高强钢同板性能均匀性差原因分析及改进措施

针对TMCP高强钢板同板组织性能均匀性差的问题,以Q550D钢板为例,分析认为主要原因是氧化铁皮、钢板浪形及Mulpic系统设置等导致的钢板冷却均匀性差。通过改造高压水除鳞系统,优化压下分配制度,改造Mulpic冷却工艺参数,改造水冷设备等,提高了钢板表面光洁度,改善了平直度,提高了钢板冷却的均匀性。改进后,同一钢板头、中、尾屈服强度差由44～139 MPa降为20～41 MPa,抗拉强度差由53～186 MPa降为18～26 MPa。     

回火工艺对900 MPa级热轧卷板组织与性能的影响

随着轻量化要求的进一步提高,屈服强度900 MPa级高强度钢在工程机械、汽车等领域逐步得到推广应用。与基于相变强化的传统调质生产工艺不同,采用TMCP+回火工艺开发析出强化型900 MPa级铁素体钢板,着重研究回火工艺对热轧卷板显微组织与力学性能的影响。结果表明,热轧卷板经550~650℃回火热处理后,强度、硬度和冲击韧性显著提高,断后伸长率变化不大;经650~700℃回火热处理后,强度和硬度大幅度降低。热轧卷板的基体组织为细晶准多边形铁素体组织,经回火热处理后,平均晶粒尺寸增大,热轧晶粒尺寸越细小,长大越明显。550~650℃回火促使纳米钛钒碳化物进一步析出是回火钢板强度和硬度提高的主要原因;700℃回火时铁素体晶界出现了数百纳米至1μm的渗碳体颗粒,纳米钛钒钼碳化物减少,降低了沉淀强化作用,铁素体晶粒也粗化,导致了强度下降。     

稀土元素Ce对新型616钢板组织和力学性能的影响

试验的含Ce新型616钢（/%:0.23~0.25C,0.73~0.78Si,1.64~1.70Mn,0.003~0.005S,0.016~0.020P,0.051~0.061 Ti,0.026~0.028Nb,0.0020~0.0030B,0~0.302Ce）由10 kg真空感应炉熔炼,轧成5 mm厚钢板,并经900℃水淬,600℃回火。通过万能试验机、金相显微镜、扫描电子显微镜等实验仪器研究了钢中Ce含量对616钢板的组织及力学性能的影响。结果表明,当Ce含量在0.096%时,616钢板晶粒细化明显,钢中硫化物由长条状转变为球状,可提高钢板的抗拉强度和韧性,含0.096%Ce板的抗拉强度从未加稀土的681 MPa提高至779 MPa;再增加Ce含量,钢板进一步细化不明显,钢中夹杂物增多,当含Ce 0.302%时,钢板的抗拉强度降至712 MPa。     

SP700钛合金板轧制过程的组织演变和力学性能研究

研究了22 mm厚SP700钛合金板轧制过程中的组织演变和力学性能。结果表明:SP700钛合金板的显微组织由不连续的晶界α相和晶内针状组织组成;经过热轧和冷轧后,显微组织不均匀,由等轴组织和变形组织组成,等轴组织由等轴α相和等轴β相组成,变形组织由条状α相和变形β相组成;冷轧并退火后,显微组织十分均匀,由等轴组织组成。室温拉伸试验结果表明:SP700钛合金板冷轧后,抗拉强度达1 100 MPa以上,纵横向强度差为64 MPa,伸长率为5.0%～6.5%,塑性差为0.17%。退火后,强度降低,塑性显著提高;纵横向强度差为69 MPa,塑性差为6.84%。     

硼对低温球罐用钢07MnNiMoVDR 50 mm板组织与力学性能的影响

低温球罐用钢07MnNiMoVDR(/%:0.06~0.08C、0.20~0.30Si、1.50~1.60Mn、0.30~0.40Ni、0.10~0.15Cr、0.18~0.25Mo、0.04~0.05V、0.02~0.04Al)50 mm板由100 t UHP EAF-LF-300 mm×2 000 mm CC-4辊可逆轧机轧制工艺生产。研究了0~0.002 0%B对该钢900℃淬火-620℃回火的50 mm板组织和力学性能的影响。结果表明,加硼能显著提高钢板淬透性,以钢板心部得到均匀贝氏体为主的组织;当硼含量超过0.001 5%时,组织粗大并有混晶出现,冲击功下降,抗拉强度750 MPa超出标准上限(730 MPa)。当钢中硼含量控制在0.0005%~0.001 5%时钢板有良好的强韧性匹配,抗拉强度R_m为630~690 MPa,冲击功140~275 J,满足标准要求。     

