热处理对高强建筑用钢组织和力学性能的影响

采用箱式电阻炉对高强度建筑钢进行了不同温度的回火,并对回火试样进行了显微组织观察,对拉伸性能和冲击性能进行了检验。结果表明,试验钢回火后组织以铁素体+贝氏体为主,随着回火温度升高,M-A逐渐分解,粒状贝氏体含量减少,铁素体晶粒尺寸增加;抗拉强度、屈服强度、屈强比和冲击功均先升高后降低,伸长率增加,断面收缩率则先略有降低后升高。综合考虑力学性能试验结果,当试验钢回火时间为60 min时,最佳回火温度为600℃。     

热处理对高强建筑钢组织和性能的影响

对试验钢进行了不同的两相区直接淬火+回火处理。对试样显微组织进行了观察,并对力学性能进行了检测,研究了淬火温度和回火温度对试验钢组织和性能的影响。结果表明,钢板回火显微组织以多边形铁素体+岛状回火马氏体为主。随着直接淬火温度的升高,回火马氏体含量增加,铁素体含量减少,组织中少量珠光体逐渐转变为贝氏体;屈服强度和抗拉强度均升高,屈强比先保持恒定后有所升高,伸长率逐渐下降,冲击功则是先大幅降低后几乎不变。当回火温度低于400℃时,马氏体形态没有明显改变;当回火温度超过500℃时,马氏体岛开始分解,碳化物析出量增加。随着回火温度升高,抗拉强度几乎呈线性降低,屈服强度则先升高后降低,屈强比升高,伸长率和冲击功先下降后提高。     

建筑用抗震钢板的控轧控冷工艺与性能研究

研究了开冷温度、终冷温度和轧制工艺对低碳高锰建筑钢板常温拉伸性能、-40℃冲击功、屈强比和显微组织的影响,分析了工艺参数与性能之间的关系和作用机理。结果表明,随着开冷温度的降低,屈强强度、抗拉强度和-40℃冲击功逐渐降低,而断后伸长率逐渐增加,适当降低开冷温度有助于降低材料的屈强比;随着终冷温度的降低,屈服强度和抗拉强度逐渐升高,而断后伸长率和-40℃冲击功逐渐减小,屈强比上升。试验钢具有较高强塑性的同时具有较低的屈强比,主要与组织中相对软的贝氏体铁素体和较硬的M-A岛复相组织以及晶粒尺寸有关。     

控冷返红温度对Q390D钢组织及性能的影响

研究控冷返红温度对屈强比小于0.8的Q390D钢组织与性能的影响。结果表明:随着返红温度的升高,晶粒尺寸增加、贝氏体数量减少、铁素体数量增加,导致钢材的屈服强度降低,同时M-A岛的数量增多、尺寸增大,导致抗拉强略有升高,屈强比和冲击功(-40℃)降低。满足低屈强比Q390D钢力学性能要求的返红温度在590～620℃。     

工程机械用HG60钢在不同轧制控冷工艺下的力学性能变化

通过GT800、SEM、TEM、OM等手段研究了控冷自回火温度,对屈强比小于0.8的工程机械用钢HG60的组织与性能的影响。结果表明:随着自回火温度的升高,晶粒尺寸增加、贝氏体数量减少、铁素体数量增加,导致钢材的屈服强度降低,同时M-A岛的数量增多、尺寸增大,导致抗拉强度略有升高,屈强比和冲击功(-40℃)降低。满足低屈强比HG60钢力学性能要求的自回火温度在590~620℃。     

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。     

500kV多回路输电线路Q460钢铁塔服役性能研究

采用箱式电阻炉对输电铁塔用Q460钢板进行了不同工艺的正火和回火处理,采用光学显微镜对热处理试样显微组织进行了观察,并对拉伸、冲击、硬度进行了检测,研究了热处理对输电塔服役性能的影响。结果表明,钢材正火组织主要为珠光体+铁素体+贝氏体以及少量M-A组织,随正火温度升高,铁素体、珠光体含量逐渐减少,材料拉伸性能小幅提高,冲击功和硬度增加;随回火温度升高,M-A岛逐渐分解,贝氏体基体上析出较多颗粒状碳化物,钢的抗拉强度和屈服强度均降低,伸长率先小幅增加,在温度超过400℃后有所降低,硬度则几乎不变,860℃正火钢断面收缩率先降低后升高,冲击功先升高后降低,均在回火温度为300℃时达到极值,920℃正火钢断面收缩率和冲击功先升高后几乎保持不变。     

