CSP工艺生产C-Mn-Cr、C-Mn-Si双相钢组织性能对比

采用C-Mn-Cr系和C-Mn-Si系合金成分在武钢CSP生产线上进行了DP580双相钢的生产试制,并对两种双相钢的力学性能和微观组织进行了分析和比较。结果表明,两种双相钢的铁素体晶粒尺寸相近;C-Mn-Cr系双相钢的马氏体岛较为粗大,马氏体分数较高,约为20%～30%;与C-Mn-Cr系双相钢相比,C-Mn-Si系双相钢的岛状马氏体更加细小,分布更加均匀,马氏体分数在15%～20%之间。两种双相钢的屈服强度相近,抗拉强度均在580MPa以上。C-Mn-Si系合金成分更适合于试制DP580级低成本双相钢。     

终轧温度对热轧细晶双相钢组织与性能的影响

研究低温区大变形结合轧后连续冷却工艺时,终轧温度对低Si含Nb热轧细晶双相钢组织和力学性能的影响.结果表明:随着终轧温度的升高,组织中铁素体含量降低,铁素体晶粒尺寸稍微增大(3～4 μm),马氏体呈细小岛状弥散分布于铁素体基体上;终轧温度对屈服强度影响不大,但随着终轧温度的升高,抗拉强度提高,屈强比和伸长率降低,n值升高.试验条件下,试验钢最佳的终轧温度为810～850 ℃,钢板的抗拉强度可到700 MPa以上,屈强比低于0.66,n值达到0.17,伸长率高于22.5%.     

马氏体体积分数对热轧双相钢力学性能和n值的影响

通过热轧和模拟超快冷试验,试制出780 MPa级热轧双相钢,研究了马氏体的含量、形貌、分布对热轧双相钢力学性能和n值的影响。结果表明,试验钢经850℃终轧后,组织为铁素体+马氏体,抗拉强度853 MPa,屈服强度464 MPa,屈强比0.54,伸长率19.5%,n值0.14,达到热轧DP780性能要求。在高马氏体含量下(28.2%),随着马氏体含量的增加,组织中的马氏体由弥散分布的片状马氏体逐渐转变为连续的板条状马氏体,马氏体的尺寸逐渐增加;而多边形铁素体部分转变为准多边形铁素体,铁素体尺寸逐渐减小。热轧双相钢的强度和屈强比逐渐提高,而伸长率和n值逐渐降低。     

终轧温度对Si-Mn系热轧双相钢组织和性能的影响

文章研究了在采用低温区大变形和轧后连续冷却工艺时,终轧温度对传统Si-Mn系热轧双相钢组织和性能的影响。结果表明,在试验工艺条件下,试验钢的最终组织均为铁素体+马氏体的双相组织。随着终轧温度(770℃~850℃)的升高,试验钢的屈服强度由415MPa急剧降低到335MPa,而抗拉强度变化不大,约为690MPa;随着终轧温度的升高,铁素体晶粒尺寸逐渐均匀,平均晶粒尺寸先增大,后减小,铁素体含量约为88%;试验钢的n值和延伸率,则随着终轧温度的升高而升高,在温度850℃时,n值达到0.23,延伸率达到28.7%。     

C-Si-Mn-Cr双相钢组织与性能的柔性控制技术

以C-Si-Mn-Cr成分体系双相钢为研究对象,采用金相显微镜、扫描电镜、拉伸试验等方法,对终轧温度、卷取温度、退火温度等工艺参数对C-Si-Mn-Cr系双相钢组织和性能的影响进行了研究。结果表明,降低终轧和卷取温度,热轧板组织由铁素体+珠光体转变为铁素体+珠光体+贝氏体,同时热轧板的屈服强度和抗拉强度都有所提高;当冷轧和退火工艺相同时,对采用低温终轧和低温卷取生产的双相钢来说,其抗拉强度由472 MPa增加到524 MPa,而屈服强度则变化不大,此时伸长率和n值略有降低;通过采用低温卷取+中温退火工艺,可以实现一种成分体系生产CR260/450DP和CR290/490DP两种强度级别双相钢的柔性化生产目标。     

