5NiCrMo低温钢调质热处理工艺研究
热作模具钢5CrNiMoV(Nb)热变形行为及组织性能研究
热作模具钢5CrNiMoV(Nb)热变形行为及组织性能探究摘要:热作模具钢在工业生产中具有广泛的应用,该钢种的性能优越,但是其生产制造过程复杂,需要思量多方面影响因素。
本文通过对热作模具钢5CrNiMoV(Nb)在不同变形温度、变形速度和应变量下的热变形试验,分析了其变形行为。
结果表明,在高温下,该钢种具有较好的塑性变形能力,变形温度越高,钢的延展性越好。
通过镜检和扫描电镜分析,发现5CrNiMoV(Nb)钢在高温下发生了晶界滑移、滑移加强和晶粒细化等变形机制。
此外,通过显微硬度和拉应力-应变曲线测试,探究了5CrNiMoV(Nb)钢在不同热处理状态下的力学性能。
该探究对于探究热作模具钢的热变形行为和力学性能提供了一定的参考。
关键词:热作模具钢;5CrNiMoV(Nb);热变形行为;组织性能;力学性。
引言热作模具钢是一种广泛应用于工业生产中的钢种,其具有优异的耐腐蚀、高温强度和耐磨性能。
热作模具钢在工业生产过程中屡屡需要经历高温、高应变等艰苦条件的考验,因此其热变形行为和力学性能对于其应用性和可靠性具有至关重要的影响。
目前,对于热作模具钢的热变形行为和力学性能的探究较为充分,已经有浩繁探究者对其进行了深度的探究。
例如,有学者通过试验和数值模拟的方法探究了热作模具钢的动态再结晶行为和晶粒尺寸分布规律[1];有学者利用SEM等手段分析了热作模具钢在高温条件下的断裂行为[2];还有学者利用XRD等手段探究了热作模具钢的晶体结构和相变规律[3]。
作为热作模具钢中的一种,5CrNiMoV(Nb)钢具有优良的综合性能,但是其生产制造过程相对复杂,需要思量多种因素的影响。
为了深度探究5CrNiMoV(Nb)钢的热变形行为和力学性能,本探究在对该钢种进行热变形试验的基础上,对其组织结构和力学性能进行了详尽分析。
该探究对于探究热作模具钢的热变形行为和力学性能具有一定的参考价值。
试验部分试验材料:5CrNiMoV(Nb)钢试验方法:热变形试验和金相观察热变形试验:接受Gleeble-1500D热模拟试验机进行热变形试验,变形温度范围为900-1200℃,变形速度范围为0.001-1s-1,应变量范围为0.2-0.8。
5crnimo热作磨具钢热处理工艺及应用
5crnimo热作磨具钢热处理工艺及应用嘿,朋友们!今天咱来聊聊 5CrNiMo 热作磨具钢这玩意儿。
你可别小看了它,这5CrNiMo 热作磨具钢啊,那可是工业领域里的一把好手呢!就像是一个厉害的武林高手,有着自己独特的功夫秘籍。
先来说说它的热处理工艺吧。
这就好比是给它来一场华丽的变身。
通过加热、保温、冷却这些步骤,让它的性能得到大大的提升。
加热的时候呀,就像是给它洗了个热水澡,让它浑身暖洋洋的,变得更有活力。
保温呢,就像是让它好好地休息一下,养足了精神。
冷却呢,那就像是给它吹了一阵凉风,让它冷静下来,变得更加坚韧。
这热处理工艺可不能马虎,火候得掌握好。
就跟做菜一样,火大了不行,火小了也不行。
要是处理不好,那可就前功尽弃啦!那这经过热处理后的5CrNiMo 热作磨具钢都能干啥呢?用处可多啦!它可以用来制造各种热作模具,比如压铸模、热锻模等等。
就像是给工业生产配备了一把锋利的宝剑,让生产变得更加高效、顺畅。
想象一下,在一个热气腾腾的工厂里,这些热作模具就像是一群勇敢的战士,在高温高压的环境下冲锋陷阵,为我们生产出各种各样的产品。
而5CrNiMo 热作磨具钢就是这些战士的坚强后盾,让它们能够发挥出最大的威力。
我曾经见过一个工厂,里面的师傅们对5CrNiMo 热作磨具钢那可是赞不绝口。
他们说,有了这种钢制造的模具,生产效率提高了不少,而且模具的使用寿命也更长了。
这可真是帮了他们的大忙啊!不过呢,要想让5CrNiMo 热作磨具钢发挥出最好的效果,还得注意一些细节。
比如说,要选择合适的热处理设备,要保证热处理的环境干净整洁等等。
这些小细节可不能忽视,就像我们生活中的一些小习惯一样,看似不起眼,但却能影响到我们的生活质量。
总之,5CrNiMo 热作磨具钢热处理工艺及应用那可是相当重要的。
它就像是工业领域里的一颗璀璨明珠,为我们的生产生活带来了很多便利。
我们要好好地了解它、掌握它,让它为我们的生活增添更多的光彩!我觉得5CrNiMo 热作磨具钢真的是一种非常了不起的材料,它的热处理工艺和应用都值得我们深入研究和探索。
5crmnmo的热处理工艺
5crmnmo的热处理工艺
5CrMnMo是一种低合金高强度钢,广泛应用于工程机械、汽车和航空航天等领域。
在制造过程中,热处理是至关重要的一个步骤,它对于提高钢材的机械性能和延长使用寿命起着至关重要的作用。
热处理工艺包括加热、保温和冷却三个步骤。
在加热阶段,需要将钢材加热到适当的温度,使其达到所需的组织状态。
对于5CrMnMo钢,通常将其加热到960摄氏度左右。
