-v工艺窗口呈梨形,高激光功率(P)下可选择的扫描速度(v)范围较宽。LPBF合金的柱状晶具有<001>//BD的择优取向,其取向强度及长径比随着激光能量密度的提高而增加,但超过一定值后会有所下降。经交叉验证表明,GPR预测的以致密度和组织特征为目标的LPBF优化工艺窗口是可靠的,该方法可拓展应用到其它合金基于多目标的激光增材工艺优化设计中。

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退火温度对超深冲搪瓷钢成型性能及再结晶织构的影响

刘再旺, 郭敏, 滕华湘, 杨利斌, 梁轩, 刘广会, 刘顺明

金属热处理 2024, 49 (3): 91-97. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2024.03.015

摘要（9）

PDF （2677KB）（5）

在不同温度下对超深冲搪瓷钢进行连续退火,通过拉伸试验机、X射线衍射仪、光学显微镜和透射电镜研究了退火后搪瓷钢的力学性能、再结晶织构、组织及第二相粒子。结果表明,试验钢退火后的再结晶织构主要分布在γ取向线上,织构类型主要为{111}<110>和{111}<112>,是钢板获得高r值的有益类型织构。随退火温度的升高,r值升高,归因于{111}<110>和{111}<112>织构的密度随退火温度的升高而增大,其中{111}<110>织构的密度增幅明显,{111}<112>织构的密度增幅很小甚至减小。{111}<110>织构的密度增幅明显,归因于TiC粒子粗化引起的对{111}<110>织构取向晶粒钉扎的减弱。TiC粒子的粗化是退火过程中{111}取向晶粒,尤其是{111}<110>取向晶粒充分发展的必要条件,是钢板获得优异成型性能的重要因素。同时,随着{111}织构密度的增加,钢板的强度降低,断后伸长率增加,成型性能越好。

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退火工艺对热轧态含氮马氏体不锈钢420U6显微组织和硬度的影响

贾元伟

金属热处理 2024, 49 (3): 98-102. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2024.03.016

摘要（8）

PDF （3347KB）（4）

热轧态含氮马氏体不锈钢420U6经800~950 ℃加热保温8~48 h退火处理后,采用激光共焦显微镜和维氏硬度计,研究了不同退火工艺下420U6钢的组织形貌和硬度的变化规律。结果表明,退火态组织由铁素体基体和基体上分布的碳化物组成,不同热处理工艺下碳化物的大小和形态明显不同。退火温度在850 ℃下保温16~24 h时,碳化物形态呈球状且大小总体上均匀,其平均尺寸为0.4~0.5 μm。随着退火温度的升高和保温时间的延长,420U6含氮马氏体不锈钢的硬度先降低后小幅升高,硬度的升高主要是由于片状碳化物的出现。

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SWRH82B高碳钢热轧盘条心部组织控制

王金涛, 沈奎, 李战卫, 张宇

金属热处理 2024, 49 (3): 103-107. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2024.03.017

摘要（2）

PDF （2633KB）（3）

研究了不同吐丝温度以及不同水箱水量分布高-中-低、高-低-高对SWRH82B高碳钢盘条组织和性能的影响。结果表明,将吐丝温度提高到910±10 ℃,水箱水量按高-低-高分布使盘条的心表温差由18 ℃提升到30 ℃,提高心部冷却速度,降低网状渗碳体的产生,使网状渗碳体检出率由70%降低至5%,网状渗碳体级别由E级降为C级,盘条1/4直径位置处索氏体片层间距由153 nm降为138 nm,盘条的抗拉强度由1174 MPa提高至1187 MPa,从Ø6.5 mm到Ø2.1 mm的连续拉拔断丝率由9次/100 t降至1次/100 t,有效改善了热轧盘条的拉拔性能。

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热处理对差压铸造ZL201A铝合金壳体内部组织及性能的影响

王亚勇, 曹喜娟, 任广笑, 刘永哲, 郑云凯

金属热处理 2024, 49 (3): 108-111. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2024.03.018

摘要（4）

PDF （2327KB）（3）

针对ZL201A铝合金在某型号产品试制过程中出现的本体力学性能无法满足设计验收要求的技术问题,结合ZL201A二元合金性能特点以及实际生产经验,通过制定合理的热处理工艺方案,研究了双级固溶条件下,不同热处理温度及时间对合金显微组织及性能的影响。试验结果表明,ZL201A铝合金在(535 ℃×9 h+545×9 h)双级固溶+160 ℃×6 h时效的热处理方案条件下,表现出来的综合力学性能最佳,此时抗拉强度达到389 MPa,屈服强度达到342 MPa,断后伸长率达到11.5%。该性能结果不仅满足了产品设计要求,同时也为后续的材料工程化应用及系统研究积累了有效的试验数据。

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回火温度对深井石油套管用钢组织性能的影响

王娇娇, 赵林林, 高云哲, 石帅, 武晓龙, 赵燕青, 周玉青, 弓俊杰

金属热处理 2024, 49 (3): 112-115. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2024.03.019

摘要（4）

PDF （3596KB）（3）

借助光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、拉伸试验机等设备研究了920 ℃淬火后回火温度对某深井石油套管钢微观组织和力学性能的影响。结果表明,试验钢在500~600 ℃回火得到回火索氏体,具有较高的强塑性与韧性,强塑积的波动范围为20.5~22.1 GPa·%,冲击吸收能量波动范围为94.6~100.3 J;当回火温度为550 ℃时,深井油套管试验钢具有最佳的综合力学性能,此时抗拉强度为978 MPa,屈服强度为935 MPa,强塑积为22.1 GPa·%,冲击吸收能量为100.3 J。

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快速退火对冷轧超低碳钢组织和性能的影响

张瑞, 唐恩, 袁清, 任杰, 莫家璇

金属热处理 2024, 49 (3): 116-121. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2024.03.020

摘要（4）

PDF （2959KB）（5）

采用OM、SEM、EBSD和单轴拉伸方法,从某冷轧超低碳钢的显微组织、晶粒尺寸分布、晶粒取向和力学性能4个方面对比分析了常规退火工艺(低温长时间)与快速退火工艺(高温瞬时)。结果表明,冷轧超低碳试验钢在650 ℃快速退火15 s时,屈服强度和抗拉强度分别为445.38 MPa和494.07 MPa,相比常规退火试样性能(屈服强度为274.35 MPa,抗拉强度为388.99 MPa)得到明显提升,同时还保证了24.7%的伸长率。造成常规退火与快速退火试样性能差异的主要原因是晶粒细化与典型的γ取向,其中晶粒细化占主导地位。快速退火具有明显的细晶强化作用,但同时恶化加工硬化能力,从而导致伸长率下降。快速退火会抑制第二相颗粒的析出,且细化第二相颗粒。快速退火试样呈典型的γ取向,更有利于提高轧向性能,但常规退火试样为近γ取向,所以取向的影响较小。

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