晶内铁素体型高强韧性微合金非调质钢的进展

晶内铁素体型微合金非调质钢成分一般为(%):0.2～0.4C,0.2～0.8Si,1.0～1.7Mn,0.05~ 0.15V,采用再结晶锻造或轧制、控制相变区间冷却速率以促进形成细小弥散的晶内铁素体组织是提高铁素体 -珠光体型微合金非调质钢强韧性的重要手段。选择合适的脱氧工艺,获得一定组成的细小、弥散的氧化物, 使之成为MnS、VN和V4C₃ 等的析出核心,利于晶内铁素体析出的氧化物冶金是近来提高该钢强韧性的重要 进展。介绍了国内外晶内铁素体型微合金非调质钢的化学成分和生产工艺,并分析了晶内铁素体形成机理。     

氧化物冶金技术应用及进展

氧化物冶金是利用钢中细小非金属夹杂物诱导晶内铁素体形核细化晶粒的新技术。应用氧化物冶金技术已成功开发出了高强度高韧性的非调质钢和低碳钢。文章讨论了氧化物冶金类型钢的显微组织特征,分析了钢中非金属夹杂物的性质和晶内铁素体的形核机理,简述了氧化物冶金技术的应用前景。利用钢中细小的氧化物,通过促进晶内针状铁素体形核明显改善焊接热影响区的组织,成为大线能量焊接用钢有效的技术途径。     

大线能量焊接高强船板钢氧化物冶金技术的新进展

分析了中国船舶工业的现状、成就、挑战及发展趋势.为了提高船舶制造效率,采取了增加焊接线能量的措施.大线能量焊接时,由于高温停留时间长,相变冷却速度慢,焊接热影响区奥氏体晶粒急剧长大,得到侧板条铁素体为主的凝固组织,韧性恶化.氧化物冶金技术利用钢中的细小氧化物,通过促进晶内铁素体形核可明显改善焊接热影响区的组织.叙述了氧化物冶金的主要内容和该技术对船板钢的组织和性能的影响.介绍了日本一些钢铁公司开发的大线能量焊接高强船板钢氧化物冶金新技术.     

Al、Ti处理对低合金钢焊接粗晶区组织的影响

研究了Al、Ti处理对低合金钢焊接粗晶区组织的影响.研究发现:用Al处理时,钢中形成的夹杂物为Al的氧化物和细小的TiN.Al的氧化物和TiN不能促进晶内铁素体的形成,焊接粗晶区主要由粗大的晶界铁素体和平行排列的侧板条铁素体组成.用Ti处理时,钢中形成大量的Al、Ti、Mg、Ca复合氧化物夹杂,其颗粒大小为0.5～3.0 μm,同时还有一定量细小的Ti的氮化物.复合Ti的氧化物具有促进晶内针状铁素体形核的能力,焊接粗晶区主要由晶界铁素体、少量的侧板条铁素体和大量的晶内针状铁素体组成.随焊接热循环高温保温时间增长,晶界铁素体粗大,侧板条铁素体数量减少.相变区的冷却速度减慢,晶界铁素体数量增多,针状铁素体的尺寸显著增大.     

微合金元素钒和铌对诱发针状铁素体的影响

 氧化物冶金是将非金属夹杂物变害为利，它是利用钢中高熔点粒子改善钢的组织，进而改善钢板焊接热影响区（HAZ）性能的有效手段。以DH36级船板钢为依托钢种，根据二维错配度理论，系统研究了不同微合金元素铌和钒对船板钢铸态组织中诱发奥氏体晶内针状铁素体(IAF)的影响。研究表明，根据错配度理论，微合金元素钒易于铌诱发IAF，但是当奥氏体向铁素体转变时，微合金元素钒的第二相粒子在钢中析出温度低、析出量少，所以微合金元素铌充分细化了钢的铸态组织、轧态及焊接HAZ组织，HAZ低温冲击韧性约为微合金元素钒的4倍，达到工业化生产大线能量焊接用钢板的要求。     

基于氧化物冶金的微合金化研究

介绍了国内外氧化物冶金技术的进展情况;分析了微合金体系中各元素的协同及交互作用以及夹杂物、第二相粒子析出、演变对钢的相变、组织结构和性能的影响规律;阐述了冶炼、凝固过程中“有益”夹杂物析出的热力学、动力学研究现状,分析了夹杂物性质、尺寸、分布等对诱发晶内铁素体形核的影响;综述了热加工和焊接过程对组织演化、晶粒细化、晶内铁素体优先析出及提高母材钢和焊接热影响区强韧性机制。总结了氧化物冶金研究工作进展及存在的问题,结合课题组研究的成果,提出了基于氧化物冶金的微合金化思想并比较了其与传统微合金化的异同;展望了基于氧化物冶金的微合金化理论方面需要进一步开展的研究工作。      