在保温阶段,需要让钢材在高温下保持一定的时间,以使其达到均匀的组织状态。
对于5CrMnMo钢,保温时间通常为1小时左右。
在冷却阶段,需要将钢材迅速冷却,以使其达到所需的硬度和韧性。
对于5CrMnMo钢,通常采用油淬或水淬的方式进行冷却。
热处理工艺对于5CrMnMo钢的机械性能有着显著的影响。
通过控制加热温度、保温时间和冷却方式等参数,可以得到不同的组织状态和硬度。
一般来说,热处理后的5CrMnMo钢具有高强度、高硬度和较好的韧性。
但是,如果热处理工艺不当,也会导致钢材的性能下降甚至出现裂纹等缺陷。
因此,在进行5CrMnMo钢的热处理时,需要仔细控制各个参数,确保钢材的组织状态和性能达到所需的要求。
同时,还需要进行严格的检验和测试,以确保钢材的质量符合标准要求。
只有通过科学的热处理工艺和严格的质量控制,才能生产出高质量的5CrMnMo
钢,满足各种工程需求。
浅议5CrNiMo钢的热处理工艺
浅议5CrNiMo钢的热处理工艺作者:刘明国来源:《中国新技术新产品》2013年第05期摘要:介绍了5CrNiMo钢的性能特点及其应用,并概述了5CrNiMo热锻模的热处理工艺,最后结合JN150汽车转向节热锻模热处理工艺实例,进一步分析了5CrNiMo钢的热处理工艺特点。
关键词:5CrNiMo钢;热处理;力学性能中图分类号:TF124.8+3 文献标识码:A5CrNiMo钢具有良好的韧性、强度和高耐磨性。
它在室温和500~600℃时的力学性能几乎相同。
在加热到500℃时,仍能保持住HB300左右的硬度。
由于钢中含有钼,因而对回火脆性并不敏感。
从600℃缓慢冷却下来以后,冲击韧性仅稍有降低。
5CrNiMo钢还具有良好的淬透性。
300mm×400mm×300mm的大块钢料,自820℃油淬和560℃回火后,断面各部分的硬度几乎一致。
该钢的不足之处是工作温度稍低锻坯中易产生白点。
该钢适合于制造形状复杂、冲击负荷大,要求强度和韧性较高的中大型锤锻模。
1 5CrNiMo热锻模的热处理1.1 锻造与退火5CrNiMo钢虽然是经过轧制和退火的钢材,但轧材纤维组织具有各向异性且尺寸较大。
为使其性能均匀并得到适当尺寸,须对其锻造。
锻造加热温度为1100~1150℃,始锻温度为1050~1100℃,终锻温度为800~850℃。
锻造后为了防止产生白点应缓冷至150~200℃,然后再冷空。
锻后模块须进行退火或高温回火以消除应力、细化晶粒、均匀组织等。
5CrNiMo热锻模钢坯的退火的加热温度为830~850℃,保温时间为4~6小时,硬度(HBS)为197~241;它的高温回火加热温度为650~500℃,保温时间的计算方法为1.5~2min/mm,冷却方式为空冷。
1.2 淬火和回火1.2.1 淬火为了赋予热锻模最终的力学性能,要进行淬火及高温回火,使基体获得回火屈氏体或回火索氏体组织,以保证较高的韧性。
5crnimo热处理工艺
5crnimo热处理工艺一、前言5CrNiMo是一种高强度合金钢,常用于制造高强度机械零件和工具。
热处理是提高5CrNiMo钢性能的重要方法之一。
本文将详细介绍5CrNiMo热处理工艺。
二、材料准备1. 5CrNiMo钢坯:应符合GB/T 3077-2015标准。
2. 焊接材料:应选择与基材相匹配的焊接材料。
3. 热处理工具:炉子、温度计、夹具等。
4. 清洁剂:清洗工件表面的油污和氧化物。
三、热处理工艺流程1. 预热将工件放入炉子中,温度逐渐升高至500℃左右,保持30分钟左右。
目的是消除残留应力和降低冷却时的变形。
2. 淬火将预热后的工件迅速放入水或油中进行淬火。
淬火温度为820-850℃,保持时间为30-60秒。
淬火后,将工件取出并晾凉至室温。
目的是使钢获得高硬度和强度,并改善其韧性。
3. 回火将淬火后的工件放入炉子中,温度逐渐升高至550-650℃,保持时间为2-3小时。
回火后,将工件取出并晾凉至室温。
目的是消除淬火过程中产生的残余应力和提高韧性。
4. 再淬火对于需要更高强度和硬度的工件,可进行再淬火处理。
再淬火温度为820-850℃,保持时间为30-60秒。
再淬火后,将工件取出并晾凉至室温。
5. 表面处理对于需要进行表面处理的工件,可采用喷砂、抛光等方法。
四、注意事项1. 清洁工作必须做好,以避免杂质进入钢材表面。
2. 热处理过程中应控制加热速率和冷却速率,以避免产生裂纹和变形。
3. 热处理后应进行硬度测试和金相组织分析,以确保钢材达到要求的性能指标。
4. 焊接前应对工件进行预热处理,并选择合适的焊接材料和焊接方法。
五、结语5CrNiMo热处理是提高钢材性能的重要方法之一。
本文介绍了5CrNiMo热处理的工艺流程和注意事项,希望对读者有所帮助。
在实际应用中,应根据具体情况进行调整和改进,以达到最佳的热处理效果。
5crnimo热处理工艺
5crnimo热处理工艺简介热处理是一种通过加热和冷却的过程来改变金属材料的物理和化学性质的方法。
