钒元素及热处理工艺对高碳微合金钢组织和性能的影响

为提高钒微合金钢的条件断裂韧度,利用Thermo-Calc热力学软件分析了含碳量(质量分数)为0.60%的钢在钒元素含量不同时,其析出相随温度的变化,确定了合适的钒元素含量。通过热力学计算及奥氏体晶粒度试验,提出了台阶式热处理工艺,并采用高温金相热模拟试验和实验室马弗炉对工艺效果进行了验证。结果表明:台阶式热处理工艺促进了铁素体形成,同时不会明显降低钢的硬度,使得试样强度和韧性均达到预定目标,明显改善了钒微合金钢的强韧配合关系。     

新型汽车用钢——低密度高强韧钢的研究进展

轻量化已经成为汽车用钢的发展方向,近年来对低密度高强韧钢的开发顺应了这一趋势。Al元素的添加,降低钢的密度,同时提高层错能,影响变形机制。从成分设计与制备、变形机制、组织性能及工业化应用等方面,总结Fe-Mn-Al系、Fe-Al系和中锰系低密度高强韧钢的研究成果,并阐述了低密度高强韧汽车用钢的发展趋势。     

合金元素对针阀体用钢淬火组织及性能的影响

为了提高针阀体的服役性能,在18Cr2Ni2钢的基础上分别添加微量Nb元素和适量Mo元素,采用DIL805A型热膨胀仪,表征、分析了合金元素对18Cr2Ni2钢870～1020℃淬火后组织性能的影响.研究结果表明:18Cr2Ni2钢作为本质细晶粒钢,添加微量Nb后原奥氏体晶粒轻微细化,细晶强化使淬火硬度及强韧性提高;添...     

大热输入焊接高性能海上风力发电用钢的研发及力学性能

为研发出可大热输入焊接的高性能海上风力发电用钢,基于超快冷热机械控制工艺(TMCP),采用低碳含量、低碳当量、微合金化的设计原则对钢的成分及生产工艺进行确定,并对试制的EH36钢的力学性能进行了检验及分析。结果表明:研发的新一代高性能海上风力发电用钢中含有碳、硅、锰、磷、硫及适量的铌、钒、钛等合金元素。该钢韧脆转变温度在-80℃以下,抗拉强度为532 MPa,屈服强度为434 MPa,疲劳强度为227.8 MPa,断面收缩率大于70%,具有生产周期短、交付快、韧性高、抗层状撕裂性能好、耐疲劳性好、止裂性能优异及可采用大热输入焊接等特点。     

添加1％Mo提高针阀体用钢18Cr2Ni2的强韧性

新一代柴油发动机对针阀体钢的强韧性提出了更高的要求.基于典型的针阀体用钢18Cr2Ni2,添加1％(质量分数,下同)Mo元素制备了18Cr2Ni2Mo钢,并对比了两种钢淬回火后的力学性能.采用OP、FESEM、TEM、XRD等方法分析了两种钢的显微组织,利用APT原子探针层析技术研究了钢中元素的空间分布.结果表明,Mo的添加增强了固溶强化、细晶强化及位错强化的效果;此外,有迹象显示Mo抑制了淬火过程中微孪晶马氏体的生成,改善了钢的韧性.因此,新型针阀体钢18Cr2Ni2Mo的性能显著提高,强塑积从11.73 GPa％提升至18.18 GPa％,冲击吸收功从46.3 J提高到71.0 J.     

