高品质自卸车厢体用NM450耐磨钢板的开发

采用Nb、Ti、Cr、B微合金化成分,设计和开发了高品质自卸车厢体用0.20%～0.25%C耐磨钢NM450。该钢14 mm板900℃淬火200℃回火的组织为回火板条马氏体,并有少量弥散分布的第二相粒子,具有良好的综合性能。NM450钢抗拉强度1459 MPa,延伸率19%,冲击功104 J,表面硬度值450HBW。在弯曲角度为180°,弯头直径为168 mm条件下,弯曲试样合格。采用CHW-70C焊丝,焊接性能良好,焊接接头抗拉强度839MPa,焊缝冲击功113 J,焊缝硬度值282HV,在弯曲角度为90°,弯头直径为168 mm条件下,弯曲试样合格。     

淬火温度对石油套管用钢27MnCrV冲击韧性的影响

研究了890～780℃淬火对630℃回火的石油套管用钢27MnCrV(%:0.24～0.30C、0.50～0.70Cr、0.06～0.10V)横向冲击功的影响。结果表明,随淬火温度降低,该钢横向V-冲击功显著增加;在保证拉伸强度不降低的情况下,横向最小冲击功由890℃淬火+630℃回火的35 J提高到820℃+630℃回火的66 J。27MnCrV钢最佳热处理工艺为830℃±10℃水淬+630℃回火空冷,其屈服强度847～860 MPa,抗拉强度922～930 MPa,横向冲击功57～66 J,满足标准要求。     

低焊接裂纹敏感性低碳贝氏体高强度钢板Q800CFE的研发

研发的25 mm Q800CFE钢板(/%:0.04~0.08C,0.20~0.50Si,1.50~1.80Mn,≤0.015P,≤0.005S,0.015~0.060Nb,≤0.30Mo,≤0.03Ti,0.0008~0.0030B;裂纹敏感性指数≤0.23)的冶金流程为铁水预处理-120 t转炉-LF-RH-220 mm CC-轧制工艺。成品板终轧≤850℃,水冷至≤400℃,冷却速度20~30℃/s,并进行530~635℃回火处理。测试了Q800CFE钢板的动态连续冷却转变(CCT)曲线,研究了回火温度对组织和力学性能的影响,以及试验了该钢的焊接性能。结果表明,随回火温度增加,板条组织尺寸增大;在530℃回火时,Q800CFE钢板具有较优的力学性能,抗拉强度≥900 MPa、伸长率≥15%,-40℃夏比冲击功≥100 J;25 mm板室温下预热75℃焊接接头即可防止产生冷裂纹。     

高强韧U20Mn2SiCrNiMo贝氏体钢轨热处理工艺的优化

研究正火-回火和等温热处理工艺对U20Mn2SiCrNiMo贝氏体钢轨显微组织和力学性能的影响。结果表明:试验钢经900℃正火+300℃回火后的力学性能为抗拉强度为1396MPa,伸长率为16.0%,冲击吸收功K_U2为57J,HB硬度值402;试验钢经870～930℃加热空冷至300℃等温处理后,抗拉强度基本保持在1300 MPa左右,伸长率为17.0%,冲击吸收功K_U2≥80 J,HB硬度值375～395;和传统的正火+回火工艺相比,优化的等温热处理工艺可以大幅提高U20Mn2SiCrNiMo贝氏体钢轨的冲击韧性,室温冲击吸收功由57J提高到80J以上,提高40%～56%,而断后伸长率基本保持不变,抗拉强度和踏面硬度略有降低。最佳优化工艺为:870℃正火后空冷至300℃保温4h后空冷。     