DP980高强钢连续退火后的组织与性能

研究了不同工艺参数对980 MPa级连续退火双相钢组织及力学性能的影响,利用光学显微镜、透射电镜(TEM)以及拉伸试验对双相钢的微观组织和力学性能进行测试及分析。结果表明:DP980钢的退火组织主要由铁素体、马氏体岛和少量的贝氏体组成,马氏体岛附近的位错密度较高。随着均热温度的升高,DP980钢的抗拉强度呈现先降低后升高的趋势,屈服强度与抗拉强度的趋势一致,伸长率先升高后降低。随着过时效温度的升高,DP980钢的抗拉强度和屈服强度降低,降低幅度较小,伸长率上升,但变化不明显,说明通过调整过时效温度来调控其力学性能的作用较小。     

冷却工艺参数对600MPa级热轧双相钢组织和性能的影响

利用Gleeble3500热模拟试验机研究了冷却工艺对热轧双相钢显微组织的影响,利用扫描电镜和拉伸试验对实验室轧制的双相钢进行了显微组织和力学性能分析。研究结果表明：试验用钢经830 ℃终轧后,空冷6～10 s后快冷至卷取温度（≤200 ℃）,可得到室温组织为铁素体（90.7%）+马氏体的热轧双相钢,其屈服强度为335 MPa,抗拉强度为630 MPa,加工硬化率高达0.22,伸长率达26.6%,完全满足热轧DP590钢的要求,试样的马氏体细小弥散分布,平均铁素体晶粒尺寸较小,约为6.4 μm,具有良好的冲压性能。     

终轧温度对Q420qENH钢板组织性能的影响

研究了Q420qENH钢板显微组织与拉伸性能随终轧温度的变化规律。研究发现,随终轧温度的升高,Q420qENH钢板组织中粒状贝氏体的数量减少,多边形铁素体增多,屈服强度和抗拉强度均降低,屈强比降低。将屈服强度和晶粒尺寸进行Hall Petch拟合,得到的拟合式与试验结果吻合,能够反映出Q420qENH钢在不同终轧温度下的强度随晶粒尺寸的变化趋势。     

超快冷工艺对高强建筑钢组织和力学性能的影响

使用真空感应炉冶炼了试验钢,采用不同的控制轧制+超快冷工艺将试验钢轧成12 mm厚的钢板,对钢板金相组织进行了观察,对拉伸和冲击性能进行了检测。结果表明,试验钢组织均为贝氏体+铁素体+少量M-A岛;随着开冷温度升高,铁素体含量减少,抗拉强度和屈服强度明显提高,屈强比略有增加,伸长率降低,冲击功显著提高;随着终冷温度升高,组织中板条贝氏体转变为粒状贝氏体,M-A岛尺寸和含量增加,抗拉强度和屈服强度降低,屈强比显著降低,冲击功先提高后略有降低;随着冷却速率提高,铁素体含量减少,贝氏体板条细化,抗拉强度逐渐升高,屈服强度先升高后降低,屈强比小幅波动,伸长率先下降后保持不变,冲击功略有提高。     

连续退火工艺下退火温度对DP1180钢组织性能的影响

采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和拉伸实验等研究了退火温度(750、770、790、810、830和850℃)对DP1180钢微观结构演变和力学性能的影响。结果表明：经不同温度退火处理后，DP1180钢显微组织主要由铁素体(F)和马氏体(M)组成。随着退火温度的升高，实验钢中的铁素体和马氏体晶粒尺寸增加，马氏体由岛状变为板条状，抗拉强度和伸长率先增加后降低，而屈服强度则逐渐下降。在试验参数范围内，退火温度为790℃和过时效温度为270℃时，实验钢的综合力学性能最佳，抗拉强度为1255 MPa,伸长率为11.39%,强塑积达到14.29 GPa·%。通过对DP1180钢进行不同变形量的拉伸试验，发现在拉伸过程中微裂纹主要萌生于F/M界面处，随着应变的增加，裂纹在铁素体基体内扩展，裂纹尺寸增加，拉伸后断口形貌既有韧窝区域，又有解理和准解理区域的混合特征区。     