5CrNiMo是一种常见的合金钢,具有优异的耐磨性、强度和耐腐蚀性。
在本文中,我们将探讨5CrNiMo热处理工艺的各个方面,包括材料的组织变化、热处理过程和参数以及工艺的影响。
材料的组织变化固溶处理固溶处理是热处理过程的第一步,通过高温加热5CrNiMo合金钢将其完全溶解,使元素均匀分布。
固溶处理温度一般在1100-1250°C之间,并保持一定时间,以确保达到充分的固溶度。
盐浴淬火盐浴淬火是5CrNiMo热处理中常用的一种淬火方法。
在盐浴中,钢件在高温下迅速冷却,使得材料的组织结构发生变化。
通过盐浴淬火,可以获得较高的硬度和强度。
回火回火是在淬火后进行的一种热处理工艺,通过加热材料到中等温度,然后保持一定时间,使材料的硬度降低,同时提高韧性。
回火温度和时间的选择对于5CrNiMo的性能起到关键作用,需要根据具体要求进行合理的选择。
热处理过程和参数热处理过程和参数对于5CrNiMo的性能起到至关重要的影响。
以下是一些常见的热处理参数。
加热温度是热处理过程中最重要的参数之一。
过高或过低的加热温度都会导致材料性能的降低。
一般来说,5CrNiMo的加热温度应在1100-1250°C之间。
保温时间保温时间是指加热到设定温度后,保持该温度的时间。
保温时间一般根据材料的尺寸和要求来确定,通常为1-4小时。
冷却速率冷却速率对材料的性能影响较大。
过快的冷却速率会导致材料产生应力和裂纹,而过慢的冷却速率则会降低材料的硬度和强度。
盐浴淬火通常可以实现较快的冷却速率。
回火温度和时间回火温度和时间的选择是根据所需的性能来确定的。
一般来说,较高的回火温度会降低材料的硬度,而较长的回火时间会提高材料的韧性。
工艺的影响5CrNiMo热处理工艺对材料的性能有着重要的影响,以下是一些常见的影响因素。
硬度和强度通过合理选择热处理参数,可以获得理想的硬度和强度。
5crnimo最佳热处理硬度
5crnimo最佳热处理硬度
1. 介绍5CrNiMo合金钢
5CrNiMo是一种高强度合金钢,其化学成分为C:0.45-0.55,Si:
≤0.40,Mn:0.50-0.80,Cr:0.90-1.20,Ni:1.25-1.65,Mo:
0.15-0.25。
该合金钢具有优良的耐热性、抗疲劳性和抗腐蚀性能。
2. 热处理工艺
5CrNiMo合金钢的热处理工艺包括淬火、回火和正火。
其中淬火是最关键的一步,可以显著提高钢材的硬度和强度。
淬火温度一般在850℃左右,冷却方式为油冷或水冷。
3. 硬度测试方法
硬度测试是评估材料硬度的重要方法之一。
常用的硬度测试方法有布
氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度和洛克韦尔硬度等。
4. 最佳热处理条件下的硬度测试结果
经过多次实验比较后,确定了5CrNiMo最佳热处理条件为淬火850℃水冷+回火550℃空冷。
在这种条件下制备出来的5CrNiMo合金钢硬度测试结果如下:
- 布氏硬度:260-280HB
- 洛氏硬度:28-32HRC
- 维氏硬度:270-290HV
- 洛克韦尔硬度:27-31HRB
5. 结论
在5CrNiMo合金钢的热处理中,淬火是最关键的一步,可以显著提高钢材的硬度和强度。
经过多次实验比较后,确定了5CrNiMo最佳热处理条件为淬火850℃水冷+回火550℃空冷。
在这种条件下制备出来的5CrNiMo合金钢具有优良的硬度和强度,适用于制造高强度机械零件等领域。
5crmnmo的热处理工艺
5crmnmo的热处理工艺5CrMnMo是一种高强度低合金钢,常用于制造重型机械构件和工程结构件等应用领域。
在使用前,需要进行热处理以提高其力学性能和耐磨性。
热处理工艺通常包括加热、保温和冷却等过程,下面将详细介绍5CrMnMo的热处理工艺。
1. 预处理在进行热处理前,需要对材料进行预处理,包括去除表面油污、氧化皮以及碳化物等杂质。
可以通过机械方法(例如喷砂、刷洗)或化学方法(例如酸洗、溶剂清洗)来完成。
2. 加热5CrMnMo通常采用淬火+回火的热处理工艺。
在进行淬火之前,需要将材料加热到适当的温度。
加热温度的选择应根据具体要求和材料的化学成分进行确定。
一般来说,加热温度在860-900摄氏度之间。
3. 保温加热到适当温度后,需要保持一定时间,使材料达到均匀的温度分布。
保温时间取决于材料的厚度和加热温度等因素,一般为每毫米2-3分钟。
4. 淬火保温后,需要迅速将材料冷却到室温以下,以获得高硬度和较高的强度。
淬火方法可以选择油淬、水淬或空气冷却,具体取决于材料的化学成分和要求。
油淬可以获得较高的硬度,但会产生较大的变形和残余应力;水淬可以获得高硬度和较好的强度,但易产生裂纹;空气冷却则可以减少变形和裂纹的风险,但硬度较低。
5. 淬火回火淬火后的材料通常会出现过硬和脆性的情况,需要经过回火处理来降低硬度和提高韧性。
回火的温度和时间选择应根据应用环境和要求进行确定。
