Nb、V微合金钢筋高温热塑性及奥氏体长大规律

在实验室采用Gleeble 3500与箱式电阻炉分别对试验钢的高温热塑性及奥氏体晶粒长大规律进行了测试,研究了Nb对V微合金化高强钢筋高温热塑性与奥氏体长大规律的影响。结果表明：Nb的加入使V微合金化高强度钢筋的高温低塑性区扩大至1035 ℃,并使800~1000 ℃范围内的塑性减小,但对650 ℃以下的塑性有所改善。奥氏体平均晶粒尺寸变化曲线表明,与保温时间相比,加热温度对晶粒尺寸的影响更大;不含Nb试验钢奥氏体晶粒异常长大的温度为1050 ℃,含Nb试验钢奥氏体晶粒异常长大的温度为1100 ℃;当加热温度≥1050 ℃时,含Nb试验钢的晶粒尺寸比不含Nb试验钢细小,减小20 μm左右。     

中碳34CrNiMo合金钢加热过程中奥氏体晶粒长大行为（英文）北大核心CSCD

对中碳34CrNiMo合金钢在加热温度900~1200℃和保温时间0~360 s下的奥氏体晶粒演化行为进行了研究。结果表明,随着加热温度的升高和保温时间的延长,奥氏体晶粒尺寸呈现逐渐增大的趋势。基于晶粒长大的Sellars模型,通过线性回归方法建立34CrNiMo钢加热时奥氏体晶粒长大的数学模型。将晶粒长大模型预测结果与实验结果进行比较,符合良好,表明该模型能够较好地预测34CrNiMo钢奥氏体晶粒长大行为。     

中碳34CrNiMo合金钢加热过程中奥氏体晶粒长大行为（英文）

对中碳34CrNiMo合金钢在加热温度900~1200℃和保温时间0~360 s下的奥氏体晶粒演化行为进行了研究。结果表明,随着加热温度的升高和保温时间的延长,奥氏体晶粒尺寸呈现逐渐增大的趋势。基于晶粒长大的Sellars模型,通过线性回归方法建立34CrNiMo钢加热时奥氏体晶粒长大的数学模型。将晶粒长大模型预测结果与实验结果进行比较,符合良好,表明该模型能够较好地预测34CrNiMo钢奥氏体晶粒长大行为。     

含Nb中碳钢加热过程中的奥氏体晶粒长大规律

研究了加热温度(1000～ 1250℃)和保温时间(0.5～3.0 h)对一种高Si含Nb中碳钢奥氏体晶粒尺寸变化的影响.结果表明,随保温时间延长,加热温度低于1150℃,奥氏体晶粒尺寸增长缓慢;在1150℃以上温度加热,奥氏体晶粒长大趋势显著增加.通过对试验数据进行非线性回归建立了试验钢奥氏体晶粒长大规律的数学模型,模型的计算结果与实测值吻合很好.     

一种磨球用高碳钢奥氏体晶粒长大行为

研究了一种磨球用钢GN-6A在不同加热温度(800~1050℃)和保温时间(30~120 min)下的奥氏体晶粒长大规律。采用直线截点法计算各试样的奥氏体晶粒尺寸,通过Arrhenius公式对奥氏体晶粒尺寸进行拟合,建立GN-6A钢在加热保温过程中的奥氏体晶粒长大模型,并验证模型的准确性。结果表明,随加热温度的升高,GN-6A钢奥氏体晶粒尺寸的长大呈指数趋势,随保温时间增加,呈抛物线趋势长大,900℃为奥氏体晶粒粗化温度,T≥900℃后奥氏体晶粒长大迅速。通过对950℃×45 min、1000℃×150 min、1000℃×180 min模型拟合的晶粒尺寸和试验结果进行比较,吻合度均高于94%,验证了该模型的正确性。     

M50NiL轴承钢的奥氏体晶粒长大行为

利用Gleeble-3500型热模拟试验机研究不同加热温度(900~1200℃)和保温时间(3~60 min)下轴承钢M50NiL的奥氏体晶粒长大规律。结果表明:随着加热温度的升高和保温时间的延长,M50NiL钢奥氏体晶粒尺寸都会增大。在温度低于1100℃时,奥氏体晶粒长大较缓慢,M50NiL钢表现出良好的抗晶粒粗化能力,但是当温度升高到1200℃时,保温时间小于30 min时,奥氏体晶粒迅速长大;通过对试验数据进行线性拟合得出了M50NiL钢奥氏体晶粒长大模型。     

