V-N-Cr微合金化Q550E高强钢组织性能控制研究

对低碳V-N-Cr微合金化钢进行了控轧控冷实验,终冷后采用了随炉冷、保温毡缓冷、空冷三种冷却制度,9mm厚钢板获得了细小多边形铁素体及针状铁素体复相组织,铁素体晶粒尺寸5～8μm,针状铁素体由交织的板条组成,宽度1～3μm,在随炉冷及保温毡缓冷时,由于冷却速率缓慢,多边形铁素体及针状铁素体发生了回火,并析出细小弥散的碳化物。三种冷却条件下,屈服强度均≥585MPa,抗拉强度≥694MPa,延伸率≥27%,而且1/2试样-60℃冲击功≥36J,综合力学性能优于Q550F级国标要求。细晶强化、析出强化、组织强化为主要强化方式,冲击断口均由韧窝组成,呈现韧性断裂模式,控轧控冷引起的晶粒细化及针状铁素体的形成有效阻碍解理裂纹的扩展,从而增强低温韧性。本次实验室组织性能研究工作为V-N-Cr微合金化钢的工业化试制提供工艺参考。     

控轧控冷工艺对900 MPa级热轧带钢组织和性能的影响

通过动态CCT曲线测试和实验室控轧控冷试验,分析了900 MPa级热轧带钢连续冷却过程中的相变过程以及不同卷取温度下显微组织、析出相和力学性能的关系。试验结果表明:随着冷却速度提高,显微组织中多边形铁素体比例下降,贝氏体组织比例升高,冷速大于15℃/s时,显微组织全部为贝氏体;随着卷取温度升高,显微组织中针状铁素体比例下降,多边形铁素体比例升高;当卷取温度为600℃时,组织为铁素体+少量珠光体,此时析出相细小弥散,可获得抗拉强度达到1 000 MPa,延伸率17%的热轧产品。     

钛微合金高强钢控轧控冷工艺研究

采用金相显微镜、电子显微镜等手段研究控轧控冷工艺对Ti微合金化高强钢的组织和性能的影响。结果表明:在低温终轧(800℃)、600℃保温1 h的试验钢的屈服强度和抗拉强度最高,分别为670.7 MPa和752 MPa。高温终轧(1 030℃)的试验钢组织主要为准多边形铁素体、针状铁素体和粒状贝氏体,组织粗大;低温终轧(800℃)的组织主要为多边形铁素体,晶粒较细小。在600℃保温1 h的试验钢中存在大量的纳米尺寸TiC粒子,沉淀强化效果明显,未在600℃保温1 h的试验钢中,TiC的析出受到限制,沉淀强化效果明显减弱。     

工程机械用低碳贝氏体钢Q550的性能与组织分析

介绍了韶钢的Q550高强度工程机械用钢的生产情况,采用低碳,Nb、V、Ti、Mo等微合金化的成分设计,结合控轧控冷、离线回火工艺生产了厚度达到30 mm的Q550钢板,钢板的力学性能满足交货需要。利用光学显微镜、扫描电镜分析了钢板的组织情况,并使用透射电镜结合能谱仪分析了钢板的析出相情况,分析结果表明Q550钢板的回火组织为粒状贝氏体、针状铁素体以及少量多边形铁素体,晶粒细小、均匀,析出相主要是Nb、Ti的碳氮化物,V、Cr对Q550的析出强化没有贡献。     

高钢级管线钢X100的研究

利用金相显微镜、扫描电镜、透射电镜等研究了两种成分的X100管线钢的力学性能、显微组织、晶粒取向及析出物。实验结果表明,采用高铌+钼组合不含硼的X100管线钢更易在高强度和良好低温韧性之间获得平衡,通过控轧控冷工艺研发出的X100管线钢具有粒状贝氏体、针状铁素体和少量下贝氏体的最优化组织,铁素体晶粒尺寸约3μm,钢中大量弥散的纳米级析出物和高密度位错也起到了良好的强化作用。     