一般来说,回火温度为300-600摄氏度,回火时间为1-2小时。
在进行热处理工艺时,还需要注意以下几点:- 控制加热速率,避免产生温度梯度过大,引起材料的裂纹和变形。
- 控制保温时间,保证材料的温度均匀分布。
- 选择合适的淬火材料和方法,以获得理想的硬度和强度。
- 严格控制回火温度和时间,避免过渡回火导致硬度过低。
总之,5CrMnMo的热处理工艺通常包括预处理、加热、保温、淬火和回火等步骤。
通过合理控制热处理参数,可以提高材料的力学性能和耐磨性,满足不同应用领域的需求。
5CrNiMo钢制热作模具热处理
5CrNiMo钢制热作模具热处理(1)模具形状及技术要求转向节热锻模简图如6-47所示。
模具尺寸为700mm*675mm*400mm。
技术要求:锻模模面硬度为HRC36~39,燕尾硬度为HRC28~33。
(2)热处理工艺要点转向节热锻模热处理工艺如图6-48所示。
(3)工艺操作要点1)采用箱式电炉加热为防止模面和燕尾的氧化脱碳,必须加保护,如图6-49所示,即在装炉前将锻模工作朝下放入铁盘中,盘底上及燕尾槽面周围铺垫一层30~45mm厚的保护剂(旧渗碳剂或木炭末,加一些焙烧过的铸铁屑),上面用耐火泥或黄泥密封,圆角处缠上石棉绳。
2)分段加热由于模具尺寸大,5CrNiMo钢导热性差,为减少加热时产生的热应力,采用分段加热,即加热至500~600℃保温4h后,缓慢升至840~860℃,保温6h。
3)预冷—淬火锻模加热保温后出炉,先去除铁盘和保护剂,清理模面,在空气中延时冷却至780~800℃(预冷约为8min),然后淬火40~70℃油中冷却。
4)严格控制在油中停留时间在油中停留约50~60min,整个模具冷却至约200℃左右(从油中取出时冒青烟而不着火)出油空冷,并及时将模具在300~400℃时装炉进行回火。
5)整体回火回火在箱式炉中进行,也需采用分段加热缓慢升温的方法。
将淬火后的锻模装进300~400℃的炉内,保温3h,再缓慢升温至550~570℃,保温3~6h,回火后油冷。
第二次回火要在第一次回火冷至室温后方可进行。
最后再进行一次160~180℃低温回火。
6)燕尾回火如图6-50所示,将燕尾浸入600~650℃盐浴中加热,保温时间用观察模面回火色的方法来控制,回火前先将模面用砂纸打光当模面颜色呈深蓝色时即停止加热。
也可用表面温度测试仪表,指示温度在230~270℃。
出炉油冷至100℃左右转为空冷。
燕尾部分可得到均匀的回火索氏体组织,硬度为HRC25~30。
7)局部保护淬火为了缩短热处理周期,还可采用盒盖保护燕尾淬火的方法,即在锻模淬火后加热之后,淬火之前,在燕尾部分盖上一个用1.5~2.5mm厚的钢板焊成的盒盖,盒盖与锻模之间保持25~40mm的间隙,如图6-51所示,然后将锻模淬火油中,由于盒盖里面有空气和油的蒸气,使淬火油难以进入,从而减缓了燕尾的冷却速度,燕尾硬度基本可达到技术要求,不必再进行补充回火。
热作模具钢之5CrNiMo篇
表一、5CrNiMo钢的化学成分(GB/T1299—2000)w/%五、热处理A 退火5CrNiMo因淬火出油温度低,容易开裂,实际操作时为避免开裂,常于200℃左右即出油,这样,在模具表面获得了一层马氏体组织,但心部仍处于奥氏体状态,在380~450℃回火时,心部的过冷奥氏体即转变为上贝氏体组织,冲击韧性极差,模具寿命很低。
为了提高热锻模使用寿命,可采用等温处理方法,即淬火加热后,将模具与160~180℃硝盐中分级停留,使发生部分马氏体转变,然后再转入280~300℃硝盐中等温停2~3h;或将模具放入150℃油中,再转入280~300℃硝盐中停留2~3h。
此时,模具钢的组织由马氏体+下贝氏体+少量残余碳化物组成,回火后获得回火下贝氏体组织,模具寿命明显提高。
(对5CrNiMo锻模采用150℃出油,再进入300℃硝盐中等温3h,使用寿命可提高20%~50%。
)退火:①普通退火。
以≤30℃/h速度加热到760~780℃,保温4~6h,炉冷到500℃出炉空冷,硬度为197~241HBS Ac1710℃,Ac3 770℃,加热温度在Ac3线之上,得到珠光体组织+块状铁素体。
②等温退火。
以≤30℃/h速度加热到850~870℃,保温时间2~4h,炉冷到650℃~680℃后等温4~6h,炉冷到500℃以下出炉空冷,硬度为197~241HBS,Ac1710℃,Ac3 770℃,加热温度在Ac3线之上680℃,以获得退火组织片状珠光体+块状铁素体。
其退火工艺曲线如图一、图二所示:图一:5CrNiMo锻轧后完全退火工艺图二:5CrNiMo锻轧后等温退火工艺B 淬火5CrNiMo钢具有很高的淬透性,所以,钢的淬火可以采用许多冷却方式,如油淬、分级淬火或等温淬火。
其中最常用的是油淬。
5CrNiMo钢中的碳化物主要是M3C,加热到950℃以上可全部溶于奥氏体,但晶粒较粗大。
在880℃淬火后的组织为针状马氏体和少量板状马氏体。
热作模具钢5CRMNMO钢常见的热处理工艺有哪些?