A315钢奥氏体晶粒长大的数学模型

采用金相试验,应用Beck、Hillert、Sellars数学模型分析了A315钢再结晶过程中不同加热温度和保温时间下的奥氏体晶粒长大行为。结果表明,随加热温度的升高和保温时间的延长,A315钢奥氏体晶粒逐渐长大,其长大过程可以分为抑制长大阶段和自由长大阶段。通过对比Beck、Hillert、Sellars三种奥氏体晶粒长大数学模型,得出Sellars模型对A315钢奥氏体晶粒尺寸的预测有很高的精度,其数学模型方程为:当温度为950℃≤T≤1100℃时,D2.42=2.65×107texp(-187 284/(RT));当温度为1150℃≤T≤1200℃时,D2.86=3.04×1024texp(-589 475/(RT))。     

感应加热对铌微合金化 C95油井管用钢组织与性能的影响

研究了Nb在快速感应加热条件下对C95油井管用调质钢显微组织的影响。将不同Nb含量的试验钢感应加热到850℃～1000℃后立即淬火,结果表明,不含Nb试验钢奥氏体晶粒尺寸与淬火温度服从 Arrhenius关系（D＝8．98×102 exp（-5．8×103/T））,而含Nb试验钢存在一个临界温度Tc ,且Nb含量增加Tc升高,超过临界温度Tc 后服从Arrhenius关系,Tc 以下Nb显著抑制奥氏体晶粒长大。扫描电镜分析表明,Nb不仅减小了奥氏体晶粒尺寸同时还减小了马氏体板条束尺寸,650℃回火后含Nb试验钢的回火硬度较高,不含Nb试验钢的回火硬度随淬火温度的升高而明显下降,而含Nb试验钢的回火硬度随淬火温度升高变化不大。     

锻态12%Cr超超临界转子钢的奥氏体晶粒长大行为

通过研究锻态12%Cr超超临界转子钢在不同加热温度和不同保温时间下的奥氏体化过程,并利用线性回归法和Arrhenius模型对奥氏体晶粒长大行为进行分析。结果表明:当奥氏体化温度为1050℃时,晶粒长大缓慢,保温时间对晶粒长大影响不显著;1050~1100℃温度区间内,加热温度对晶粒长大的影响明显高于保温时间;1100~1250℃温度区间内,晶粒长大主要受保温时间的影响。拟合试验结果,得到了锻态12%Cr超超临界转子钢的奥氏体晶粒长大动力学方程。     

高铁轴承用20CrNi2MoV钢奥氏体晶粒长大行为研究

在温度为900、1000、1050、1100、1150、1200℃保温时间为10、20、30、60 min时,利用管式电阻炉加热了20CrNi2MoV钢,并研究了钢的奥氏体晶粒长大行为,测试了不同工艺下的晶粒尺寸。结果表明,随着加热温度的升高和保温时间的延长,奥氏体晶粒尺寸增大;当温度超过1050℃或保温时间超过30 min时,实验钢奥氏体晶粒开始发生明显的粗化。通过对实验数据的拟合,获得了20CrNi2MoV钢奥氏体晶粒长大数学模型。与实验结果比较,拟合效果良好。     

Nb对00Cr21Ni6Mn9N不锈钢显微组织和晶间腐蚀敏感性的影响

为了研究Nb对00Cr21Ni6Mn9N不锈钢固溶后显微组织和耐晶间腐蚀性能的影响,分别在950、1000、1050、1100、1150和1200 ℃对含Nb量(质量分数,下同)为0.057%和不含Nb的00Cr21Ni6Mn9N不锈钢进行1 h固溶处理,并观察其微观组织。结果表明,固溶温度在950~1200 ℃时,00Cr21Ni6Mn9N不锈钢的晶粒尺寸随着固溶温度的升高而增大,Nb的加入促进00Cr21Ni6Mn9N不锈钢中混晶组织的出现,提高其完全再结晶温度。不含Nb的试验钢在1000 ℃以上固溶后即可获得晶粒大小均匀的组织,而含0.057%Nb的试验钢则需要在1100 ℃以上才可以获得均匀组织,且其尺寸略大于无Nb钢在1000 ℃时完全再结晶的晶粒。随着固溶温度的升高和晶粒尺寸的长大,析出的Z相含量降低,晶粒界面能减小,在1150 ℃和1200 ℃固溶1 h后,Nb对晶粒的细化作用和温度升高造成的晶粒长大程度变得不再明显。两种成分的钢均具有较低的晶间腐蚀敏感性,含Nb量为0.057%的00Cr21Ni6Mn9N不锈钢其再活化率R_a值较不含Nb的钢进一步降低。     

