退火工艺对含Nb高强无取向硅钢组织及性能的影响

研究了退火工艺对含Nb高强冷轧无取向硅钢组织、磁性能与力学性能的影响。退火温度升高与退火时间延长均可导致Nb在晶界处的偏聚减弱、富Nb析出相粒子的固溶与粗化,因此阻止晶界迁移的钉扎力降低,晶粒长大;富Nb相粒子粗化与晶粒长大均可降低铁损,但也同时使得强度显著降低。因此,含Nb高强冷轧无取向硅钢的磁性能与力学性能无法同时得到优化。当采用940℃保温270 s退火工艺后,Nb偏聚于该钢晶界并同时有大量富Nb相粒子析出,有效抑制了晶粒长大与g织构的发展,可以在磁感和铁损尚未明显恶化的情况下,通过晶粒细化和析出强化有效提高该钢的屈服强度,达到该钢磁性能与力学性能的最佳匹配,此时磁感应强度B_(50)为1.690 T,铁损P_(1.5/50)为4.86 W/kg,P_(1.0/400)为30.47 W/kg,屈服强度为505 MPa,断后伸长率为17.55%。     

加入Ld、RE和Sb对镁合金AZ91D显微组织的影响

镁合金晶粒尺寸的大小对强度的影响较大,细化镁合金的晶粒可显著提高其力学性能.主要研究了加入稀土La和混合稀土RE巨以及细化晶粒元素Sb对镁合金AZ91D显微组织的影响.结果表明,稀土和Sb合金化所产生的(Al,Mg)11La3相、Mg3Sb2相、Al4RE相等大多以针状和杆状偏聚在晶界上,阻碍了晶粒的长大,起到改善晶粒和强化晶界的作用,合金经时效处理后得到均匀分布的短棒状的沉淀相,产生了沉淀强化效应.     

新一代低碳钢--HSLC钢

在整个钢生产过程中,综合考虑了钢的冶金质量控制和轧制工艺控制,实现了低碳钢晶粒细化和第二相析出综合强化,使普通成分的低碳钢或不添加微合金元素V,Nb的低C-Mn钢的屈服强度达到了400～500MPa,开发了新一代低碳钢--HSLC钢.介绍了HSLC钢的力学性能及其冶金质量控制,主要为HSLC钢与HSLA钢的力学性能对比;CSP条件下低碳钢中碳的控制;电炉钢低氮控制理论与控制技术;夹杂物超细化-纳米硫化物和氧化物固态析出的成分设计原则和控制技术以及钢中铝的作用与控制.并对低碳钢中纳米铁碳化物的析出及其对钢的强化作用、转炉薄板坯连铸连轧生产HSLC钢以及HSLC钢用于建筑钢筋生产的可能性进行了分析讨论,指出HSLC钢具有广阔的发展前景.     

CSP流程铁素体轧制对低碳钢组织性能的影响

通过光学显微组织观察、扫描电镜形貌观察、透射电镜形貌观察和力学性能检验,对比研究了CSP流程奥氏体轧制和铁素体轧制工艺下获得的低碳钢热轧板,以及其后续冷轧+罩式退火、冷轧+连续式退火产品的组织及性能。结果表明:采用奥氏体轧制工艺的热轧板平均晶粒尺寸为10.3μm,珠光体或渗碳体主要分布在三角晶界处,而采用铁素体轧制工艺的热轧板平均晶粒尺寸达到23.4μm,珠光体或渗碳体不仅分布在晶界上,还分布在铁素体晶粒内,并且位错密度有所降低。在后续的罩式退火板和连续式退火板中,铁素体轧制工艺的晶粒尺寸仍略粗一些。采用铁素体轧制工艺以后,各板的规定塑性延伸强度和抗拉强度均降低,其降低值分别可达到102 MPa和66 MPa。晶粒粗大是铁素体轧制强度降低的主要原因。     