卷取温度对工程机械用钢BT600MC性能影响

文章研究了不同卷取温度对高强度工程机械用钢BT600MC显微组织和力学性能的影响。在冶轧实验室,采用控轧控冷工艺轧制化学成分基本相同的3块钢坯,最终卷取温度分别控制在500℃、550℃和600℃,将轧制后的钢板放到模拟卷取炉保温2 h,自然降温。实验结果表明:当卷取温度为600℃时,铁素体晶粒更为细小均匀,实验钢的综合力学性能较佳。     

控轧控冷对X60级管线钢显微组织及低温冲击韧性的影响

通过扫描电子显微镜、光学显微镜等对X60级管线钢显微组织与冲击试样断口形貌进行观察分析，研究了控轧控冷工艺对试验钢的热轧显微组织及低温冲击韧性的影响。结果表明：试验钢控轧控冷条件下冲击断口无明显裂纹源，基本呈现等轴韧窝形貌特征；其获得的针状铁素体组织较常规轧制下多边形铁素体组织更加细化、均匀，晶粒尺寸均值由20μm下降至8μm左右，其尺寸小于2μm的占比达75%以上；控轧控冷工艺较常规轧制试验钢具有更好的强度及塑韧性，尤其-10℃冲击功达到180 J以上。在生产过程中通过合理设定机架间冷却水强降温工艺与轧后层流冷却速率及卷取温度控制，实现精轧控制轧制与层流控制冷却相结合的控制工艺，可极大地改善超厚规格X60管线钢低温冲击性能。     

桥梁钢Q420qD焊接热影响区组织性能研究

桥梁钢Q420q要求同时具有优异的强韧性和良好的可焊性,焊接热影响区(HAZ)的显微组织和性能直接影响构件焊接接头质量。20 mm厚度控轧控冷型Q420qD钢板在不进行焊前预热和焊后热处理条件下进行焊接试验,并针对其焊接热影响区的组织和性能展开分析研究。结果表明:当焊接线能量为15 kJ/cm时,焊接接头的力学性能达到国家标准;焊接接头各区域断口均由韧窝组成,呈现韧性断裂形貌;-20℃冲击功≥279 J,超过国家标准要求值;焊接接头区域未出现明显的软化、硬化现象;焊缝显微组织以针状铁素体为主,能有效阻碍裂纹扩展;熔合线显微组织包含粒状贝氏体、侧板条铁素体、针状铁素体和多边形铁素体;粗晶区的显微组织为粒状贝氏体、板条贝氏体、针状铁素体及少量多边形铁素体的混合组织;细晶区的显微组织为大量多边形铁素体、珠光体及少量渗碳体。     

工程机械用高强度钢板控轧控冷工艺的开发

为开发强度级别为６８５ＭＰａ的高强钢板的控轧控冷工艺,研究了终轧温度,未再结晶区累积压下量,终冷温度,冷却速度等工艺参数对钢的显微组织和力学性能的影响。实验结果表明,在控轧控冷条件下,钢的室温显微组织由铁素体和贝氏体组成,贝氏体主要以粒状贝氏体为主,此外,晶粒细化是提高钢的强度和韧性的最有效的手段。     

武钢薄板坯连铸连轧X70管线钢的工业试制

主要介绍在武钢CSP线上试制X70管线钢的化学成分设计和轧制工艺控制,并对试验钢的力学性能、金相组织及析出物等进行详细分析.试验结果表明,采用合适的控轧控冷工艺,可保证其力学性能达到设计要求.试验钢的显微组织为先共析铁素体+针状铁素体,平均晶粒尺寸细小,是X70管线钢的理想金相组织.     