回火温度对建筑结构钢Q460qD组织和力学性能的影响

对轧态Q460qD钢板进行450～600℃保温60 min的回火试验,通过显微组织观察、拉伸性能测试等方法研究了回火温度对Q460qD钢组织结构和力学性能的影响。结果表明:轧态Q460qD钢组织由细小针状铁素体、粒状贝氏体和M-A岛组成。经过450～600℃保温60 min回火处理后,随着回火温度的升高,组织中M-A岛逐渐分解,尺寸也越来越小。600℃×60 min回火后,M-A岛基本分解完全。随着回火温度的升高,Q460qD钢抗拉强度先降低再升高,屈服强度逐渐升高,屈强比逐渐升高。     

轧制工艺参数对高强度桥梁钢组织和力学性能的影响

通过真空感应炉冶炼了Q690qE试验钢,并采用不同的控制轧制+超快冷工艺将试验钢轧制成12 mm厚的钢板。对钢板组织和性能进行了检测,研究了终冷温度、终轧温度对钢板组织和性能的影响。结果表明,随着终冷温度的提高,组织中上贝氏体含量减少,粒状贝氏体含量增加,M/A组织尺寸增加;抗拉强度和屈服强度均降低,伸长率逐渐提高,低温冲击韧性大幅降低;随着终轧温度的降低,组织中粒状贝氏体含量有所减少,M/A组织尺寸减小,抗拉强度和屈服强度提高,屈强比提高,伸长率下降,低温冲击韧性大幅升高。     

回火温度对低合金高强度贝氏体钢组织和性能的影响

研究了回火温度对一种低温压力容器用低合金高强度(HSLA)贝氏体钢组织和性能的影响。结果表明,经过910℃淬火后组织为粒状贝氏体,贝氏体板条界面及板条上分布有条状或块状M-A岛。回火温度在350~550℃区间升温时,M-A岛分解析出渗碳体;回火温度为635℃时,M-A岛完全分解为细小弥散的渗碳体颗粒;回火温度升至700℃时,贝氏体铁素体组织发生再结晶,板条结构消失,成为块状铁素体结构,渗碳体明显粗化。随着回火温度的升高,抗拉强度降低,伸长率和-50℃冲击功增加,屈服强度先升高后降低,冲击断口由脆性解理断口向韧性纤维断口变化。经过910℃淬火+635℃回火后达到最佳的强韧匹配度,抗拉强度为606 MPa,-50℃冲击功达到279 J。     

回火温度对低合金高强度贝氏体钢组织和性能的影响北大核心CSCD

研究了回火温度对一种低温压力容器用低合金高强度(HSLA)贝氏体钢组织和性能的影响。结果表明,经过910℃淬火后组织为粒状贝氏体,贝氏体板条界面及板条上分布有条状或块状M-A岛。回火温度在350~550℃区间升温时,M-A岛分解析出渗碳体;回火温度为635℃时,M-A岛完全分解为细小弥散的渗碳体颗粒;回火温度升至700℃时,贝氏体铁素体组织发生再结晶,板条结构消失,成为块状铁素体结构,渗碳体明显粗化。随着回火温度的升高,抗拉强度降低,伸长率和-50℃冲击功增加,屈服强度先升高后降低,冲击断口由脆性解理断口向韧性纤维断口变化。经过910℃淬火+635℃回火后达到最佳的强韧匹配度,抗拉强度为606 MPa,-50℃冲击功达到279 J。     

轧制工艺参数对Q345建筑钢组织和强度的影响

采用不同的TMCP工艺,轧制了16mm厚的Q345建筑钢板材。对钢材的金相组织进行了观察,对抗拉强度和屈服强度进行了测试。结果表明,随着精轧温度区间向较低的轧制温度推移时,钢材F+P(铁素体+珠光体)组织明显细化,抗拉强度和屈服强度均逐渐升高,屈强比小幅增加;随着冷却速度的增加,组织由F+P逐渐向F+B(铁素体+贝氏体)转变,抗拉强度和屈服强度均逐渐升高,屈强比明显增加,特别是当冷却速度超过40℃/s时屈强比大幅提高;随着终冷温度的增加,F组织尺寸增大,P含量降低,抗拉强度和屈服强度均线性降低,屈强比也几乎呈线性降低的趋势。     

复相组织构成对低碳合金钢塑性变形行为的影响

通过热轧试验、显微组织观察、性能测试和电子背散射衍射(EBSD)分析,研究了不同工艺下获得的连续油管用低碳合金钢的复相组织以及力学性能,并结合原位拉伸扫描电镜(SEM)分析,研究了具有复相组织的低碳合金钢在变形过程中的塑性变形行为。结果表明:复相组织为64%针状铁素体+32%贝氏体+4%M/A岛的试验钢综合力学性能最好,抗拉强度和屈服强度最高,分别为734 MPa和608 MPa,屈强比为0. 83。贝氏体+M/A岛组织作为试验钢中的硬化相,可提高钢的屈服强度。M/A岛组织作为硬化相,通过相变强化作用可提高材料的抗拉强度,对获得低屈强比十分有利。试验钢组织中仅贝氏体为硬化相,屈服强度有所降低,屈强比升高到0. 87。试验钢中马氏体作为硬化相时,使其在断裂过程中易在铁素体马氏体相界面形成微孔和微裂纹,使试验钢屈服强度降低到530 MPa,抗拉强度提高,达到690 MPa,没有满足力学性能指标目标值。     