20Cr2Ni4A钢中奥氏体晶界遗传现象

对２０Ｃｒ２Ｎｉ４Ａ钢经高温预淬处理获得的粗大奥氏体晶粒的晶界在再次加热后的遗传现象进行了研究。研究认为，奥氏体晶界遗传与奥氏体晶粒遗传在产生机理上是有所不同的；奥氏体晶界遗传是由于成分和夹杂物在晶界偏聚，而这种偏聚在随后的加热保温过程中仍大量保留下来并且阻碍晶粒穿越晶界长大或合并而形成的。研究表明，这种奥氏体晶界遗传受热变形的影响，热变形的程度越大，则晶界遗传现象越不明显。     

Zr对Ni3Al晶界及力学性能的影响

对不同Ｚｒ含量Ｎｉ３Ａｌ的力学性能及晶界的研究结果表明：随Ｚｒ含量的增加，合金的屈服强度和抗张强度不断提高；当Ｚｒ≤０．７ａｔ．－％时，塑性随Ｚｒ含量的增加而提高；但Ｚｒ含量达１．２ａｔ．－％时，Ｚｒ的增塑效果下降．Ａｕｇｅｒ能谱分析表明：Ｚｒ在晶界有偏聚，偏聚因子约为３．断口观察显示：不含Ｚｒ或Ｚｒ含量为１．２ａｔ．－％的Ｎｉ－２４．０Ａｌ合金均为沿晶断裂，其余含Ｚｒ合金的断裂方式为穿晶、沿晶混合断裂．这表明：含Ｚｒ的Ｎｉ３Ａｌ塑性和Ｚｒ在晶界的偏聚有密切关系．     

Ni3Al（Z）合金室温拉伸性能及Zr韧化机制的探讨

热处理温度显著影响Ni3Al(Zr)合金的显微组织和室温力学性能。本实验采用SEM，TEM，AES等手段对轧制处理后的试样进行了研究。随着热处理温度升高，再结晶体积百分数增加，再结晶晶粒尺寸增大，室温拉伸强度降低。但室温拉伸塑性随热处理温度升高而增加，在850℃热处理时达到最大值，然后随热处理温度升高而显著降低。俄歇能谱(AES)研究表明Zr在850℃热处理时的晶界偏聚量明显高于1100℃热处理时的偏聚量，说明Zr在室温的塑化作用与其在晶界的分布有关。     

12Cr1MoV钢连续冷却过程中P的晶界偏聚

采用分步冷却工艺，研究了连续冷却过程中12Cr1MoV钢中P的非平衡晶界偏聚过程，实际测得在813K恒温45h时，P在晶界的偏聚量为4．1at％，相应的理论计算等效时问te(813K)=42．558h时，P在晶界的偏聚量为4．4at％，表明实验结果与理论计算值相吻合。从而说明晶界偏聚的等效时间理论能很好地解释分步冷却工艺中P的非平衡晶界偏聚动力学和分步冷却工艺加速脆化的机理。     

钛元素强化低碳钢机理的热模拟研究

为了研究钛元素在低碳钢中的强化作用,利用Gleeble 3800热模拟机对两种实验钢在变形和冷却过程中的组织演变和强化机理进行了对比研究.结果 表明:在相同的轧制工艺下,含钛钢及低碳钢的组织均显著细化,钛元素不会使实验钢的晶粒尺寸产生显著的差异;含钛钢在不同工艺下的屈服强度变化规律与沉淀强化效果的走势大体一致,形变诱导析出会同时对含钛钢的细晶强化与沉淀强化效果产生影响,在900℃轧制后保温100 s,随后在600℃等温600 s的含钛钢的屈服强度达到最大值,透射电镜(TEM)照片表明,其室温组织中存在大量3～7 nm的析出相粒子,产生了强烈的沉淀强化效果;钛元素加入低碳钢中,对固溶强化和位错强化影响不大,略微提高了细晶强化效果,高额的沉淀强化效果是含钛钢屈服强度提高的主要原因.     