低温加热工艺在Q345B钢板生产中的应用

依据Q345B钢化学成分和经验公式,分析认为Q345B钢坯的加热温度可在常规工艺基础上降低约100℃,据此开发了低温加热工艺。应用表明,Q345B钢氧化烧损减少0.26%,煤气单耗降低约10%,轧后钢板表面呈黑色,氧化铁皮薄而均匀;钢板组织细化;屈服强度由358 MPa提高到363 MPa;20℃纵向冲击功均值由109 J提高到138 J。     

热基镀锌双相钢的组织性能与表面质量

 为了解决汽车用热轧和酸洗双相钢存在的耐蚀性不足问题,开发了一种热基镀锌铁素体贝氏体双相钢。利用扫描电镜、透射电镜、拉伸试验机和成形试验机等设备,研究了工艺参数对铁素体贝氏体双相钢组织性能的影响,并评价了最优退火工艺下双相钢的表面质量。结果表明,热轧钢板的显微组织主要由铁素体和贝氏体组成,贝氏体体积分数为13.3%。当在620~700 ℃之间均热时,贝氏体分解形成渗碳体,随均热温度由620升高至700 ℃,贝氏体体积分数由10.1%下降至6.6%;均热温度在740 ℃及以上时,渗碳体消失,随均热温度由740 ℃升高至820 ℃,贝氏体体积分数由17.2%下降至10.7%。在冷却及镀锌过程中,试验钢中析出纳米级NbC或(Nb,Ti)C复合粒子。随均热温度升高,试验钢屈服和抗拉强度先升高后降低,断后伸长率和扩孔率先降低后升高。均热温度对力学性能和扩孔率的影响,主要是基于对渗碳体形成、贝氏体体积分数及组织硬度差的影响。在780 ℃均热时,可获得屈服强度520 MPa、抗拉强度606 MPa、断后伸长率22%的优异力学性能。此外,试验钢的局部成形性能同样优异,扩孔率达到107%,180°横纵向折弯的最小相对弯曲半径为0。采用预氧化和炉内加湿相结合工艺,提高了钢板可镀性。进行热轧小凸度、酸洗及镀锌光整大轧制力控制,有助于获得较高镀层厚度均匀性。     

Q550D钢板强度同板差大的原因分析及改进措施

围绕Q550D钢板的强度同板差大这一问题展开研究分析,从钢板表面光洁度、平直度、传热方式和MULPIC系统参数等方面探讨了强度同板差大的原因,提出了改进措施,取得了良好效果。     

调质处理工艺对微合金化Q960E钢70 mm板组织性能的影响

采用890～920℃淬火和560～600℃回火工艺对Q960E钢70 mm板进行性能测试,并利用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)对Q960E钢板显微组织进行分析。结果表明：采用920℃淬火和560℃回火工艺的钢板强韧性匹配最优(UTS 1048 MPa, YS 1005 MPa, el.14%,-40℃KV₂ 52～61 J),钢板全厚度方向性能分布相对均匀,硬度值为27.5～33HRC;组织从表面至心部为回火索氏体和残余奥氏体。     

非标异型紧固件ML08Al钢铆钉开裂原因分析和工艺改进

分析表明非标异型紧固件ML08A1钢铆钉开裂由于材料原始屈服强度偏高、材料塑性差是造成铆钉翻边开裂的主要原因。通过优化成分控制在0.04%~0.06%C、≤0.05% Si、0.30%~0.35% Mn,Ti 含量由0.021%降至0.001%,冶炼过程[N]控制小于30 ×10^-6,使屈服强度由260~264 MPa降至219~226 MPa,降低材料加工硬化率,获得更高的塑性应变能力,保证铆钉深加工质量要求,百吨铆钉开裂率由原来的8%降低至0.33%左右。     