晶内铁素体及其组织控制技术研究概况

介绍了晶内铁素体的组织特点以及晶内铁素体组织对钢材力学性能的影响,得出晶内铁素体能显著提高钢的冲击韧性。详细阐述了晶内铁素体的形核机理,分析表明目前晶内铁素体形核机理仍不够完善,尚未形成统一的机制。同时介绍了钛氧化物、MnS、稀土氧化物等促进晶内铁素体形核的夹杂物,指出含Ti复合夹杂物是理想的晶内铁素体形核核心。最后分析了夹杂物尺寸、冷却速度对晶内铁素体形核的影响,并简述了一些晶内铁素体组织控制技术,结果表明Ti-B 处理、Ti-Mg处理效果优于单独的Ti处理。     

钢中氧的控制及氧化物冶金

系统地分析了钢中氧的行为和降低钢中氧化物夹杂的措施.分钢种和厂家(新日铁、JFE、POSCO、宝钢、武钢和鞍钢等)统计了世界纯净钢生产先进指标.讨论了采用氧化物冶金技术生产的钢中非金属夹杂物的性质和晶内铁素体的形核机理,简述了氧化物冶金技术的应用.     

低合金钢焊接粗晶区连续冷却铁素体相变规律

 利用焊接粗晶区连续冷却淬火方法,对比分析了钛处理钢和普通C Mn钢焊接粗晶区连续冷却不同阶段的相变组织,研究了铁素体相变规律。结果表明,C Mn钢焊接粗晶区主要为晶界铁素体+魏氏组织铁素体;钛处理钢焊接粗晶区主要为晶界铁素体+魏氏组织铁素体+晶内铁素体组织。在钛处理钢中,晶界铁素体、魏氏组织铁素体和晶内铁素体的相变开始温度相同,但各自长大的动力学条件不同。当晶内铁素体和魏氏组织铁素体竞争发生相变时,晶内铁素体在晶内弥散分布氧化物夹杂上的非均质形核抑制了魏氏组织铁素体向晶内的长大。     

诱发IAF夹杂物与原晶粒的尺寸匹配关系

 对于氧化物冶金船板钢而言，细小弥散分布的夹杂物会对其原始晶粒产生钉扎和诱发晶内铁素体的双重作用，且研究发现诱发晶内铁素体的夹杂物尺寸与原始奥氏体晶粒尺寸存在一定的匹配关系。围绕上述问题进行了系统的分析研究和数据统计,结果表明，不同晶粒尺寸下，诱发晶内铁素体的夹杂物尺寸与原奥氏体晶粒度间存在近似线性关系，且随着奥氏体晶粒度的增大，诱发晶内铁素体的夹杂物尺寸则相应减小。     

A Novel Heat Treatment for Excavator Dipper Teeth Manufactured from Low‐Carbon Low‐Alloy Steel

This research examined the metallurgy of production of forged excavator teeth manufactured from low‐carbon low alloy steel. A novel partial forging‐remnant‐heat hardening technology was proposed. The critical temperature of isothermal annealing for 40 Cr steel was determined experimentally to be 650°C. Production dipper teeth were produced using this novel technology. Their properties were compared with dipper teeth produced by the alternative routes. The novel technology provided optimum microstructure, good mechanical properties, and a lower economical cost, congruent with the low carbon economy.     

碳含量对690合金组织和力学性能的影响及强化机制

 研究了不同碳含量对脱敏态690合金显微组织和力学性能的影响,并对合金的强化机制进行了分析。研究结果表明：碳质量分数在0.011%～0.033%的范围内时,随着其含量的增加,脱敏态690合金的晶界析出物形貌由细小半连续的颗粒逐渐转变为粗大分散的颗粒;主要析出物为M23C6富铬碳化物,M23C6析出物的质量分数从0.181%增加到0.541%。同时,随碳含量的增加,脱敏态690合金的平均晶粒尺寸从23μm减少到10μm;室温抗拉强度从702.5MPa增加到810MPa;屈服强度从300MPa增加到402.5MPa。细晶强化是690合金的主要强化方式。     

Mathematical Modelling for Microstructure Evolution and Development of Ultra Fine Grained Plain Carbon Steel in a Tandem Hot Strip Mill

Society demands high strength and environmental conscious steel and our solution is ultra fine grained steel without any rare earth alloy. We developed mathematical modelling for microstructure evolution and characterized rolling condition for ultra fine grained plain carbon steel in the tandem hot strip mill. We constructed a new tandem hot strip mill rolled at heavy reduction and low temperature in the last 3 stands in the finishing train. We produced ultra fine grained plain carbon strip with grain size of 3 microns. This steel has 30% improved strength and better formability compared to the conventional schedule rolling steel.     