热作模具钢5CRMNMO加热810~830℃,保温3H,炉冷至550℃以下出炉空冷
197~241HBS
Acl710℃,Ac3760℃,加热温度在Ac3线之上,获得珠光体+块状铁元素组织
去应力退火
加热720~740℃,保温3H,炉冷至550℃以下出炉空冷
197~241HBS
消除残余应力,消除加工硬化
淬火
加热820~850℃,保温3H,150~180℃,出油,大,中件模具立即回火,小件模具空冷
52~58HRS
热作模具钢5CRMNMO加热时Cr,Mn,Si元素和Mo元素溶入奥氏体中,提高淬火透性,改善回火稳定性
加热880~900℃,保温,油冷至150~180℃,出,立即回火。420~550℃回火2H,2次回火硬度38~47Hbc
燕ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ部分
小型锻模,加热600~640℃,保温2h,油冷。二次回火中型锻模;加热620~640℃,保温2h,油冷。二次回火。
35~39HRC34~37HRC
下贝氏体等温淬火
加热840~860℃,160~180℃硝盐溶分级,再转入280~300℃硝盐等温2h
48~54HRC
Ms220℃。减低高温阶段的热应力合低温阶段的相应力,减小变形开裂
热作模具钢5CRMNMO钢常见的热处理工艺有哪些?
热作模具钢5CRMNMO钢热处理工艺:
热处理工艺
工艺参数
硬度要求
工艺特点
等温退火
热作模具钢5CRMNMO加热850~870℃,保温3H,650~680℃,保温5H,炉冷至550℃以下出炉空冷
197~255HBS
Acl710℃,Ac3760℃,加热温度在Ac3线之上,等温度低于A1 727℃,以获得珠光体+铁元素组织
5CrNiMo热作模具钢热处理工艺设计
5CrNiMo热作模具钢热处理工艺设计工艺课程设计(论文)题目: 5CrNiMo热作模具钢热处理工艺设计院(系):专业班级:学号:学生姓名:指导教师:教师职称:起止时间:课程设计(论文)任务及评语院(系): 教研室:材料物理教研室学号学生姓名专业班级课程设计(论文)5CrNiMo热作模具钢热处理工艺设计题目一、课设要求熟悉设计题目,查阅相关文献资料,概述相关零件的热处理工艺,进行零件的服役条件与失效形式分析,提出硬度、耐磨性、强度等要求。
完成工艺设计。
阐述5CrNiMo渗碳淬火、回火热处理工艺理论基础,选择设备、仪表和工夹具,课程阐述主动锥齿轮热处理质量检验项目、内容及要求;阐明主动锥齿轮热处理常见设缺陷的预防及补救方法;给出所用参考文献。
计)二、课设任务论1.热作模具钢材料的选择(要求在满足工件使用性能的前提下,兼顾经济性文)和工艺性,合理选择材料);要2.给出5CrNiMo的C曲线; 求与3.给出5CrNiMo热作模具钢冷热加工工艺流程图; 任4.制定5CrNiMo热作模具钢淬火-回火热处理工艺。
务三、设计说明书要求设计说明书包括三部分:1)概述;2)工艺设计;3)热处理工艺卡;4)参考文献。
设计说明书结构见《工艺设计模板》。
集中学习0.5天,资料查阅与学习,讨论1.5天,设计7天:1)概述0.5天,2)服役条件与性能要求0.5天,3)失效形式、材料的选择0.5天,4)结构形状工与热处理工艺性0.5天,5)冷热加工工序安排0.5天,6)工艺流程图0.5天,7)作热处理工艺设计2天,8)工艺的理论基础、原则0.5天,9)设计工夹具0.5天,计划 10)可能出现的问题分析及防止措施0.5天,11)热处理质量分析0.5天,设计验收1天。
指导教师评语及成成绩: 指导教师签字: 绩年月日辽宁工业大学课程设计说明书(论文)目录1 5CrNiMo热作模具钢热处理工艺概述 ............................................................. 1 25CrNiMo热作模具钢的热处理工艺设计 (2)2.1 5CrNiMo热作模具钢的服役条件、失效形式 (2)2.2 5CrNiMo热作模具钢技术要求及零件示意图 ...... 错误~未定义书签。
低温钢材的热处理与性能研究
低温钢材的热处理与性能研究低温钢材是一种特殊的钢材,主要应用于低温环境下的工程设备和船舶建造。
由于钢材的性能与其组织结构密切相关,因此研究钢材的热处理对其性能的影响是非常重要的。
本文将就低温钢材的热处理及其性能展开探讨,以期为相关领域的研究工作者提供参考。
一、低温钢材的组织结构及性能低温钢材的主要组成成分是碳、铬、镍等元素。
在低温下,它的性能表现出不同于常温下的特性。
在常温下,钢材的结构呈现出α-Fe的体心立方晶体结构。
而在低温下,它的晶体结构变为了面心立方和体心立方的混合结构,同时,晶格发生了变形,在不同温度下,它表现出了不同的性能表现。
与常温钢材相比,低温钢材的强度、韧性、耐腐蚀性等性能都有很大的提高。
这主要是因为低温下钢材的晶粒细化,导致位错的生成和滑移受到限制,在力学性能方面有了一定的提高。