返红温度对低屈强比高强度耐火耐候钢组织及性能的影响

采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)等方法对不同返红温度下的低屈强比高强度耐火耐候钢的微观组织及力学性能进行了研究与分析。结果表明:当钢板水冷后的返红温度从550 ℃下降至350 ℃时,试验钢显微组织由铁素体和少量贝氏体逐渐转变为由板条贝氏体和弥散细小的M-A岛组成的复相组织结构,贝氏体板条尺寸进一步细化,钢板的屈服强度、屈强比明显升高,抗拉强度变化不大,断后伸长率降低。在返红温度为450~500 ℃范围内试验钢具有较低的屈强比和更优异的强韧性匹配。     

Q345NQR2铁路用高强度钢板的开发

通过低碳及微合金化学成分设计,研究了始冷温度对低屈强比铁路用Q345NQR2钢组织和性能的影响。结果表明,在相同终轧温度下,随着始冷温度的降低,钢板的屈服强度降低,抗拉强度变化不大。实验钢的组织为铁素体+珠光体,组织内珠光体与铁素体微区维氏显微硬度差不小于14HV时,钢板的屈强比不大于0.73,-40 ℃冲击功大于90 J,满足了铁路车辆用钢的性能要求。     

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。     

控轧控冷对高强建筑用钢组织与性能的影响

对一种试验性的高强建筑用钢进行了控制轧制和控制冷却处理,研究了终冷温度对试验钢力学性能和显微组织的影响,并对拉伸断口形貌进行了观察。结果表明,试验钢在终冷温度为450℃时具有较高的强塑性和低屈强比,能够满足780 MPa级高层低屈强比建筑用钢的要求;在终冷温度为650℃时,试验钢中的M-A岛状组织更加粗大、含量相对较高,形状主要以多边形和和条带状形态为主,而终冷温度为450℃时,试验钢中M-A岛状组织的数量相对较多,尺寸相对细小,且主要以颗粒状形态存在;贝氏体铁素体基体上弥散分布着颗粒状M-A岛的复相组织有利于提高试验钢的强塑性并降低屈强比;终冷温度为450℃时试验钢的抗拉强度、规定塑性延伸强度、断后伸长率和屈强比分别为1070 MPa、825 MPa、16. 6%和0. 771。      

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。     

回火温度对Q420qENH钢板组织和力学性能的影响

通过显微组织观察、电子背散射衍射技术、拉伸试验、冲击试验等方法，研究了回火温度对Q420qENH钢板组织和力学性能的影响。结果表明：420～620℃回火的钢板组织为粒状贝氏体和铁素体，基体组织略微粗化，大尺寸M-A组元分解，但仍有部分细小较稳定的M-A组元得以保留，且呈弥散分布。与轧态钢板相比，620℃回火的钢板屈服强度从467 MPa升高至505 MPa,抗拉强度从655 MPa降低至589 MPa,屈强比从0.71升高至0.86,-40℃冲击吸收能量从175 J升高至278 J;脆硬相M-A组元含量降低不仅导致钢板屈强比升高，还降低了裂纹萌生倾向，且大角度晶界比例增加，阻碍裂纹扩展的能力增强，两者共同作用使得钢板的低温冲击韧性明显改善。在520～620℃回火的试验钢板具有高强韧性和较低屈强比的优异力学性能。     

水电用SX780CFZ35特厚板热处理工艺研究

针对水电用SX780CFZ35特厚钢板需具备易焊接、高强度、良好的塑性和低温韧性的要求,研究了热处理工艺对其力学性能及金相组织的影响。结果表明,在相同淬火温度下,钢板屈服强度、抗拉强度随回火温度的升高而降低,但冲击功随回火温度的升高而升高,屈强比则呈先上升后下降的趋势。在相同回火温度下,随淬火温度的升高,钢板强度增加,冲击功降低。820 ℃淬火,钢板组织存在较大比例未溶铁素体,为贝氏体和细小铁素体双相组织;860 ℃以上淬火,钢板组织为贝氏体,回火后为回火索氏体组织。热处理工艺为900 ℃淬火+620 ℃ 回火时,钢板冲击功达到100 J以上,强度依然能符合技术协议要求,为最佳热处理工艺。