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。     

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。     

控轧控冷工艺对X70级抗大变形管线钢组织与性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜及力学性能实验等研究了控轧控冷工艺对X70级管线钢的组织与力学性能的影响。结果表明:不同终轧温度下X70管线钢的显微组织主要由多边形铁素体、贝氏体和少量的珠光体组成,且随着终轧温度的升高,抗拉强度与屈服强度降低,硬度下降,冲击韧性提高,但屈强比变化不大,并且落锤性能较差;随着终轧温度的升高,晶粒尺寸逐渐增大,铁素体体积含量增多。在不同的终冷温度下,X70管线钢的显微组织主要由多边形铁素体和贝氏体组成,并且随着终冷温度的升高,抗拉强度大幅度降低,屈服强度则呈M形波动,硬度呈线性降低,冲击吸收能量大幅度升高且落锤性能较好,屈强比缓慢升高;随着终冷温度的升高,晶粒度等级基本保持稳定,铁素体含量呈线性增加。该大变形管线钢最优的轧制工艺为控制终轧温度为840℃,终冷温度为450℃。     

终冷温度对低屈强比高强钢组织和性能的影响

采用力学性能测试、光学显微镜、透射电镜等方法,研究了终冷温度对低屈强比高强钢组织和性能的影响。结果表明,随着终冷温度的降低,钢的屈服强度和抗拉强度增加,伸长率下降,而屈强比和冲击吸收能量则没有明显的变化,但总体呈现出下降趋势。试验钢的组织主要由板条贝氏体、粒状贝氏体、少量铁素体和一些M/A岛组成,终冷温度越低,板条贝氏体宽度越窄,铁素体组织也更加细小。M/A岛体积分数的增加有利于提高强度和降低屈强比,但对冲击性能不利。     

结构用Q420E高强度厚板控轧控冷工艺研究

实验研究了Q420E厚100mm高强度厚板的TMCP工艺及其对组织性能的影响规律。结果表明,利用Nb、V、Ti复合微合金化成分设计,采用精轧开轧温度900℃,轧后冷却速度4.41℃/s的TMCP工艺或精轧开轧温度900～870℃的控制轧制工艺,均可使钢板性能达到标准要求。随着精轧开轧温度的降低,钢板屈服强度、抗拉强度和低温冲击韧性提高,伸长率变化不大;TMCP工艺与控制轧制工艺相比,钢板屈服强度、抗拉强度提高,伸长率降低幅度不大,但明显改善了钢板的低温冲击韧性。     

冷却工艺对特厚多相组织高强低合金钢板组织与性能的影响

采用轧后弛豫控制相变的组织调控技术开发了一种60 mm厚460 MPa级别铁素体/贝氏体(F/B)双相钢;在工业化条件下,研究了不同终冷温度对F/B双相组织和力学性能的影响规律。结果表明:在相同开冷温度和冷却速度下,降低终冷温度能够显著细化F/B双相中的铁素体晶粒,促使贝氏体由粒状贝氏体向板条贝氏体过渡,减小钢板心部M/A岛的尺寸,提高贝氏体中大角度晶界密度,从而提高钢的强度,降低屈强比,并能够大幅降低特厚F/B双相钢韧脆转变温度。     

热轧工艺参数对建筑钢屈强比的影响

研究了终轧温度和终冷温度对建筑用钢力学性能的影响,并在此基础上优化了适宜的轧制制度,考察了冷却速度和晶粒尺寸对建筑用钢屈强比与组织的影响。结果表明,随着终轧温度的升高,建筑用钢的抗拉强度逐渐上升,而屈服强度变化幅度不大,屈强比逐渐减小;随着终冷温度的上升,建筑用钢的抗拉强度和屈服强度逐渐降低,且断后伸长率和屈强比也呈现逐渐降低的趋势;通过控制热轧工艺参数使得组织中硬相和软相的含量可以对建筑用钢的屈强比进行很好的调节。     

Mo含量及冷却工艺对低碳贝氏体钢组织与M/A岛的影响

为考察冷却工艺参数对低碳贝氏体钢组织和马氏体/奥氏体(M/A)岛的影响,利用热模拟试验机对不同Mo含量的低碳贝氏体钢进行研究。结果表明,随Mo含量增加,组织中板条贝氏体和M/A岛含量增多;增大冷速、降低终冷温度均能够细化组织,提高组织中板条贝氏体的含量及显微硬度;随着冷速的升高,M/A岛含量减少,由大颗粒的球形向细小的针状转变;终冷温度在410~350℃时,M/A岛含量和尺寸随终冷温度的降低逐渐减小,终冷温度降为330℃时,组织中短棒状M/A岛数量增多,M/A岛含量也开始增多。组织中的粒状贝氏体+板条贝氏体和其上分布的尺寸细小、形状规则的M/A岛是获得实验钢强度和韧性良好匹配的最佳组织类型。     