Ni含量对控轧控冷船舶用Nb-Ti微合金化NiCr钢组织和性能的影响

研究了0.31%Ni和0.88%Ni二种控轧控冷Nb-Ti微合金化NiCr钢的组织和性能。结果表明,船舶用钢控轧控冷获得粒状贝氏体、上贝氏体、针状铁素体、多边形铁素体及少量珠光体等组成的复合组织。控轧控冷造成铁素体晶粒尺寸细化,细小M-A岛增多。二种钢均获得较高的抗拉强度、屈服强度、伸长率和硬度,0.88Ni-0.32Cr钢性能优于0.31Ni-0.33Cr钢。船舶用钢-80℃试样纵向冲击功都在200J以上,0.88Ni-0.32Cr钢甚至超过了300J。该钢中最佳的Ni含量为0.88%Ni。由于控轧控冷造成了铁素体细晶强化、M-A岛复合强化、析出强化和位错强化,合金元素镍有效的提高了船舶钢的低温冲击韧性。     

Microstructural Evolution and Mechanical Properties of Nb-Ti Microalloyed Pipeline Steel

 The correlation between microstructures and mechanical properties of a Nb-Ti microalloyed pipeline steel was investigated. The results revealed that with decreasing the finish rolling temperature and the cooling stop temperature, the matrix microstructure was changed from quasi-polygonal ferrite to acicular ferrite, as a result of improvement of both strength and low temperature toughness. By means of electron backscattered diffraction observation, an effective acicular ferrite packet contained several low angle boundaries or subboundaries plates which made important contributions to improvement of strength. It was found that many fine quasi-polygonal ferrite grains with high angle boundaries as the toughening structure were introduced into the acicular ferrite matrix to refine effective grain size and improve the toughness.     

屈服强度460MPa级耐候钢及其焊接性能

通过连续冷却相转变行为的研究,利用试验轧机成功试制了24mm厚,屈服强度460MPa级耐候钢板,并分析了钢板微观组织、力学性能、腐蚀性能以及焊接性能。连续相转变行为和钢板试制结果表明:精轧温度不大于850℃,厚度压下率不小于0.6,冷速为4~15℃/s和终冷温度不大于465℃可得到以针状铁素体(3~10μm)和多边形铁素体(5~15μm)为主的钢板,其屈服强度不小于480MPa,抗拉强度不小于635MPa,伸长率不小于23%,-40℃冲击功不小于209J。对试制钢板进行了热输入量为72kJ/cm的双丝埋弧焊接试验,无焊前预热和焊后热处理,得到了无缺陷焊接接头,焊接热影响区-40℃冲击功不小于100J;粗晶区的高韧性与其晶内铁素体为主以及少量晶界铁素体和上贝氏体的微观组织有关。72h周浸试验结果表明:试制钢种的耐大气腐蚀能力比普碳钢Q345B提高了46%。     

TMCP工艺海洋平台用钢EQ51的开发

 通过研究轧制温度、冷却速度和终冷温度对显微组织和力学性能的影响,最终确定了EQ51的最佳控轧控冷工艺参数。试验结果表明,当冷却速度不小于5 ℃/s时,有利于抑制多边形铁素体相变,促进针状铁素体和粒状贝氏体相变;为了避免两相区轧制出现混晶现象,终轧温度控制为790 ℃;终冷温度为570 ℃时,所得显微组织为针状铁素体和粒状贝氏体;经工业轧制的TMCP工艺EQ51钢板强韧性良好;当焊接输入线能量为50 kJ/cm时,焊接接头性能优异;落锤性能的[tNDT]为－55 ℃,满足船级社规范的低温韧性要求。开发的钢板获得了ABS船级社认证证书,并成功应用于某船厂自升式平台CJ50项目。     

An Ultra-low Carbon, Thermomechanically Controlled Processed Microalloyed Steel: Microstructure and Mechanical Properties