硼在金属间化合物Ni3Al晶界的平衡偏聚

应用扫描俄歇探针研究了硼在金属间化合物Ｎｉ３Ａｌ晶界的平衡偏聚特性。研究结果表明，硼在Ｎｉ３Ａｌ晶界的偏聚符合Ｌａｎｇｒｎｕｉｒ一ＭｃＬｅａｎ平衡偏聚理论；实验得到硼在Ｎｉ－２４ａｔ．－％Ａｌ合金中晶界偏聚自由能△Ｇ＝－２２１５９－２４．７４Ｔ（Ｊ／ｍｏｌ）：硼在Ｎｉ３Ａｌ晶界的偏聚受晶界结构和晶界化学环境的影响。不同结构的晶界存在着硼偏聚的不均匀性，硼在富镍晶界的偏聚比在富Ａｌ晶界更为显著，合金元素对硼在Ｎｉ３Ａｌ晶界偏聚的影响与其在Ｎｉ３Ａｌ中占据的亚阵位置有关。     

Ultrafine grain refinement in a low alloy steel

The phenomenon of grain refinement was studied in a steel containing 0.15% C, 0.32% Si, 1.4% Mn, and 0.43% V. Initial austenite grain size was found to be 50 μm, determined by quenching the specimen in an iced brine solution from 1150 °C. Transformational grain refinement (TGR) was applied to give a reasonable refinement in the grain size. A rolling reduction of about 67% was given to specimens at 900 °C, which was followed by air cooling. Cold rolling and recrystallization of these specimens gave refinement of grains down to 1 μm size was obtained. The electron backscattered diffraction (EBSD) technique was used to determine low- and high-angle grain boundaries that are effectively used to determine the substructure contribution at various stages of recrystallization.     

X60钢在CSP热轧过程中的组织演变与混晶现象

研究包钢CSP生产线上同一X60钢轧件经不同道次变形后,其不同部位的金相组织,结果表明:连轧前铸坯的室温组织为粗大的针状或块状铁素体,少量的珠光体沿铁素体晶界不均匀分布。空冷到室温的轧件具有铁素体 珠光体组织。在CSP薄板轧制过程中,晶粒明显细化但出现混晶现象。前面道次中边部晶粒尺寸和表面晶粒尺寸比心部晶粒尺寸细小均匀,在终轧后差异变小。同时分析了微观组织演变特点和混晶产生的原因。     

晶粒尺寸对普碳钢耐工业环境下大气腐蚀性能的影响

用不同轧制及热处理工艺制备了化学成分相同而晶粒尺寸不同的3种普碳钢试样。采周浸、锈层横截面微观分析、交流阻抗测试等手段对晶粒尺寸与普碳钢耐工业环境下大气腐蚀性能之间的规律进行了研究,同时测定了不同晶粒尺寸的普碳钢在10％硫酸溶液中的极化曲线。结果表明,普碳钢晶粒尺寸从50um减小到4um,周浸加速腐蚀试验后锈层中裂纹和空洞的数量也相应减少,耐蚀性能提高;但极化曲线试验表明,晶粒细化可加速普碳钢在10％H2SO4溶液中的腐蚀速度。分析了晶粒尺寸对晶界局部阳极腐蚀电流密度的影响,对其影响耐蚀性的机理进行了讨论。     

控轧工艺对厚壁X70管线钢低温止裂性能的影响

针对壁厚33 mm、管径φ1 422 mm管线用X70钢板在-30 ℃下DWTT性能异常问题,利用扫描电镜和背散射电子衍射技术,分析了两种不同控轧工艺下X70管线钢板的微观组织、晶粒大小及取向等因素对其低温止裂性能的影响。结果表明:粗轧采用7道次,道次压下量21~35 mm,轧后冷却速率19.4 ℃/s的条件下,钢板可获得细小的多边形铁素体、针状铁素体、以及弥散分布的M/A岛组织;同时,由于采用大压下率,提高了钢板心部变形渗透能力,可以细化心部奥氏体晶粒,增加了心部大角度晶界比例;还有,由于钢板厚度方向晶界取向差接近且心部存在38.2%的大角晶界,均有利于提高管线钢板的止裂性能。     

Role of shear band in texture control of Al-Mg alloys

Shear bands formed in Al-Mg alloys during cold rolling are nucleated on grain boundaries. Their mechanism of formation is different from that already proposed in the case of single crystals of the same alloy. Since recrystallized grains of non-cube orientations are nucleated on these shear bands during annealing, the development of cube recrystallization texture can be strongly suppressed by enhancing shear banding during cold rolling. Control of shear band thus provides a new fundamental technological tool to improve drawability of Al alloy sheets. In a microscopic scale, deformation in grain boundary regions also plays here a very important role, as in the case of the formation of {111}uvw recrystallization textures in low carbon steel sheets.     