轧后冷速对低碳贝氏体钢组织性能影响

模拟两阶段控轧控冷工艺,进行了低碳贝氏体钢轧制实验,分析了轧后快速水冷和空冷对低碳贝氏体钢组织及性能的影响。结果显示,钢轧后,在两种冷速下得到的组织形貌差别较大,快速水冷得到强度较高的板条贝氏体组织,缓冷得到强度较低的粒状贝氏体组织,粒状贝氏体的形成温度较高,没有明显板条特征;板条贝氏体屈服强度比粒状贝氏体高出278MPa,抗拉强度高出307MPa;而粒状贝氏体的塑性和韧性指标明显优于板条贝氏体,延伸率和-20℃低温冲击功指标是板条贝氏体的近3倍。     

低屈强比超低碳贝氏体型工程机械用钢的研究

设计了一种超低碳Fe-Mn-Nb-Cu-B系屈服强度为690 MPa级工程机械结构用钢,利用扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)等仪器研究了不同终冷温度对钢组织和性能的影响.结果表明:终冷温度对实验钢组织和力学性能具有较大影响,终冷温度较高时以粒状贝氏体为主,终冷温度较低时以板条贝氏体为主,在其它工艺相同的情况下,随着终冷温度的降低,屈服强度、抗拉强度和屈强比都呈升高的趋势,延伸率呈下降的趋势.终轧后经弛豫处理、终冷温度为350℃的实验钢的综合力学性能最优,屈服强度和抗拉强度分别达到715 MPa与860 MPa,伸长率达到20.6％.分析认为:实验钢的微观组织对其力学性能的变化起着主要的作用,这主要与其贝氏体的类型,组织中M-A岛的数量、大小和形态,还有组织中位错的密度和状态有关.     

冷却工艺对超低碳贝氏体钢组织和性能的影响

采用热模拟试验和实验室轧钢试验,研究了超低碳贝氏体钢在冷却过程中冷却速率和终冷温度对微观组织和力学性能的影响.结果表明,在相同的冷却速率条件下,随着终冷温度的降低,试验钢的微观组织中板条贝氏体数量逐渐增加,但马奥岛体积分数减少,并且形状由长条状全部转变为球状.相同的终冷温度条件下,试验钢微观组织随着冷却速率的增加,粒状贝氏体组织略为变细,马奥岛尺寸减小、数量减少.轧钢试验中,随着冷却速率的提高和终冷温度的降低,试验钢的屈服强度、抗拉强度和屈强比都增加,但冲击韧性随着冷速的增加而明显改善,400～500 ℃范围内终冷对韧性影响不明显.     

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%.     

轧制工艺对460 MPa级低屈强比耐火耐候钢组织性能的影响

利用热模拟方法测定低屈强比耐火耐候钢不同速率冷却后的组织。对比轧后弛豫工艺与未弛豫工艺以及终冷温度对试验钢性能的影响,利用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜分析不同工艺对钢轧后显微组织的影响。结果表明,随冷却速度的增加,钢板组织由多边形铁素体变为针状铁素体+粒状贝氏体复相组织;由于弛豫处理过程中过冷奥氏体部分转变为多边形铁素体,钢板屈服强度和屈强比均下降;随着终冷温度的降低,钢板的屈服强度和屈强比上升,与钢中针状铁素体的细化与M/A组元的弥散强化有关;轧后直接水冷,并控制终冷温度至500~560 ℃,可获得高强度与低屈强比的良好匹配。     

终冷温度对X100管线钢组织与性能的影响

通过光镜、透射电镜、背散射电子衍射技术（EBSD）、拉伸与（-20℃）冲击试验,研究了不同终冷温度对X100管线钢组织、性能的影响规律。结果表明,随终冷温度降低,针状铁素体（AF）、粒状贝氏体（GB）组织逐渐减少,板条贝氏体含量逐渐增加,钢板强度增高,塑韧性降低,当终冷温度在380℃左右时,少量AF、GB组织分割原奥氏体晶粒,板条贝氏体束的有效晶粒尺寸得到细化,钢板具有最优的综合力学性能,屈服强度为775 MPa,抗拉强度为855 MPa,伸长率为16.6%,-20℃冲击功为218 J,各项性能指标均满足X100管线钢的要求。     