In the current study, a novel ultra-low carbon, high-molybdenum-bearing microalloyed steel has been thermomechanically processed. Transformation of this steel during continuous cooling has been assessed. Variation in the microstructure and mechanical properties at different finish rolling temperatures has been studied. The average grain size, misorientation of grain boundary, and distribution of ferrite grains have been analyzed by using electron backscatter diffraction. The lower yield strength (251 to 377?MPa) with moderate tensile strength (406 to 506?MPa) along with high ductility (30 to 47?pct) has been achieved in the selected range of finish rolling temperatures. Superior impact toughness value in the range of 153 to 162?J is obtained in the subsize specimen even at subzero temperatures (233?K [?40?°C]), which is attributed to fine average ferrite grain size. The acicular ferrite dominated microstructure obtained at the 1023?K (750?°C) finish rolling temperature is the most attractive microstructure for pipeline applications due to its excellent combination of strength and toughness.     

MULPIC冷却装置在品种钢研发中的生产实践

 舞钢新宽厚板生产线MULIPIC在线快冷装备具有高冷却速度等技术特点,结合控制轧制和在线快冷装备对船板、管线钢进行了开发研究,采用直接淬火工艺研究开发了高强工程机械用钢。结果表明： 60 mm厚度E36级TMCP船板钢,组织全部为铁素体＋珠光体,晶粒度10级以上,－40 ℃夏比横向冲击功在183 J以上;X70管线钢的组织为针状铁素体,力学性能合格率达98％;利用直接淬火（DQ）和离线回火工艺,生产出30 mm厚的WQ960D调质钢,屈服强度达到960 MPa,抗拉强度1030 MPa,－20 ℃纵向冲击功在43 J以上。     

堆垛缓冷对Q550D-Z钢板组织性能的影响

利用超低碳和微合金化的成分设计,采用TMCP工艺,充分利用晶粒细化和针状铁素体与粒状贝氏体组织强化、下线堆垛缓冷24h等手段,保证热轧状态达到该钢种需要的屈服强度、伸长率,进而去掉热处理调质及回火工艺,同样在工业试制条件下得到韧性良好、屈服强度为570 MPa级的超低碳贝氏体钢。     

X80低温用高强度管线钢的工艺与组织性能试验

 随着管道向低温地区的延伸,对输送管线的低温性能提出了更高的要求,突破寒冷地区用高强度管线钢强韧性配合的瓶颈需要对现有管线钢材料的组织结构设计和TMCP工艺进行优化。为研究TMCP关键参数和复杂组织之间的关系规律从而指导实际轧制过程,采用Gleeble热模拟试验机通过改变冷却速度、终轧温度、终冷温度和驰豫时间,观察得到的不同组织并分析变化规律。结果表明,随冷却速度提高,多边形(准多边形)铁素体体积分数下降,贝氏体铁素体体积分数增加;提高终轧温度,晶粒粗化,但针状铁素体组织比例基本不变;提高终冷温度到550 ℃时,组织严重粗化,并伴随大量恶化低温韧性的大尺寸尖角状MA岛;增加驰豫时间,多边形铁素体晶粒尺寸及体积分数逐渐增大。结合性能研究结果,设计出X80低温管线钢组织为细小的准多边形铁素体＋粒状贝氏体＋少量贝氏体铁素体(QF+GB占90%以上)的组织,其中大角度晶界占比高于50%。最终工业化TMCP参数设定为终轧温度750 ℃+终冷温度480 ℃+冷速20 ℃/s,得到的产品具有优异的低温冲击韧性,满足了X80低温管线钢的综合性能要求。     

冷却条件对42CrMo钢的组织和性能的影响

研究了冷却条件对42CrMo钢的组织和性能的影响。研究表明：随着冷却速度的增加，42CrMo钢组织变化依次是多边形铁素体组织、针状铁素体组织、上贝氏体和板条马氏体的混合组织。其中，针状铁素体使钢的组织细化、韧性提高。热温度过高，冷却速度快会形成网状铁素体组织，在高温区冷却速度慢会形成块状铁素体组织。这两种组织使钢的力学机械性能降低。