加热及变形温度对含铌高碳钢奥氏体组织的影响

针对铌微合金化高碳钢线材,在Gleeble-1500热模拟实验机上研究不同加热及变形温度下奥氏体组织的变化规律.结果表明.奥氏体粗化温度为1200℃,在1150～1200℃,奥氏体晶粒平均尺寸增大约30 μm;材料1100℃奥氏体化后,以40 s~(-1)、35%变形量进行一道次压下变形,1000℃以上为再结晶区,900℃以下为未再结晶区:在900℃形变淬火,析出物为NbC,尺寸为20～60nm,弥散细小的NbC析出颗粒阻碍了晶粒的长大.     

渗碳齿轮钢18CrNiMo7-6的疲劳性能及其影响因素

以18CrNiMo7-6齿轮钢为研究用基础钢,在传统真空脱气冶炼方式基础上,采用Nb微合金化和电渣重熔冶炼相结合获得一种对比试验钢,通过旋转弯曲疲劳试验表征了两种试验钢的疲劳性能,并利用显微组织、硬度分布、疲劳断口表征以及夹杂物分析等手段,探究了两种试验齿轮钢疲劳性能的影响因素。结果表明,采用电渣重熔方法冶炼并Nb微合金化的试验钢的疲劳极限较基础钢提高90 MPa,且相同载荷下寿命显著提高,渗碳层晶粒度由基础钢的7.5级细化至9级,而残留奥氏体含量的增加导致其表面硬度降低。通过Aspex夹杂物表征发现试验钢中夹杂物数量较基础钢大幅度降低,且硬质氧化物夹杂较少,与断口表征结果相一致。综合分析可知,晶粒细化和非金属夹杂物水平下降是提升试验钢疲劳性能的主要因素。     

500 MPa级门架型钢的奥氏体晶粒长大行为

为探究加热温度和保温时间对500 MPa级门架型钢奥氏体晶粒尺寸的影响,以两种不同成分试验钢为研究对象,采用了SK型管式加热炉分别将试验钢加热到1000~1200 ℃下保温15、30 min,快速冷却后对组织进行观察。结果表明,奥氏体晶粒尺寸随着加热温度的升高和保温时间的延长而长大,Cr元素的添加对奥氏体晶粒的长大具有一定的抑制作用,研究结果对制定大生产加热具有实际指导作用。     

加热温度对含Nb中碳钢奥氏体晶粒长大的影响

利用微合金析出物与临界晶粒尺寸的定量关系,研究了Si含量较高的中碳Nb微合金钢在不同加热温度下的奥氏体晶粒长大规律。结果表明,随着加热温度的升高,试验钢中奥氏体晶粒逐渐长大,当温度高于1100℃时,晶粒开始粗化。由经验模型可得,随着温度的升高,析出相的体积分数逐渐减少,而颗粒半径逐渐增大,由于二者的共同作用导致了奥氏体晶粒在高于1100℃时迅速粗化;在实验的基础上,得到了适用于试验钢的晶粒长大模型。     

V的析出对中碳锰非调质钢热塑性及组织的影响

通过热模拟试验,对比分析不加V和加V两种中碳锰非调质试验钢的高温力学性能和组织,探讨V的析出对热塑性及组织的影响。结果表明,高温形变诱导析出的V(C、N)可抑制动态再结晶行为、提高变形抗力并促进晶内铁素体转变,使热塑性降低、高塑性温度区变窄、低塑性温度区变宽,而VC主要在奥氏体向铁素体转变时沿γ/α界面的形核析出,并有利于铁素体向晶内长大。不加V和加V的试验钢经1280 ℃固溶处理后,高温变形分别在900~1100 ℃和1000~1130 ℃时,可获得高的热塑性。     