高强度工程机械用钢Q550的回火工艺

采用控轧控冷(TMCP)+回火工艺试制了高强度工程机械钢板Q550,研究了不同温度回火后性能和组织的变化.结果表明,回火使抗拉强度持续降低;400 ～ 450℃回火后屈服强度增加,而伸长率降低;500℃以上回火后屈服强度随回火温度上升而下降,而伸长率和低温冲击韧性随着回火温度上升而增加,400 ～ 500℃出现回火脆性.在550℃回火60 min后M/A岛组织分解,贝氏体板条合并粗化,位错密度大大降低,并析出更加细小弥散,直径约为30 nm的Nb、Ti碳氮化物,钢板性能有所提高:屈服强度为725 MPa;抗拉强度为780 MPa;伸长率为20％;-60℃冲击吸收能量平均值为186.7 J.     

M/A岛对粒状贝氏体钢冲击韧性的影响

钢的成分、冷却速度及终冷温度等因素会影响M/A岛形貌和分布.通过力学性能检验和显微组织观察,研究了M/A岛形貌及分布状态对钢的冲击韧性的影响.结果表明:终冷温度是决定M/A岛颗粒大小的重要工艺;细小的M/A岛对粒状贝氏体钢韧性的降低不明显;粗大的M/A岛能降低粒状贝氏体钢的冲击韧性.     

超快速冷却工艺对780 MPa级低碳高强度结构钢组织和力学性能的影响

采用不同的超快速冷却工艺试制了780 MPa级低碳高强度结构钢,结合金相显微镜、SEM扫描电镜分析了不同的冷却工艺对试验钢显微组织和力学性能的影响。结果表明:在相近的冷却速度下,随着终冷温度的降低,试验钢的显微组织中块状铁素体和粒状贝氏体的数量逐渐减少,板条贝氏体的数量增加,屈服强度和抗拉强度升高,伸长率降低。过大的冷却速度和过低的终冷温度使轧制过程中的位错与位错、位错与晶界之间的相互作用保留下来,有效地提高了试验钢的强度。过大的冷却速度使试验钢在低温冲击试验中表现为断口韧窝被严重拉长,小部分区域呈准解理状态,对裂纹扩展阻碍能力变差,韧性下降。     

不同终冷温度对工程机械用钢组织和性能的影响

以超低碳贝氏体钢为研究对象,实验分析了不同终冷温度对该材料抗拉强度、屈服强度、屈强比的影响,并观察了不同终冷温度试样的显微组织。结合文献理论分析了终冷温度对钢显微组织的影响,从讨论了对实验钢力学性能影响机理。结果表明,实验钢伸长率随终冷温度的降低而降低,抗拉强度和屈服强度随着终冷温度的降低而升高。     

轧后冷却工艺对Q800E钢组织及性能的影响

采用低碳Mn-Mo-Nb-Cr-Ni系的成分设计,轧后采用高密层流冷却装置,来研究轧后冷却速度及终冷温度对Q800E工程机械用钢板组织及性能的影响。研究表明,提高冷速或降低终冷温度都可以提高组织中板条贝氏体的比例,细化贝氏体板条,使强度显著提高;但当冷速过大时,弱化了针状铁素体对板条束的分割细化作用;终冷温度较高或冷速较低时,将有利于碳原子的扩散,使组织中M/A组元尺寸增大,部分呈尖角状,甚至在变形带上呈链状分布,严重损害低温冲击韧性。     

高层建筑抗震钢板的轧制工艺与组织性能

采用光学显微镜和万能拉伸试验机等研究了轧制过程中的开冷温度和终冷温度对Q550D钢板的显微组织、铁素体和M/A岛占比以及室温拉伸性能的影响。结果表明,不同开冷温度和终冷温度下,试样中M/A岛的形态主要为颗粒状、块状和断续分布的长条状,且M/A岛主要分布在贝氏体或者铁素体的相界处;试样中M/A岛体积分数会随着开冷温度或终冷温度的降低而不断增加,铁素体含量会随着开冷温度和终冷温度的降低而分别呈现逐渐增加和略有减小的特征;在相同终冷温度下,降低开冷温度对试样抗拉强度的影响不大,而屈服强度和屈强比减小;相同开冷温度下,终冷温度的减小会使得屈服强度和屈强比增大;当开冷温度为755℃、终冷温度为395℃时,试样具有最佳的综合性能,此时抗拉强度和屈服强度分别为781和640 MPa、屈强比为0.82,满足590 MPa级抗震钢板的技术要求。