氧化物冶金技术在大线能量焊接用钢的应用

随着大线能量焊接技术的发展,对相应的钢板也提出了抗大线能量焊接的要求。通过合理调整成分和采用氧化物冶金技术开发大线能量焊接用钢已经被广泛使用。总结了在大线能量焊接用钢开发中合金元素的作用、脱氧剂的选择及各钢铁厂对氧化物冶金技术在生产中的应用,为大线能量焊接用钢的开发提供借鉴。     

W4Mo2Cr4VNb钢的组织和力学性能

 由于钨、钼、钒合金元素价格昂贵,因而导致含较多这类合金元素的钢的成本较高。合理运用高速钢的合金化理论,研究出了一种低合金高速钢——W4Mo2Cr4VNb。此钢的(W+Mo+V)含量比通用高速钢W9低很多,而且通过调整碳含量及加入价格较便宜的微合金元素铌,使该钢具有较好的综合力学性能和较低的成本。文章研究了W4Mo2Cr4VNb钢的组织和力学性能。     

奥氏体化温度对51CrV4钢组织及疲劳性能的影响北大核心CSCD

利用拉-拉疲劳试验方法对比研究了51CrV4钢不同奥氏体化温度下试样的疲劳性能,并采用扫描电镜(SEM)对其微观组织变化和疲劳断口进行了分析。结果表明,当奥氏体化温度由850℃升高至900℃后,疲劳强度由840 MPa增加到883 MPa,疲劳断口表面二次裂纹数量增多,且主裂纹扩展路径更曲折,裂纹扩展速率降低。且随着奥氏体化温度的升高,组织中合金渗碳体得到细化,部分碳和合金元素从大尺寸合金渗碳体中回溶到基体中,增加了固溶强化,强度和硬度分别增加约32 MPa和20HV。通过分析发现,合金渗碳体细化及碳和合金元素的回溶是疲劳性能改善的主要因素。     

SPS-assisted Synthesis of SICp reinforced high entropy alloys: reactivity of SIC and effects of pre-mechanical alloying and post-annealing treatment

In this work a traditional high entropy alloy (FeCoNiCrAl) was reinforced by uniformly distributed reactive silicon carbide (SiC) particles by a powder metallurgy synthetic route, using as precursors simply mixed powders or mechanically prealloyed ones. The reactive sintering produced a single isomorphic BCC structure. The sample microstructure resulted equiassic, more homogenous in samples based on prealloyed powders. The instability of SiC in the presence of metal precursors resulted in the formation of more stable carbides and silicides, as well as in carbon diffusion in the high entropy alloy matrix and partially unreacted SiC particles. The formation of these newly formed fine precipitates, as well as the presence of residual SiC were useful to increase the hardness of the alloy.     

钢铁结构材料的组织细化

采用组织超细化提高钢铁结构材料的强细性和使用寿命是上个世纪90年代中期以来的发展趋势。介绍了我国973第一批项目之一“新一代钢铁材料重大基础研究”的主要5种超细化方法，适用于不同强度和显微组织的钢类：具有铁素体 珠光体(F P)的碳素或低合金钢，采用强力轧制和形变诱导铁素体相交(DIFT)技术；在薄板坯连铸连轧现代流程下，采用第二相(析出相)的纳米化控制；具有低碳贝氏体或针状铁素体的微合金钢采用形变诱导析出(DIP)和中温相交控制；采用调质处理的合金结构钢，应用新的合金设计思路以提高界面温度，增加氢陷阱和二次硬化路线，快速超细晶热处理的综合技术；发展无碳化物贝／马组织和富碳残奥薄膜以做到中低温回火合结钢的强韧化优良配合。     

冷轧超低碳搪瓷钢板的开发

简要介绍了冷轧超低碳搪瓷钢板的成分特点及工艺要求,分析了钢板的组织结构及析出相,研究了冷变形对氢在钢板中扩散系数和穿透时间的影响。实际批量生产结果表明,以及超低碳为基础、添加适量的合金元素,采用合适的工艺制度生产的冷钢板既具有优良的成形性能,又具有优良的抗鳞爆性能。