热处理对Φ245 mmx l2 mm V150高抗挤毁套管用钢27CrMnMoV组织和性能的影响

试验用Φ360 mm 27CrMnMoV钢(/%:0.27C,0.25Si,0.92Mn,1.06Cr,0.75Mo,0.009P,0.003S,0.088V)铸坯经穿孔和Φ340连轧机组热轧成Φ244.48 mm×15.11 mm无缝管。试验研究了830～950℃水淬,880℃水淬+600～680℃ 30～120 min回火,以及880℃两次水淬+620～660℃回火工艺对该钢管组织和性能的影响。一般要求V150管屈服和抗拉强度分别为1034～1241 MPa和≥1103 MPa,0℃横向冲击功≥80 J。结果表明,一次淬火+630～655℃ 60min回火时Mo和V碳化物析出产生二次硬化,其屈服和抗拉强度分别为1 034～1 150 MPa和1 103～1 225 MPa,0℃横向冲击功为80～108 J。二次淬火+635～655℃ 60 min回火工艺,循环淬火使奥氏体晶粒细化,提高强度的同时显著改善韧性,其屈服和抗拉强度分别为1 034～1 170 MPa和1 103～1 240MPa,0℃横向冲击功为80～120 J,比一次淬火+回火工艺更容易实现V150高抗挤毁套管性能的稳定性控制。     

热处理对Φ245 mm×12 mmV150高抗挤毁套管用钢27CrMnMoV组织和性能的影响

试验用Φ360 mm 27CrMnMoV钢(/%:0.27C,0.25Si,0.92Mn,1.06Cr,0.75Mo,0.009P,0.003S,0.088V)铸坯经穿孔和Φ340连轧机组热轧成Φ244.48 mm×15.11 mm无缝管。试验研究了830～950℃水淬,880℃水淬+600～680℃30～120 min回火,以及880℃两次水淬+620～660℃回火工艺对该钢管组织和性能的影响。一般要求V150管屈服和抗拉强度分别为1034～1241 MPa和≥1103 MPa,0℃横向冲击功≥80 J。结果表明,一次淬火+630～655℃60 min回火时Mo和V碳化物析出产生二次硬化,其屈服和抗拉强度分别为1 034～1 150 MPa和1 103～1 225 MPa,0℃横向冲击功为80～108 J。二次淬火+635～655℃60 min回火工艺,循环淬火使奥氏体晶粒细化,提高强度的同时显著改善韧性,其屈服和抗拉强度分别为1 034～1 170 MPa和1 103～1 240MPa,0℃横向冲击功为80～120 J,比一次淬火+回火工艺更容易实现V150高抗挤毁套管性能的稳定性控制。     

回火工艺对热轧U20Mn2SiCrNiMo贝氏体钢轨组织性能的影响

U20Mn2SiCrNiMo贝氏体钢轨的生产流程为150 t 转炉-LF-VD-280 mm×380 mm铸坯 轧制,终轧930~980 ℃,空冷-340 ℃ 4 h两次回火,空冷。U20Mn2SiCrNiMo钢热轧态(终轧930~980 ℃空冷）和(320 ℃一、二次回火)组织均由贝氏体、马氏体和残余奥氏体组成。力学性能试验结果表明：U20Mn2SiCrNiMo钢轨最佳回火工艺为320 ℃ 4 h空冷+320 ℃ 4 h空冷二次回火,其性能为：屈服强度1242 MPa,抗拉强度1393 MPa,HBW硬度值417,伸长率15.0%,断面收缩率60%,冲击吸收功K_U2 98 J,轨底纵向残余应力+180 MPa。     

新型工程机械用Q550钢气保焊性能研究

采用Φ1.2mm的WH70-G的实芯气保焊丝对16mm厚的新型Q550D钢板进行富氩气体保护对接焊,针对焊接接头分析了显微组织,进行了拉伸、弯曲、冲击、硬度等力学性能检测。接头断面上没有发现气孔、夹杂、裂纹等明显缺陷,焊缝区组织为针状铁素体+先共析铁素体,热影响区粗晶区组织为粒状贝氏体;接头抗拉强度达到760 MPa,断裂位置均位于母材,D=3a,180°冷弯试验合格,接头塑性良好,焊缝、熔合线、热影响区-20℃冲击功均大于47J。表明所采用不预热的焊接工艺能够满足Q550D钢的焊接技术要求。     

高性能WNQ690钢气体保护焊试验研究

以WNQ690钢为研究对象,采用气保护焊接工艺,焊接线能量控制在15kJ／cm,WER70NH匹配WNQ690钢进行焊接,研究WNQ690钢焊接性能及焊接组织结构。接头抗拉强度为750MPa,冷弯性能优良,焊缝-40℃平均冲击功为137J,熔合线及热影响区冲击功均达到较高水平,焊接接头的HV10硬度在234-300之间,说明WNQ690钢淬硬倾向较小。WNQ690钢材的组织为回火贝氏体,焊接接头过热区组织为贝氏体,焊缝中含有较多的针状铁素体和少量的先共析铁素体,焊接热影响区的细小贝氏体组织使焊接热影响区具有较高的冲击韧性。     