同时,在低温环境下,腐蚀现象也会减缓,使得低温钢材比常温钢材更具有抗腐蚀性。
二、低温钢材热处理的方法低温钢材热处理的方法与常温下的钢材类似。
主要包括退火、正火、淬火、回火等。
但是,由于低温钢材的组织结构与常温钢材有所不同,所以热处理的温度、时间等参数的选取需要有所不同。
1. 退火处理退火处理是钢材热处理中最常见的一种方法。
对于低温钢材而言,退火处理可以提高其韧性。
退火温度一般在600℃以下,时间约为2小时。
退火处理后,低温钢材的晶粒细化,硬度降低,同时韧性明显提高。
2. 正火处理正火处理是将钢材从高温中冷却至常温的一种处理方法。
对于低温钢材而言,正火处理温度一般在780℃~820℃之间,时间约为30分钟。
经过正火处理后,低温钢材的硬度得到提高,同时也保留了一定的韧性。
3. 淬火处理淬火处理是将钢材从高温中迅速冷却至室温的一种处理方法。
对于低温钢材而言,淬火处理一般需要在零下80℃的低温条件下进行。
淬火处理可以使低温钢材的强度和硬度得到明显提高,但是韧性会相应下降。
4. 回火处理回火处理是将钢材在淬火后加热至一定温度,保温一定时间后冷却至室温的处理方法。
高性能5%Ni低温钢组织性能与热处理工艺研究
高性能5%Ni低温钢组织性能与热处理工艺研究本文探讨了热处理工艺对5%Ni低温钢组织与性能的影响规律,绘制了静态与动态CCT曲线,并在CCT曲线基础上建立了实验钢种的动态与静态再结晶模型,阐明了奥氏体化工艺、回火工艺等与逆转变奥氏体的关系,给出了优化后的最佳热处理工艺参数。
在此基础上,进行了工业冶炼与轧制试生产,成功研制出了屈服强度≥390MPa、抗拉强度530-710MPa、延伸率≥20%、-120℃低温冲击功≥80J的5%Ni 低温钢。
此外,提出一次淬火+回火工艺(QT)与两次淬火+回火工艺(QLT)制备以贝氏体为基体的低温钢。
进行了小批量工业试制,对低温钢的应用性能进行了多方面的检测,结果表明生成试制的5%Ni低温钢具有较好的综合性能,并通过了船级社的认证。
实验结果将为开发新一代镍系低温钢提供理论与实际参考,为制备更高强度更好低温韧性的低成本低温钢提供指导。
本文主要结论为:(1)实验钢的动态与静态再结晶激活能分别为361.5 KJ/mol和133.97KJ/mol,建立了动态和静态再结晶动力学模型,绘制了再结晶柱状图。
动态再结晶开始时间随着应变速率的增加而急剧缩短,此外,在相同应变速率下,发生动态再结晶的临界应变随着再结晶温度的下降而增加。
再结晶难度随温度的升高而降低。
当变形温度降低到一定程度时,静态再结晶行为可能将受到抑制。
在相同变形温度下,实验钢的软化率随着道次间隔时间延长而增大,随着保温时间的延长,实验钢软化的越充分。
(2)5%Ni 低温钢的最佳热处理工艺为:850℃奥氏体化60min,水淬+600℃回火60min。
逆相变奥氏体体积分数随着奥氏体化温度及回火温度的增加而增加,且奥氏体形貌有从薄膜状向块状转变的趋势。
(3)与3.5%Ni 低温钢回火组织相比,本研究钢种回火组织中渗碳体明显减少,主要原因是逆转变奥氏体的体积分数随着Ni含量的增加而增加,逆转变奥氏体在回火过程中可以吸收晶界附近和基体的C等奥氏体稳定元素,降低了渗碳体形成的化学驱动力从而净化晶界和基体,提高晶界塑形。
热锻模具钢5CrMnMo热处理工艺的改进
1 5CrMnMo模具的常规工艺及其失效原因分析作为目前国内较为流行的锻模材料, 5C r M n M o具有良好的抗热烧蚀性、导热性、淬透性以及冲击韧性,但由其制成的模具长期在高压、高应力以及反复急速加热与冷却等恶劣条件下工作,极易产生疲劳裂纹或变形塌陷,平均寿命只有2000件左右,不利于锻件生产质量和效率的提高。
1.15CrMnMo模具热处理的常规工艺模具加工的一般工序如下:下料→锻造→退火→机加工→探伤→机加工成形→打磨型腔→热处理→打磨抛光型腔→探伤→检验。
在5CrMnMo热锻模具的加工中,由于毛坯锻造后晶粒较粗大,组织不均匀,机加工困难。
因此通常会采用进行预先热处理以改善化学成分的偏析程度和组织的不均匀性,以消除毛坯锻造后的内应力。
加热到淬火温度后,保持一定时间,放入油中冷却,淬火冷却至200℃左右及时回火,共进行四次回火。
可参考的工艺参数为:600℃~650℃×(4~5) h,830℃~850℃×(5~6) h,480℃~500℃×6h回火。
在这种常规工艺处理过程中,当表面冷至200℃出油时,心部温度仍较高,于是心部大量残余的奥氏体回火时会转变为珠光体或粗大的强度较低的上贝氏体,形成的模具强韧性下降,裂纹扩展阻力较小,寿命普遍不高,使用中常有早期脆断或热疲劳裂纹出现。
1.25CrMnMo模具的工作条件及失效原因分析1.2.1高温条件45Cr钢锻件胚料在预锻及终锻过程中,模具型腔表面都要在2~4s内被加热至600℃以上,当型腔预热至150℃左右时,型腔表面温度一般在700℃以上,一旦工作温度超出淬火后的回火温度,就会引起模具的急剧软化,使模具强度和硬度大幅度降低,并产生加速其磨损失效的微裂纹。