冲击疲劳循环形变阶段的晶界行为

研究了低碳钢在低周冲击疲劳循环变阶段的晶界行为,用扫描电子显微镜对试样表面进行了观察,结果表明晶界表出如下特征,滑移线既可连续地跨越晶界,也可受阻于晶界并形成台阶,晶界发生诸如增粗,消失等现象,伴随着形变过程,出现新的亚晶界,晶界的既阻碍滑移,又激发次滑移系开动,讨论了产生这些现象的可能机制。     

多向锻造和单向轧制304不锈钢高温退火后的晶界面分布

固溶处理后的2组304不锈钢样品分别经应变量ε=2的多向锻造(MF)和单向轧制(DR)后,再经900℃高温退火2—120min.采用电子背散射衍射(EBSD)技术和五参数晶界面分析方法(FPA),研究了样品的晶界特征分布(GBCD)和晶界面分布(GBPD).结果表明,2组样品中∑3~n(n=1,2,3)特殊晶界的比例均不超过45%,并且在退火过程中,非共格∑3晶界逐渐共格化,∑9和∑27晶界比例也随之下降.分别经MF和DR处理后再经120 min退火的样品中,一般大角度晶界(过滤掉Σ3n)一般均以(111)扭转晶界和〈110〉倾侧晶界为主,表明样品中均存在明显的晶界织构(GBT);在某些特定取向差条件下,一般大角度晶界的GBPD在样品中存在显著差异,表明退火之前的加工过程对304不锈钢的GBPD有显著影响.     

低碳铝镇静钢热镀锌表面粗晶缺陷形成原因及对策

低碳铝镇静钢热镀锌板表面易产生"指甲印"缺陷,缺陷主要分布在整卷带钢带中1/3长度位置、带钢表面中间位置。通过金相观察可以确认缺陷处因晶粒明显长大,形成粗晶,晶界处开裂表现为"指甲印"缺陷。低碳铝镇静钢在热轧工序生产时的卷取温度为730℃,这个温度恰好处于A_1温度以上,卷取后带钢仍处在奥氏体和铁素体两相区。在卷取后,带中1/3位置散热较慢,温度保持在A_1线以上,奥氏体晶粒在此温度下继续长大,形成粗大晶粒。在冷轧工序的生产过程中,带钢表面受压应力和切应力作用,粗大的晶粒沿边界开裂,表现为"指甲印"缺陷。通过降低热轧卷取温度,使带钢卷取后的温度处于A_1线以下,带钢组织由铁素体和渗碳体组成,使带钢晶粒在卷取后冷却的过程中不再长大形成粗晶,消除了低碳铝镇静钢热镀锌带钢表面"指甲印"缺陷。     

超细晶铁素体钢的力学性能及成形性能研究

采用形变强化铁素体相变超细晶轧制工艺,获得了750MPa级超细晶铁素体钢板,其超细晶铁素体体积比高达93%,晶粒尺寸仅为1μm,并具有优异的成形性能。对超细晶铁素体钢组织的精细分析发现,因铁素体晶界随晶粒超细化而减薄,使得其晶界对材料的力学性能具有双重影响,一方面,屈服强度随着晶界总长度的增加而提高;另一方面,又因晶界减薄而降低。研究表明,超细晶铁素体钢的组织性能关系虽然与霍尔-佩奇关系相吻合,但存在较大偏差,主要表现为斜率显著下降。文章对斜率下降的原因进行了机理分析。     

轧制变形对690合金特殊晶界比例及耐晶间腐蚀性能的影响

不同轧制变形量的镍基690合金试样在1120℃×5 min的固溶处理和720℃×10 h的脱敏处理后,进行了晶粒度、特殊晶界比例及晶间腐蚀性能研究。结果表明,晶粒度随着轧制变形量的增加而升高,晶粒尺寸减小;特殊晶界比例在5%变形量试样达到最高,为67.7%,并随着轧制变形量的增加而减小,67%冷轧时特殊晶界比例降低到25.4%;ASTM G28-A法晶间腐蚀减重5%变形量的试样达到最低。