钛微合金化低碳钢的研究进展

工业水平的发展对低合金低碳钢的性能提出了更高的要求.较高的强度、良好的韧性和抗疲劳能力以及优异的耐蚀性等是低合金高强钢开发的主要方向.微合金化处理通过在钢中加入微量的合金元素可以明显地改善材料的性能.钛微合金化成本较低,能够明显细化奥氏体晶粒,提高材料的强度,具有广泛的应用价值.微合金化元素钛与钢中的碳元素、氮元素反应生成的TiN、TiC以及Ti(C,N)第二相粒子所产生的沉淀强化、细晶强化等作用能够明显改善材料的性能.TiN粒子析出温度较高,细小的TiN粒子可以抑制高温下晶粒的长大;而粗大的TiN粒子对材料的性能不利.TiC粒子可以在铁素体基体中随机沉淀析出,并与基体保持一定的位相关系,还可以钉扎位错、细化晶粒.Ti(C,N)粒子由TiC与TiN互溶形成,可以钉扎位错,产生析出强化.第二相粒子的尺寸受热处理工艺等影响,因此,需要严格调控材料的热处理工艺,避免粗大第二相粒子的形成.钛的微合金化作用还受到钢中其他合金元素的影响,钛与钼、锰、硼等元素可以产生协同作用,相互促进,有利于材料的强韧性匹配.将钛元素与铌元素、钒元素中的一种或两种同时引入合金钢中进行复合微合金化处理,钛铌复合可以在提高材料强度的同时避免塑性的大量损失,钛钒复合可以降低强度提高时对材料韧性的损害并有效提高材料的淬透性,铌钒钛复合可以结合三种元素的优点更好地改善材料的性能.但是,复合微合金化对合金元素含量具有较高的要求,含量控制不当会严重影响材料的性能.文中主要介绍了近年来国内外关于低碳钢的钛微合金化的研究现状,并针对微合金化的强韧化机理研究进展进行了分析和评述,以期为制备性能优良、适合实际生产的微合金化钢提供参考.     

铌钒微合金化对风电法兰用Q345E钢析出相的影响

采用Thermo-Calc热力学计算软件,对铌钒微合金化风电法兰用Q345E钢在400~1600℃存在的平衡析出相以及铌、钒在奥氏体相中的固溶规律进行了计算,并探讨了碳、氮、铌、钒元素含量变化对析出相的影响。结果表明:风电法兰用Q345E钢在400~1600℃存在的主要平衡析出相为MnS、AlN、MX#1(富含铌)、MX#2(富含钒)和M7C3相;MX#1相的主要组成元素为铌、碳、氮和少量的钒、铬,MX#2相的主要组成元素为钒、碳、铌、氮和少量的铬;MX#1相析出量和析出温度主要受钢中铌含量的影响,而受碳、氮、钒含量的影响不大。TEM分析表明,风电法兰用Q345E钢轧后析出相尺寸变化范围为几纳米到100纳米,大颗粒析出相为近似于立方形的富铌MX#1相,小颗粒析出相是球形或椭圆形的富钒MX#2相,这同热力学计算所得的MX#1相和MX#2相成分与析出温度基本吻合。     

降低低合金高强度H型钢生产成本的研究与实践

为了提高该公司低合金高强度H型钢产品的性能,降低生产成本,增强产品的竞争力,提高企业的经济效益和生产效率,通过对该公司生产的低合金高强度H型钢的生产工艺、组织、性能等特点分析,找出了产品性能不合的原因,主要是元素C、Si、Mn、微合金V元素的含量及控轧控冷工艺的影响,在实践中通过采用合理的合金成分设计与控轧控冷工艺相结合,保证低合金高强度H型钢力学性能符合产品标准,产品质量合格。     

高强热轧双相钢中组织对性能的影响

采用低成本成分设计,应用超快冷技术为核心的新一代TMCP技术可以得到强韧性较好的高强热轧双相钢,本文研究了该试验钢组织对性能的影响。研究表明:铁素体晶粒尺寸在5μm处波动;条状马氏体比块状马氏体的n值要高;抗拉强度随马氏体体积分数的增加而增加;组织中小尺寸的铁素体和马氏体提高了裂纹弛豫能力,有利于试样的韧性和n值的提高。     

Fe-Mn-Al-C系低密度钢及其强韧化机制研究进展

汽车行业的迅速发展使得能源消耗、环境污染等问题日益严重，而开发高强度且轻量化的汽车用钢对节能减排具有重要意义。目前正在研发的第三代先进高强钢包括轻质（Lightweight）钢、Q&P(Quenching and partitioning)钢和中锰钢（Mn质量分数为5%～10%）。其中，Fe-Mn-Al-C系低密度高强钢由于Al元素的加入，在密度降低的同时保持着良好的力学性能，满足第三代汽车用钢对轻量化的要求。同时，由于大量Al、Mn和C元素的添加，Fe-Mn-Al-C系低密度钢的冶炼连铸、微观结构、变形机制、加工过程及应用性能与传统钢种大不相同。本文系统阐述了Fe-Mn-Al-C系低密度钢的成分设计及其中合金元素的作用，介绍了低密度钢的微观组织结构特征；重点讨论了单一铁素体钢、奥氏体基钢、奥氏体基双相钢和铁素体基双相钢的各种强韧化机制，包括固溶强化、细晶强化、沉淀强化及其独特的应变硬化机制，如相变诱导塑性（TRIP）、孪晶诱导塑性（TWIP）、微带诱导塑性（MBIP）、剪切带诱导塑性（SIP）和动态滑移带细化（DSBR）等；并就层错能（SFE）对奥氏体钢变形机制产生的影响进行...     