1.2.2急剧冷却操作中为降低模具温度常采用水冷等强制冷却,由于受到急剧的冷热交替作用,当温度超过相变点时,模具会产生拉伸与压缩交变的应力,在应力超出模具的屈服强度时,即可能出现塑性变形,从而生成裂纹。
5NiCrMo低温钢QLT热处理工艺研究
探 索新 的热处理 工艺 。
早 期工作 已发现逆 转 变奥 氏体 具有 显著 的低 温韧化作用 。 文献 [ 6 ] 认为 9 Ni 钢较高 的低温韧性 是 由于逆 转变 奥 氏体在裂 纹 尖端 处发 生 了相 变诱 发塑性 ( T R I P ) 。文献 [ 7 】 认为 F e 一 5 . 5 Ni 合金 中的 逆转变奥 氏体具有净化效应从而有利 于低温韧性 。
T a b .1 Ch e mi c a l c o mp o s i t i o n s o f 5 Ni Cr Mo s t e e l
5 Ni 钢F e — Mn - Ni 合金系 的基础上 , 添 加适量 的 C r 、
Mo等合金 元素 ,可使强度提 高到 5 9 0 MP a级 ,
楚 觉非 , 雷 晓 荣 。 , 何 烈 云 , 王 青峰 ,
( 1 . 南京钢 铁股 份 有 限公 司 技 术质 量部 , 江苏 南京 2 1 0 0 3 5 ; 2 . 燕 山 大学 材料 科 学与 工程 学 院 , 河北 秦 皇 岛 0 6 6 0 0 4 )
摘 要 :研 究 了 5 N i C r Mo 低 温 钢 的 淬 火+ 临界 淬 火+ 回火 ( Q L T ) 热 处 理工 艺 ,分析 了 回火温 度对 该 钢 组 织和 力 学 性 能 的影 响 。 结果表明: 试验钢经 Q L T热 处 理后 , 形 成 了 回 火 马 氏体 、 n - 铁 素 体 与逆 转 变 奥 氏 体 的混 合 组 织 。
壁坌 鱼量 :
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5NiCrMo低温钢调质热处理工艺研究
5NiCrMo低温钢调质热处理工艺研究楚觉非;雷晓荣;何烈云;王青峰【摘要】研究了5NiCrMo低温钢的调质热处理工艺,分析了回火温度对该钢组织和力学性能的影响.结果表明:试验钢经调质热处理后,形成了回火马氏体和逆转变奥氏体的混合组织.560~640℃回火时,随温度提高,屈服强度呈降低趋势,-100℃冲击功先升高、在620℃回火时达到峰值后降低.深冷后保留的逆转变奥氏体显著影响试验钢的低温韧性.拉伸和冲击性能均满足要求的回火温度是580~620℃.【期刊名称】《天津冶金》【年(卷),期】2013(000)002【总页数】4页(P24-27)【关键词】低温钢;调质热处理;显微组织;力学性能;逆转变奥氏体【作者】楚觉非;雷晓荣;何烈云;王青峰【作者单位】燕山大学材料科学与工程学院,河北秦皇岛066004【正文语种】中文近年来,随着石油化工装备向大型化的方向发展,对高强度低温钢有迫切而明确的需求。
大型低温储罐因储存量大、节省投资,在国际上已经广泛应用[1-3]。
新一代 Ni低温钢作为大型液化石油气船(LPG)液货舱和液化乙烯储罐的主要结构材料,要求屈服强度达到ReL≥590MPa级、抗拉强度(Rm)达到680~840MPa,-100℃冲击功不低于80J[4-5]。
在传统390MPa级5Ni钢Fe-Mn-Ni合金系的基础上,添加适量的Cr、Mo等合金元素,可以使强度提高到590MPa级[6-7],但如何使5NiCrMo钢获得良好的低温韧性,需要探索合适的热处理工艺。
5Ni低温钢常用的热处理工艺为淬火+回火的调质处理。
其中,淬火温度可能影响晶粒度的大小,回火温度可能影响逆转变奥氏体的析出量及稳定性,因此,强度与韧性的匹配可能受不同淬火+回火温度的影响[8-10]。
早期工作已发现逆转变奥氏体对低温钢具有显著的韧化作用。
研究表明:9Ni钢经过Q T处理形成一定数量的逆转变奥氏体,是该钢具有优异低温韧性的主要因素 [11-13]。
船舶用5NiCrMoV钢锻件热处理工艺研究
船舶用5NiCrMoV钢锻件热处理工艺研究
王志远;刘丝嘉;李政军
【期刊名称】《现代制造技术与装备》
【年(卷),期】2024(60)1
【摘要】针对采用电渣重熔+锻造成型方式制造的船舶用5NiCrMoV钢120 mm 壁厚锻件,通过600℃、620℃、640℃、660℃的回火热处理温度,研究锻件的力学性能与组织状态的变化规律,确定适用于120 mm壁厚5NiCrMoV钢锻件的热处理工艺。
结果表明,120 mm壁厚锻件淬火温度采用875℃±5℃,回火温度采用620℃±5℃,调质后可获得晶粒均匀的回火马氏体与粒状贝氏体组织,表面与心部的各项力学性能可满足标准要求,且低温韧性储备量大,综合使用性能良好。