铁素体含量与回火温度对HSLA钢组织性能的影响

研究了不同铁素体含量与回火温度对HSLA钢组织与力学性能的影响。结果表明:热轧HSLA钢从810～900℃淬火后组织为马氏体和37%～0%铁素体,且随淬火温度升高,铁素体晶粒尺寸减小,可动位错密度增加;高温回火后板条马氏体分解严重,位错密度降低并有大量碳化物析出;铁素体含量增加使屈服强度和抗拉强度降低,其中抗拉强度在450℃回火后下降约200 MPa,而屈服强度随回火温度的变化趋势决定于铁素体含量;180℃回火后铁素体与马氏体间的强度差使铁素体对拉伸性能和冲击性能表现出不同的断裂机理;450℃回火后铁素体与马氏体能够协调变形,伸长率与冲击吸收能量均随铁素体含量增加而提高。此外,均匀的马氏体有利于提高试验钢的低温韧性,其-40℃冲击吸收能量119 J。     

终轧温度对热轧双相钢组织细化的影响

研究了终轧温度对高强热轧双相钢组织细化和力学性能的影响。通过光镜、透射电镜分析以及拉伸实验可以发现,终轧温度对显微组织细化、马氏体体积分数以及力学性能的影响较大,同时双相钢具有细化晶粒、晶界强化、第二相弥散强化、亚晶结构等强韧化机制。结果表明,终轧温度的降低,使过冷度加大,铁素体的形核驱动力加大,形核率增加,使晶粒明显细化。在实验室条件下,通过控制终轧温度,可以使热轧双相钢的屈服强度达到500MPa、抗拉强度在850MPa以上,并且伸长率在20%左右。     

控轧控冷工艺参数对X80管线钢组织和性能的影响

利用光学显微镜、扫描电镜等分析方法,研究了控轧控冷工艺参数对X80管线钢组织和力学性能的影响。结果表明:终轧温度750℃时,试验钢的显微组织为多边形铁素体和粒状贝氏体,终轧温度为810℃时,显微组织为针状铁素体;在高冷速条件下,试验钢中M/A岛的尺寸、数量和体积分数均较大;具有双相组织试验钢的屈强比低,塑韧性好;M/A岛含量高、尺寸大的试验钢,其强度和屈强比高,塑韧性差。     

终轧温度对热轧双相钢组织细化的影响

研究了终轧温度对高强热轧双相钢组织细化和力学性能的影响。通过光镜、透射电镜分析以及拉伸实验可以发现．终轧温度对显微组织细化、马氏体体积分数以及力学性能的影响较大，同时双相钢具有细化晶粒、晶界强化、第二相弥散强化、亚晶结构等强韧化机制。结果表明，终轧温度的降低，使过冷度加大，铁素体的形核驱动力加大．形核率增加，使晶粒明显细化。在实验室条件下，通过控制终轧温度，可以使热轧双相钢的屈服强度达到500MPa、抗拉强度在850MPa以上，并且伸长率在20％左右。     

冷轧DP590钢的组织性能及塑性增强机理

采用连续退火模拟试验研究了不同退火温度和闪冷温度对DP590钢性能的影响,基于连续退火模拟结果制定了塑性增强DP590钢工业试制关键参数,对塑性增强和传统工艺生产DP590钢的力学性能及显微组织进行了分析,并探讨了其塑性增强机理。研究结果表明,随退火温度和闪冷温度提高屈服强度提高,抗拉强度呈下降趋势,传统DP590钢中马氏体主要沿铁素体晶界呈细条状或粒状分布,铁素体晶粒尺寸6～8μm,马氏体体积分数11. 3%,而工艺改良后塑性增强DP590钢组织中马氏体呈弥散分布在铁素体基体内,其体积分数为8. 5%,另外含有非常细小的弥散分布粒状马氏体岛或残留奥氏体,经XRD和EBSD定量分析残留奥氏体体积分数约2%,残留奥氏体对最终产品性能提高起到关键作用,且批量生产性能保持了良好的稳定性。     

Mo-Ti微合化热轧高强钢的组织与性能

对一种Mo-Ti微合金钢进行了热轧实验,研究了不同工艺条件下的组织特征、析出行为及低温冲击性能。结果表明,随着终轧温度及终冷温度的降低,实验钢的屈服强度和抗拉强度均有所升高;当终轧温度较高时,细小的析出物主要在冷却及模拟卷取过程中产生,当终轧温度较低时,细小的析出物主要由应变诱导析出及冷却、模拟卷取过程的析出物组成;实验钢的组织以铁素体为主,随着终轧温度及终冷温度的降低,晶粒尺寸明显细化,同时,组织中渗碳体及钛的碳化物等岛状物的尺寸也变小,大角度晶界比例增加,低温冲击裂纹由脆性断裂变为韧性断裂;当终轧温度为800~810℃,终冷温度分别为615℃和500℃时,实验钢的屈服强度分别为738 MPa及768 MPa,抗拉强度分别为857 MPa和872 MPa,伸长率为18%~19%,其韧脆转变温度低于-70℃,实验钢具有良好的强度及韧性指标。     