核电SA508-3钢奥氏体晶粒长大规律的研究

利用箱式电阻炉对SA508-3钢进行了不同条件下的加热保温实验,分别讨论了加热温度及保温时间对奥氏体晶粒长大的影响。实验结果表明:MC型化合物的溶解温度大约处于1050~1100℃之间。当保温时间恒定,温度低于1050℃时,晶粒生长缓慢,随温度的升高,生长速率增大。保温温度恒定时,在保温初期晶粒急剧长大,随保温时间的延长,晶粒长大趋势趋于平缓。在此基础上,建立了SA508-3钢奥氏体晶粒长大数学模型。     

淬火温度对Nb微合金化齿轮钢18CrNiMo7-6组织演变及力学性能的影响

通过Thermo-calc热力学计算软件、扫描电镜、光学显微镜、冲击试验及拉伸试验等,研究了淬火温度对Nb微合金化齿轮钢18CrNiMo7-6组织及力学性能的影响。结果表明:随着淬火温度的升高,Nb微合金化齿轮奥氏体平均晶粒尺寸增加,但保持在20 μm 以下,晶界稳定性较高;根据Thermo-calc热力学计算结果可知,主要存在的碳氮化物为Cr₇C₃、Cr₂₃C₆、NbC以及AlN,其中Cr₇C₃、Cr₂₃C₆固溶温度较低,分别为730 ℃和749 ℃,NbC、AlN固溶温度较高,分别为1180 ℃和1070 ℃,NbC和AlN为主要钉扎晶界、细化晶粒的碳氮化物;NbC中存在少量的N元素,在一定温度下,NbC有向Nb(C,N)转变的趋势。随着淬火温度的升高,屈服强度呈降低趋势,抗拉强度在860 ℃出现平台,冲击性能先升高后降低。含Nb齿轮钢18CrNiMo7-6具有较宽的工艺设计窗口,最佳热处理工艺为860 ℃淬火+180 ℃低温回火,此时抗拉强度为1455 MPa,屈服强度为1229 MPa,冲击吸收能量为100 J,硬度约为44 HRC。     

Nb含量和变形量对水电站用800 MPa高强钢淬火再加热奥氏体晶粒尺寸及其分布的影响

利用Gleeble 3500热/力模拟试验机,通过1000℃+820℃两阶段热变形+900℃淬火再加热联合模拟试验,研究了Nb含量和不同热变形量对水电站用800 MPa级高强度试验钢淬火再加热晶粒尺寸及其分布的影响规律,并通过透射电镜(TEM)对形变诱导析出的Nb(C,N)的粒子尺寸、分布进行了观测。结果表明,热变形态奥氏体晶粒尺寸(D)对于再加热淬火态奥氏体晶粒尺寸(D′)具有重要遗传性影响,二者以及900℃再加热保温时间t之间存在函数关系D′=(1.0057D-6.9785)×(t/300)^0.215,用于预测800 MPa高强钢再加热淬火态晶粒尺寸时具有较高精度。增加Nb含量可同时细化晶粒尺寸D和D′,并改善晶粒尺寸分布、显著降低个别粗大晶粒出现的概率。在常用的淬火加热制度下,添加0.03%Nb和0.05%Nb的晶粒细化效果基本相当,兼顾其经济性应优选0.03%Nb。TEM观测结果表明,含Nb变形态试样中存在大量10～30 nm尺寸的Nb(C,N)粒子,其数量和密度随Nb含量增加而增加,但粒子尺寸并未随之明显增大。通过热力学计算并综合粒子尺寸和形成时间推断,...     

Prediction model of austenite growth and the role of MnS inclusions in non-quenched and tempered steel

The austenite growth behavior of non-quenched and tempered steels (casted by continuous casting and molding casting processes) was studied. The austenite grain size of steel B casted by continuous casting process is smaller than that of steel A casted by molding casting process at the same heating parameters. The abnormal austenite growth temperature of the steels A and B are 950 °C and 1000 °C, respectively. Based on the results, the models for the austenite grain growth below and above the abnormal austenite growth temperature of the investigated steels were established. The dispersedly distributed fine particles MnS in steel B is the key factor refining the austenite grain by pinning the migration of austenite grain boundary. The elongated inclusions MnS are ineffective in preventing the austenite grain growth at high heating temperature. For the non-quenched and tempered steel, the continuous casting process should be adopted and the inclusion MnS should be elliptical, smaller in size and distributed uniformly in order to refine the final microstructure and also improve the mechanical properties.