【总页数】4页(P166-169)
【作者】王志远;刘丝嘉;李政军
【作者单位】烟台台海玛努尔核电设备有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TG1
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5.5CrNiMo钢锻件热处理工艺分析研究
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5crmnmo临界转变温度
5crmnmo临界转变温度5crmnmo是一种低合金钢,其临界转变温度是指在该温度下,钢材的组织结构会发生明显变化,从而影响其力学性能和使用性能。
本文将从以下几个方面介绍5crmnmo临界转变温度的相关内容。
一、什么是临界转变温度临界转变温度是指在该温度下,材料的组织结构发生变化,从一种晶体结构转变为另一种晶体结构的温度。
临界转变温度通常是指材料的固态相变温度,对于钢材而言,临界转变温度一般指的是铁素体和奥氏体的相变温度。
二、5crmnmo的组织结构和性能5crmnmo是一种低合金钢,其主要组成成分为碳(C)、锰(Mn)、铬(Cr)和钼(Mo)。
在正常条件下,5crmnmo的组织结构主要为铁素体。
铁素体具有较好的塑性和韧性,但其强度和硬度相对较低。
然而,当温度升高到临界转变温度时,5crmnmo的组织结构会发生相变,部分铁素体转变为奥氏体。
三、临界转变温度对5crmnmo的影响1. 强度和硬度增加:奥氏体相对于铁素体而言,具有较高的强度和硬度。
因此,当5crmnmo中的铁素体转变为奥氏体时,钢材的强度和硬度会相应增加,提高了材料的耐磨性和耐冲击性。
2. 韧性降低:相比于铁素体,奥氏体的韧性较差。
因此,临界转变温度的升高会导致5crmnmo的韧性降低,使其更加脆性。
这对于某些特定的工程应用来说可能会带来一定的安全隐患。
3. 加工性能改善:临界转变温度的升高有助于提高5crmnmo的加工性能。
在临界转变温度以上,钢材的塑性增加,易于进行热加工和塑性变形,从而有利于制造复杂形状的零部件。
4. 耐腐蚀性能改善:临界转变温度的升高对于改善5crmnmo的耐腐蚀性能也有一定的影响。
奥氏体相对于铁素体来说,具有较好的耐腐蚀性能,因此临界转变温度的升高有助于提高5crmnmo的耐蚀性。
四、影响5crmnmo临界转变温度的因素1. 合金元素配比:5crmnmo中各种合金元素的含量和配比是影响临界转变温度的重要因素。
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d o w n a f t e r h i t t i n g t h e p e a k v a l u e a t 6 2 0℃ . T h e r e t a i n e d r e v e te r d a u s t e n i t e a f t e r d e e p c o o l i n g p r o mi n e n t l y
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5 N i Cr Mo低 温 钢调 质 热 处理 工 艺研 究
楚觉非 , 雷晓荣 一 , 何烈云 , 王青峰 2 1 0 0 3 5 ; 2 . 燕山 大学材料科 学与 工程 学院 , 河北秦 皇 岛 0 6 6 0 0 4 )
【 关 键 词 】 低 温钢 ; 调 质 热处 理 ; 显微 组 织 ; 力 学性 能 ; 逆 转 变奥 氏体
S t u d y o n He a t T r e a t me n t P r o c e s s o f Q u e n c h i n g a n d T e mp e r i n g f o r
5 Ni Cr Mo Lo w T e mp e r a t u r e S t e e l
C HU J u e — i l , L E l X i a o - r o n g 。 , H E L i e - y u n l a n d W A NG Q i n g - f e n
【 摘 要】 研 究了 5 N i C r M o 低温钢 的调质热处理工艺 , 分析了回火温度对该钢组织 和力学性能的影响。结果 表明 : 试
验钢经调质热处理后 , 形成 了回火马氏体 和逆转变奥 氏体的混合组织 。5 6 0 ~ 6 4 0℃回火时 , 随温度提高 , 屈服强度呈 降低趋势 , 一 1 0 0℃冲击功先升 高、 在6 2 0℃回火时达到峰值后 降低 。深冷后保 留的逆转变奥氏体显著影响试验钢的 低温韧性 。拉伸和冲击性能均满足要求 的回火温度是 5 8 0 6 2 0℃。
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