终轧温度对加Ti低合金Q355B钢板组织性能的影响

以钛微合金化的355 MPa级低合金高强度钢为研究对象,将试验钢分别在830、800、750、700 ℃系列温度下终轧,研究了终轧温度对显微组织和力学性能的影响。结果表明,随着终轧温度的降低,屈服强度和抗拉强度呈现不断升高的趋势,伸长率和冲击性能呈现先升高后下降的趋势,在Ar3温度附近终轧,钢板可获得最佳的综合力学性能。不同终轧温度下钢板基体组织均为铁素体+珠光体,在800 ℃终轧钢板晶粒最为均匀细小,830 ℃终轧钢板晶粒较800 ℃终轧相对粗大,750 ℃终轧钢板组织出现混晶现象,700 ℃终轧时,钢板晶粒已经拉长变形,一定程度上出现“纤维状铁素体”。充分细化晶粒可以减轻钢板中的带状组织。     

低屈服点抗震钢板LY225的研制开发

采用超低C、低Si、低Mn成分体系设计,配合VD残氧脱碳+LF精炼+VD真空处理的冶炼工艺,保证C≤0.05%,充分降低有害气体N、H含量,通过适当的控轧和正火工艺,成功生产出厚度规格达80 mm的低屈服点抗震钢板LY225。研制钢板实现了强韧性良好匹配和厚度方向性能均匀性,保证钢板屈服强度在205~245 MPa范围和较好的冲击韧性,同时稳定了抗拉强度,且钢板以均匀细小的铁素体组织为主。     

2050热轧镀锡基板MRT-4性能优化

在使用相同工艺制度的情况下，2050与1580热轧线生产的镀锡基板MRT-4性能差异明显。2050线MRT-4产品在大压下率冷轧时，轧制力高，加工硬化严重，并且经常发生断带事故；而1580线产品可轧性良好。对比了两种热轧产线冷却速度的不同，分析了产品显微组织和力学性能的差异，认为2050线MRT-4延伸率大幅降低的原因为层冷冷却速度过快以及冷却均匀性差，导致晶粒尺寸不均匀。通过将终轧温度由890℃降低至880℃、粗轧投入保温罩，将层冷模式由前段冷却变为三段冷却等措施，2 050热轧带钢延伸率提高约15%,横向屈服强度极差降至25 MPa以下，头尾屈服强度极差降至20 MPa以下，冷轧总压下率达94%,组织均匀，冷轧加工硬化明显改善。     

Nb-Ti微合金化对热轧0.5~0.7Cr铲斗刀板型钢组织和性能的影响

试验0.5~0.7Cr铲斗刀板型钢（/%:0.22~0.30C,0.25~0.45Si,0.95~1.20Mn,0.006~0.009P,0.008~0.010S,0.5~0.7Cr,0.015~0.065Nb,0~0.040Ti）由50kg真空感应炉熔炼,热轧成16mm厚板,终轧温度850~900℃,空冷。通过光学显微镜、扫描、透射电镜和力学性能测试研究了Nb-Ti含量（0.015Nb,0.035Nb-0.010Ti,0.065Nb-0.040Ti）对热轧态铲斗刀板钢组织和力学性能的影响。结果表明,试验钢组织为F+P,随Nb-Ti含量增加,钢板的晶粒细化,珠光体片层间距降低,（Nb,Ti）C和（Nb,Ti）(C,N)析出物增多,强度增加,0.065Nb-0.040Ti钢板的力学性能为屈服强度632MPa,抗拉强度916MPa,延伸率17.7%,K_AV40 J,HB硬度值234。     

铜含量对超高强度低碳贝氏体钢力学性能的影响

实验用低碳贝氏体钢(%:0.042～0.045C、1.43～1.47Mn、1.0～2.5Cu、0.29～0.30Mo、0.025~0.029Nb、0.011~0.018Ti,0.0013~0.0023B)由50 kg真空感应炉冶炼。实验结果表明,随铜含量由1.0%增加至 2.5%,8-Cu在钢中沉淀速度加快,峰值硬度增大;随Cu%的增加,轧后直接淬火(DQ)钢的屈服强度由865 MPa增 至918 MPa, DQ+500℃回火钢的屈服强度由935 MPa增至1140 MPa,但1.0%~2.5%Cu DQ+500 ℃回火钢的抗 拉强度和冲击韧性均比DQ态钢有所降低。     