正火预热处理对42CrMo曲轴钢调质后的组织与性能影响

利用金相显微观察及力学性能分析,研究调质处理、正火+调质热处理对42CrMo曲轴钢组织与性能的影响。结果表明,经过860℃淬火+580℃回火处理后,曲轴钢基体组织为回火索氏体,但轴颈心部区域白色铁素体数量较多且晶粒粗大、分布不均。其力学性能为抗拉强度997～1211 MPa,屈服强度990～1204 MPa,伸长率11%～13%,断面收缩率40%～48%,冲击功72～90 J。而在调质热处理前增加一次(880℃空冷)正火预处理后,42CrMo曲轴钢的显微组织更趋均匀化,其力学性能为抗拉强度1100～1220 MPa,屈服强度1107～1188 MPa,伸长率13%～15%,断面收缩率50%～56%,冲击功83-91 J。因此,880℃空冷正火预处理+860℃淬火与580℃高温回火是42CrMo曲轴钢优化的热处理工艺。     

鞍钢17Mn阻尼钢4 ~ 100 mm板的研制

鞍钢研制的 17Mn 阻尼钢(/% ：0.02C, 0.08Si, 17.53Mn, 0.014P, 0.002S, 0.005Als) 4 ~ 100 mm 板,其 屈服强度311 ~4O7 MPa,15~100 mm板-20°C. V型缺口冲击吸收能量113-144 J,焊接后焊接接头抗拉强度651 ~ 654 MPa,焊接后-20 °C V型缺口冲击吸收能量66~84JO 17Mn阻尼钢组织为残余奥氏体和e马氏体,使用动态机 械热分析仪检测其阻尼性能。在30 °C ,50 Hz双悬臂应变扫描条件下,不同厚度阻尼钢阻尼值均大于0.02;在100 Hz 下测试不同厚度阻尼钢阻尼值均大于0.05,阻尼值高于传统的低合金结构钢Q235、Q345(0.008和0.010 ~0.013)。     

安钢Nb微合金化高强度船体结构钢板的开发

安阳钢铁公司通过100 t转炉-100 t LF-200 mm×1 500 mm连铸机-2800 mm中板轧机生产流程开发了Nb微合金化高强度船板。生产数据统计结果表明,通过精确控制钢的成分(%:0.13～0.16C、0.33～0.43Si、1.31～1.42Mn、0.007～0.014P、0.005～0.0185、0.021～0.039A1、0.018～0.022Nb),精轧开始温度950℃,精轧累积压下率≥50%,终轧温度780～850℃,使AH36牌号6～25 mm钢板的晶粒度为9～9.5级,屈服强度360～475 MPa,抗拉强度490～610 MPa,δ5伸长率18%～36%,0℃冲击功110～221J。     

303F易切削不锈钢Φ9.0 mm盘条的工艺开发与生产实践

易切削不锈钢盘条303F(/%:≤0.15C,≤1.0Si,≤2.0Mn,0.15～0.35S,≤0.045P,17.00～19.00Cr,8.00～10.00Ni,≤0.6Mo)的生产工艺流程为30 t EBT EAF-AOD-LF-150 mm×150 mm CC-高速线材轧制Φ9.0 mm盘条。通过AOD还原熔渣二元碱度1.0～1.4使硫铁中硫的回收率达到70%以上,LF精炼≤45min,能有效防止[S]的流失。连铸钢水过热度30～40℃,二冷比水量0.28～0.32 L/kg,选用特定保护渣,能有效的避免絮流,铸坯表面质量良好,连铸坯低倍中心疏松≤2.0级,中心偏析≤2.0级,锭型偏析≤2级,无气孔缺陷。开轧温度1 230～1250℃,终轧温度≥1050℃,进行关水轧制,能有效避免轧制头部开裂。结果表明,303F 钢中硫化物夹杂级别为2.5～3.0级,以MnS夹杂为主。盘条抗拉强度650～670 MPa,晶粒度11～12级,HBW硬度值180～195,车屑呈银灰色的断屑。     