减锰增钒对Q345塔材用钢冲击韧性的影响

针对不同锰、钒含量的Q345塔材用钢进行了微观组织和冲击性能分析。结果表明:锰含量较高(1.49%(质量分数))时,钢中形成的珠光体团和铁素体晶粒尺寸较大;添加钒可以明显细化珠光体团和铁素体晶粒。在相当的情况下,增加较多的锰能提高钢的冲击性能,而增加少量的钒却能显著提升钢的冲击性能。钢样的断口都呈现韧窝状断口,而钒含量较高时,断口上韧窝尺寸相对细小和均匀。     

减锰增钒对Q345塔材用钢冲击韧性的影响

针对不同锰、钒含量的Q345塔材用钢进行了微观组织和冲击性能分析。结果表明:锰含量较高(1.49%(质量分数))时,钢中形成的珠光体团和铁素体晶粒尺寸较大;添加钒可以明显细化珠光体团和铁素体晶粒。在相当的情况下,增加较多的锰能提高钢的冲击性能,而增加少量的钒却能显著提升钢的冲击性能。钢样的断口都呈现韧窝状断口,而钒含量较高时,断口上韧窝尺寸相对细小和均匀。     

新一代舰船用钢制备技术的现状与发展展望

综述了美国舰船用钢的发展历程,总结了其成分体系、工艺技术及典型应用,分析了新一代舰船用钢的发展趋势。介绍了我国舰船用钢的主要发展历程,指出了我国舰船用钢与国际先进水平的主要差距。对于新一代极低碳复合析出强化型高强韧钢进行了探索性研究。结果发现,采用极低碳成分并结合控制轧制工艺技术,可以获得强度和韧性的良好匹配。对实验钢的显微组织和析出相进行了检测分析,对强韧化机制进行了初步的阐述。最后,概述了我国高强韧钢生产的关键技术及装备基础。我国自主开发的新一代TMCP工艺技术和装备已达到国际先进水平,表明我国新一代舰船用钢由"跟踪"向"自主研发"转变已经具备了坚实的装备和工艺基础。     

新一代舰船用钢制备技术的现状与发展展望

综述了美国舰船用钢的发展历程,总结了其成分体系、工艺技术及典型应用,分析了新一代舰船用钢的发展趋势。介绍了我国舰船用钢的主要发展历程,指出了我国舰船用钢与国际先进水平的主要差距。对于新一代极低碳复合析出强化型高强韧钢进行了探索性研究。结果发现,采用极低碳成分并结合控制轧制工艺技术,可以获得强度和韧性的良好匹配。对实验钢的显微组织和析出相进行了检测分析,对强韧化机制进行了初步的阐述。最后,概述了我国高强韧钢生产的关键技术及装备基础。我国自主开发的新一代TMCP工艺技术和装备已达到国际先进水平,表明我国新一代舰船用钢由“跟踪”向“自主研发”转变已经具备了坚实的装备和工艺基础。     