热轧后冷却和平整工艺对700 MPa级Nb-Ti微合金化S600MC高强带钢力学性能的影响

研究了热轧后三段冷却工艺和平整工艺对2.3 mm 700 MPa级S600MC高强钢板(/%:0.07C, 0.15Si, 1.50Mn, 0.015P, 0.003S, 0.025Alt, 0.015Nb, 0.08Ti)力学性能的影响。终轧温度870℃,采用三段冷却工艺,中间温度由670℃降至580℃时,屈服强度由557 MPa提高至600 MPa,而抗拉强度基本保持不变(774 MPa至786 MPa),伸长率由24%降至21%,屈强比提高0.04。卷取温度由150℃提高至250℃时,力学性能基本保持不变。一次平整工艺提高高强钢屈服强度达到22～43 MPa,而抗拉强度变化不大,伸长率下降2～5个百分点。二次平整工艺对屈服强度提升尤为明显,可以达到101 MPa,但伸长率下降达到8个百分点,反而不利于改善综合性能。     

Mo对TMCP工艺轧制EH460高强度船体钢组织和性能的影响

试验用EH460钢(/%:0.06~0.08C,0.20~0.33Si,1.51~1.52Mn,0.003~0.013P,0.002S,0~0.18Mo,0.34~0.36Ni,0.04~0.05Nb,0.05~0.06V,0.013~0.015Ti,0.006~0.026Als)300 mm铸坯由Φ550 mm轧机轧制成60 mm钢板,终轧温度798~817℃,冷却速率5~20℃/s。研究了不含Mo和含0.18%Mo对该钢组织和力学性能的影响。实验结果表明,当冷却速率为15℃时,不含Mo钢抗拉强度645~655 MPa,-40℃冲击功168~200 J,含0.18%Mo钢抗拉强度677~679 MPa,-40℃冲击功48~64 J;对于高强度船板钢EH460,采用含Mo钢,可以提高钢板强度,达到船级社对其强度要求(屈服强度≥460 MPa,抗拉强度570~720 MPa,-40℃冲击功≥46 J),但含较高Mo钢的冲击功降低较多,因此,在实际生产中,高强度船板钢EH460中的Mo含量,宜≤0.15%。     

7.9Mn-1.4Si-0.07C钢高强韧机理研究

通过热轧、温轧、奥氏体化、两相区退火处理得到7.9Mn-1.4Si-0.07C钢板,该材料的拉伸强度及塑性随奥氏体化温度不同而具有显著差异.奥氏体化温度降低,室温下奥氏体含量升高,综合力学性能提高.当奥氏体化温度由900℃降低为800℃时,所得到钢板的奥氏体体积分数由15%增加到28%,拉伸强度由1 150 MPa提高到1 340 MPa,塑性由21%提高至27%.实验钢优异的力学性能源于其中大量的超细铁素体及奥氏体,细晶强化使其具有超高强度,铁素体基体及变形过程中奥氏体向马氏体相变提供了良好的塑性.基体组织中的位错强化,形变诱导马氏体转变的TRIP效应等是增强该钢板加工硬化能力的主要因素.     

固溶处理对TA15X钛合金钻杆材料组织与性能的影响

通过力学性能测试、SEM断口分析、OM金相观察等方法,研究了油气工业用TA15X钛合金钻杆材料的固溶工艺及其组织性能变化.结果表明:随着固溶温度的升高,空冷后合金中α相体积分数由68.3%下降到28.2%,相尺寸逐渐减小,晶界α相消失,片层组织演化为近网篮组织.抗拉强度和屈服强度变化不大,延伸率下降至8.5%;水冷后β相转变的针状马氏体α′体积分数由30.5%增加到36.7%,且针状马氏体α′尺寸变得细长.抗拉强度由950 MPa提高至1 145 MPa,屈服强度由860 MPa提高至954 MPa,延伸率下降至5.5%.当固溶温度为900℃的时候,强度提高100 MPa,空冷后延伸率也可达13%,强韧性匹配较好.     

大厚度420MPa级高性能钢板的组织控制及性能均匀性

研究了不同合金成分对大厚度尺寸高性能钢板力学性能的影响,对比研究了30、60、80 mm厚钢板中心部和1/4厚度处的组织和性能的均匀性,通过适当的合金化和/或回火工艺可改善大厚度尺寸钢板心部力学性能,使大厚度钢板的组织性能更均匀化,并且使60~80 mm厚度的钢板的心部强度达到420 MPa以上。