奥氏体化温度对辗压圈圆成型NM360-YLJ耐磨钢组织与性能的影响

设计研发了360度辊压成型压路机振轮耐磨钢NM360-YLJ,研究结果表明:最佳的奥氏体化温度为870～910℃,淬火马氏体板条上分布着沿多个惯析方向析出的碳化物,宽度15～50 mm,长度60～110 mm,马氏体板条束内包含多个由大角度晶界构成的板条块,大角度晶界取向差主要分布在60°左右,所占比例为63.5%～66.9%,马氏体块宽度0.08～6.6μm,钢的屈服强度980～1 000 MPa、抗拉强度1 182～1 198 MPa、延伸率22%～25%、表面维氏硬度值363～379HV, -40℃低温冲击功160～175 J,具有良好的强韧性匹配以及辊压成型性能。     

Nb对Cr-Co-Ni-Mo系超高强度齿轮钢组织和力学性能的影响

所研究的Cr-Co-Ni-Mo齿轮钢(/%:0.05～0.15C,4.2～6.3Ni,14.5～16.2Co,4.2～6.4Cr,3.8～5.3Mo,0.8～1.5W,0.1～0.4V,≤0.005S,≤0.008P,不加Nb和加0.01～0.03Nb)由200 kg真空感应冶炼+真空自耗重熔冶炼,并轧成Φ50mm的棒材。试样经1 050℃ 1h固溶处理,油冷,-80℃ 2 h冷处理,再经560℃ 7h时效处理。结果表明,加Nb钢中,Nb在晶界或亚晶界以微合金碳氮化物存在,有细晶强化作用,加0.01%～0.03%Nb后钢的抗拉、屈服强度和冲击功分别由无Nb钢的1 850、1 598 MPa和22 J提高至2057、1 964 MPa和33J。     

镍对09CuPCrNi耐候钢高温力学性能的影响

采用Gleeble 3000热模拟实验机测试和研究了CCT曲线以及镍含量对09CuPCrNi耐候钢(%:0.08C、0.34～0.35Cu、0.091～0.099P、0.53～0.55Cr、0.02～0.27Ni)的700～1 300℃塑性和抗拉强度的影响。结果表明,当钢中Ni含量由0.27%降至0.02%时,Ar₁、Ar₃分别由670.2℃和860.0℃升至710.0℃和882.5℃,并且贝氏体和马氏体相变也提前发生,800℃高温脆性温度区增宽,950℃高温脆性区消失。0.02%Ni耐候钢09CuPCrNi室温抗拉强度475～485 MPa,伸长率32%～34%,冲击功72～84 J,满足该耐候钢力学性能使用要求。     

P110级25MnV钢石油套管热处理工艺的优化

通过CCT曲线测定和热处理正交试验,研究了890～930℃25～45 min淬火和570～610℃50～80min回火参数对25MnV钢(%:0.25～0.30C、1.50～1.80Mn、0.06～0.15V)245 mm×12 mm管组织和力学性能的影响。结果表明,采用910℃35 min水淬+590℃65 min回火,套管的综合力学性能最佳:屈服强度878～906MPa,抗拉强度923～963 MPa,伸长率16.6%～17.4%,满足标准要求。     

硼对780 MPa低碳贝氏体钢组织和力学性能的影响

试验低碳贝氏体钢（/%:0.08C,0.11~0.13Si,1.10~1.20Mn,0.008~0.009P,0.002S,0.21~0.23Ni,0.020~0.021Ti,0.003~0.004Nb,0~0.0010B,0.000 7~0.0008O,0.0031~0.0033N）由50kg真空感应炉熔炼,轧成45mm钢板,并经930℃淬火,610℃回火。研究了0.0010%硼对780 MPa低碳贝氏体钢45mm板组织和力学性能的影响。结果表明,硼可显著提高试验钢的淬透性,不含硼试验钢淬火后得到粒状贝氏体,0.0010%硼试验钢淬火后得到板条贝氏体。硼明显改善试验低碳贝氏体钢的力学性能,含0.0010%硼试验钢淬、回火后的抗拉强度834MPa和屈服强度771MPa远高于不含硼试验钢的抗拉强度702MPa和屈服强度591MPa,实际生产中应加入适量硼可使低碳贝氏体钢得到板条贝氏体。