0.06c-2.0Mn-0.14V钢的机械性能和显微组织

实验研究了0.06c-2.0Mn-0.14V 钢板的机械性能和显微组织。该钢采用1,000～1.300℃均热、660～800℃精轧以及63、74和80%的压下量控制轧制成13mm 厚的板材。均热温度为1,100℃的钢获得了强度和冲击性能相结合的最佳综合性能。在660℃和750℃以74%和80%压下量精轧的板材其屈服点为654～682兆牛顿/米~2。横向平台能为74～108雀耳。在660°～800℃以63%压下量精轧的板材的屈服点为449～525兆牛顿/米~2-2,冲击转变温度为-140～15℃,横向平台能为130～235焦耳均热温度升高到1,200和1,300℃时,轧制钢板的屈服点为511～658千牛顿/米~2,但冲击转变温度增高到-30°和65°。文章详细介绍了促进晶粒细化的加工条件、各种不同形式铁素体、劈裂断口和连续应力——应变曲线。并就各种工艺参数与沉淀强化、晶粒细化和位错亚组织强化的影响解释了产生这些机械性能的原因。钒强化的正火钢和铌强化的控轧钢的研究已获得成功。这是因为只要在现有的碳-锰钢中添加钒、铌元素,无需对钢的基本成份或工艺设备做很大变动,就可获得良好的机械性能。大多数控轧钢的研制均采用铌作为合金化元素,而其它元素只作为辅助添加元素或作为初步研究所定的成份中铌的替换元素。可以认为,这些研制在很大程度上是合理的。因为在一般含碳量的钢中用铌比用其它合金元素更容易达到晶粒细化,这是由于稳定的 Nbc沉淀物限制了晶粒长大、而且 Nb 比 V 和 Ti 能更有效地通过形变的非再结晶奥氏体的相变产生细晶粒铁素体。本研究中设计的钢成份使得能在控轧状态下,最有效地以钒细化晶粒和产生沉淀强化。为达此目的,将含碳量控制在较低水平,即相对于0.02%氮和0.14%钒,碳含量为0.06%,以便提高 VN 沉淀物的高温稳定性和抑制晶粒长大。锰含量提高到2%,以便降低奥氏体——铁素体的转变温度,使之有可能在低温下在奥氏体相区内进行轧制处理。     

基于S35140钢的超低碳成分设计和力学性能研究

S35140钢是一种基于25Ni-20Cr的奥氏体耐热钢,为了获得高强度,通常会提高碳含量,但碳含量较高不利于高温时效稳定性和长期耐腐蚀性能.本文在S35140钢的基础上,大幅度降低碳含量,并通过调控N和Nb等微合金元素含量,以及加入Ti元素,促使析出新的强化相,弥补减少碳含量所导致的强度降低.同时引入一定量的Al元素,增强S35140钢的高温强度和抗氧化性能.研究表明,加入微量Nb,N,Ti元素的热轧态实验钢析出了氮化物和细小的Laves相,这些析出相具有较强的强化作用,使其拉伸性能不亚于具有较高碳含量的S35140钢;加入4.7％Al(质量分数)元素后,实验钢的基体中出现了铁素体和奥氏体双相组织,同时析出大量B2-NiAl相,使其室温和高温拉伸强度以及室温韧性均高于其它成分的实验钢.     

新型纳米强化超高强度钢的研究与进展

随着资源、能源和环境压力日益加大,超高强度钢的开发越来越受到世界各国的极大重视。传统的超高强度钢大都是依赖提高碳含量或合金元素含量而获得较高强度的马氏体或贝氏体钢,此种钢存在着焊接性能差、塑韧性低、钢材尺寸受限制和成本昂贵等问题,严重制约了经济的快速发展和现代国防的建设,因此,开发综合性能良好、成本低廉的新型超高强度钢刻不容缓。结合当前纳米科技的发展,介绍了新型纳米强化超高强度钢的设计理念,阐述了以纳米相析出强化为主、多种强化方式结合的强韧化理论,并总结了纳米析出强化超高强度钢在合金设计和工艺优化等方面的初步研究进展,最后探讨了新型纳米强化超高强度钢亟待解决的问题。     

09CrPV（D）钢／铝复合接触导线专用钢的性能研究

研究了０９ＣｒＰＶ（Ｄ）钢铝复合接触导线专用钢的各项性能。结果表明，该钢具有优良的综合性能，在强韧性、耐蚀性、冷加工性等方面均优于原专用钢１０ＰＣｕＲＥ（Ｄ）。     

改进15MnTiV钢性能研究的进展报告

本文介绍了采用氧气转炉冶炼的15MnTiV钢的基本性能。结果表明:转炉钢韧性没有提高,强度也没有平炉钢稳定。经分析,转炉钢中硫,磷含量虽然降低了,但该钢含钛量高,钢中含大量脆性TiN,而且由于轧制条件改变,终轧温度高、晶粒粗大,影响钢的强韧性。文中指出,采用二次正火、细化晶粒是提高该钢强韧性的有效措施。     

低成本船用EH36高强钢板的研制及其性能

不添加价格昂贵的铌、钒元素,仅在C-Mn钢成分体系上添加钛元素细化晶粒,采用热机械控制工艺研制出低成本的船用EH36高强钢板,并对其力学性能、显微组织等进行了分析.结果表明:该船用EH36高强钢板成本较原来低,其性能满足标准要求,且强度和韧性均有较大的富余量;经人工应变时效后,其低温冲击韧性仍较好;经两种热输入焊接后,...