屈强比对DP540双相钢闪光对焊接头变形行为的影响

对屈服强度不同、厚度为6 mm的DP540双相钢板进行了闪光对焊。检测了焊接接头的显微组织和拉伸性能。结果显示：屈服强度为338 MPa的焊接接头屈强比为0.62,拉伸试样断裂在粗晶区;屈服强度约为450 MPa的焊接接头的屈强比为0.8～0.9,拉伸试样断裂于母材;屈强比较低的接头母材组织粗大且马氏体呈大块状,粗晶区部分铁素体晶粒尺寸达50μm以上;焊接接头在拉伸试验过程中首先在粗晶区产生塑性变形,其不同区域的变形不均匀;屈强比较大的焊接接头母材铁素体晶粒尺寸约为10μm,粗晶区铁素体晶粒尺寸约为20μm;特征区组织细小且马氏体呈岛状弥散分布的焊接接头在拉伸试验过程中能均匀变形。     

冷轧双相钢疲劳断裂行为及组织分析

针对不同强度的双相钢开展了疲劳特性分析，选取5种强度的双相钢开展了力学性能和微观组织对比分析；采用MTS 810液压多功能试验机进行了拉-压疲劳测试，获得了应力幅-疲劳寿命(S-N)曲线；对疲劳断口形貌和表面形貌进行了观察；分析了马氏体含量对双相钢疲劳断裂行为的影响；对不同碳含量的双相钢疲劳裂纹扩展速率进行了对比分析，并对裂纹形貌进行了观察，获取影响疲劳寿命的主要因素。结果表明，铁素体先于马氏体发生微观塑性变形而形成可能的裂纹源；随着双相钢强度级别的提高，马氏体含量不断提高，材料的疲劳极限也逐步提高，疲劳极限与马氏体含量之间呈现线性的变化关系；马氏体含量由4%提高到40%左右时，双相钢的疲劳极限提高了约57%;与高碳HC420/780DP相比，低碳HC420/780DP的裂纹扩展速率明显降低，主要由于马氏体岛分布更加弥散细小；低碳HC420/780DP的疲劳裂纹扩展速率比高碳HC420/780DP低。     

退火工艺对高强冷轧马氏体钢力学性能的影响

开展了不同工艺参数下高强冷轧马氏体钢的退火试验。采用光学、扫描、透射显微镜和拉伸试验等分析了退火工艺参数对高强马氏体钢性能与组织的影响。结果表明,当快冷开始温度高,淬火后马氏体数量多,试验钢强度增高,伸长率相对较低;当冷却速度快,试验钢中马氏体含量增多且晶粒细小,屈服和抗拉强度提高,伸长率影响不显著。随着过时效温度的升高,试验钢屈服强度升高,抗拉强度降低。过时效过程中,大块M/A岛的分解和细小弥散粒子的析出是导致屈服强度上升的主要原因,同时也对伸长率的提高有积极作用。此外,适当提高过时效温度,可以降低马氏体的硬度及马氏体和铁素体相之间的硬度差,有利于折弯性能的改善。     

氮含量与终轧温度对车削非调质钢组织性能的影响

研究了氮含量与终轧温度对直接车削用非调质钢组织和性能的影响规律。结果表明,随着氮含量的增加,钢中的铁素体含量逐渐增多,且铁素体组织从晶界向晶内扩展;钢的珠光体团尺寸减少,但幅度较小,而原奥氏体晶粒尺寸先明显减小后增加;氮含量为0.0190%的材料具有最细小的原奥氏体晶粒尺寸和较细的珠光体团尺寸。氮含量为0.0190%、终轧温度为850 ℃时,材料具有最佳的室温综合力学性能,此时,材料的屈服强度640 MPa,抗拉强度915 MPa,伸长率22%,断面收缩率63%,冲击吸收能量82 J。