硫化物变性处理45MnVS非调质钢的高周疲劳性能

 长条状的硫化物夹杂往往会导致热轧/锻造含硫钢的力学性能呈现出明显的各向异性。为了明确硫化物变性处理铁素体-珠光体型非调质钢的疲劳性能各向异性,采用轴向力控制高频疲劳试验机(应力比R=-1)研究了工业生产的45MnVS非调质钢锻态及调质态的高周疲劳断裂行为。结果表明,试验料纵向样中的MnS夹杂分布较为均匀,多呈短棒状或纺锤形,平均长宽比为3.4±1.7。与未变性处理的含硫非调质钢相比,试验料塑性和韧性的各向异性得到显著降低。锻态与调质态横向样的疲劳性能略低于纵向样,调质态样的疲劳极限比(0.52~0.54)明显高于锻态样(0.46)。在ΔK值大于约35 MPa·m1/2时,横向样的疲劳裂纹扩展速率略大于纵向样。疲劳断口分析表明,2种状态横向样的疲劳裂纹均主要起源于钢中条棒状MnS夹杂,且调质态样受影响的程度更大。上述结果表明,试验钢硫化物变性处理后的疲劳性能各向异性很小,锻态组织的各向异性程度略低于调质态组织,但后者具有更为优异的疲劳性能。     

低温回火对FG20贝氏体非调质钢组织和性能的影响

1 前言由于低碳贝氏体型非调质钢具有强度高、韧性和塑性好等特点,因此,它得到世界主要工业国家的重视。而进一步提高贝氏体钢的强度又保证其高的韧性是目前研究的重点。本文阐述的FG20贝氏体非调质钢是一种新型贝氏体非调质钢。它利用Mo、V等强碳化合物形成元素的交互作用取代B来增加钢的淬透性,从而克服了以往贝氏体非     

Si含量对高强度高韧性贝氏体型非调质钢屈强化的影响

热锻用贝氏体型调质钢具有优良的抗拉强度性能和冲击特性。但贝氏体型非调质钢的屈服强度与普通热锻用调质钢相比还不尽如人意，因此，了为提高热锻用高强高韧贝氏体型非调质钢的屈强比（σ0．2／σ B），进行了包括热处理操作在内的若干调查研究，所得结果如下：（1）通过450－600℃回火处理，提高了贝氏体型非调质钢的屈强比。（2）通过控制制冷却速度也提高了贝氏体型非调质钢的屈强比；在控制冷却速度处理过程中，锻钢通常空冷到接近贝氏体转变开始温度，然后装箱缓冷。（3）[Si]含量与残余奥氏体量有关；残余奥氏体量少时可获得较高的屈强比。由于残余奥氏体（从晶体结构观点考虑认为残余奥氏体比基体更易变形）量的降低，钢中的局部变形得到抑制。（4）残余奥氏体量与[Si]含量相关，[Si]含量较低时，残余奥氏体量少。看来会发生这种现象；由于在从奥氏体向贝氏体转变的过程中推迟碳扩散的[Si]含量少而抑制了奥氏体相的碳富集，所以奥氏体难以保持在室温。（5）因此，通过降低[Si]含量来抑制残余奥氏体量就能无需进行补热处理操作而提高屈强比，从节能和经济性角度考虑，认为这种方法是最可取的。根据上述研究结果，本公司已开发了具有更高屈强比的新的贝氏体型非调质钢，并且已将这些钢实际用作卡车转向件用材料。     

终锻温度和变形量对贝氏体型非调质钢强韧性的影响

 用JB 30冲击试验机、MTS材料试验机和OM等试验方法分析了两种终锻温度（820 ℃和950 ℃）和三种变形量(3、4、6,锻造变形前后工件截面积的比值)条件下,贝氏体型非调质钢强韧性的变化及其微观组织的区别。研究结果表明：终锻温度和变形量对贝氏体型非调质钢强韧性的主要影响可以从铁素体含量、原始奥氏体晶粒和贝氏体束尺寸等因素来考虑。终锻温度降低、变形量增大、原始奥氏体晶粒尺寸减小导致贝氏体束尺寸减小,硬度、强度和冲击韧性增加;而当终锻温度为820 ℃和变形量为6时,由于变形诱导铁素体相变,铁素体体积分数达到10%,强度和硬度明显降低。     

汽车前轴用贝氏体型非调质钢连续冷却转变

 采用DIL805L型膨胀仪研究了一种汽车前轴用贝氏体型非调质钢的连续冷却相变组织变化规律,分析了合金元素和冷却速度对CCT曲线、相变组织和显微硬度的影响。结果表明,锰、硅、铬、钒、硼等元素的加入使得贝氏体型非调质钢FAS2225珠光体和贝氏体转变曲线完全分离,可以在较宽的冷却速度范围内得到贝氏体组织,当冷却速度大于0.1 ℃/s时,均可获得贝氏体组织。随着冷却速度的提高,试验钢的显微硬度增大,当冷却速度为0.1以及2 ℃/s时,硬度增加的幅度发生明显改变。     

中碳非调质钢的高周疲劳性能

非调质钢常用来代替调质钢制造用于疲劳设计的运动部件,因而改善其疲劳性能十分重要.对于铁素体一珠光体型非调质钢,由于存在软相铁素体,其疲劳裂纹基本上萌生于试样表面的铁素体/珠光体边界,并优先沿着该边界扩展.因此,强化铁素体、改善铁素体的分布状态和组织细化是改善其疲劳性能的关键.研究结果证实,具有粗大网状铁素体一珠光体组织...     

胀断连杆用中碳非调质钢的高周疲劳性能

采用旋转弯曲疲劳试验和疲劳裂纹扩展速率试验对比研究了一种新型胀断连杆用中碳非调质钢50SiMnVPS(R9)与传统高碳钢C70S6(R8)的高周疲劳性能.结果表明,R9的疲劳极限和疲劳极限比均明显高于R8.硅和磷元素的铁素体固溶强化作用及钒元素的析出强化和组织细化作用,使得R9的微观组织细小、均匀,珠光体与铁素体的显微...     

微合金非调质钢技术浅析

微合金非调质钢因其成本较低、性能优良、环境污染小等优点,得以开发和应用,已成功应用于汽车工业、重型机械、建筑、石油化工、桥梁等领域。对微合金非调质钢中合金元素的作用及微合金非调质钢强韧化的方法等进行了分析,对微合金非调质钢的分类作了介绍,并阐述了铁素体-珠光体型、贝氏体型、马氏体型微合金非调质钢的特点及其生产技术。     

钒钛对贝氏体非调质钢组织与性能的影响

研究了微合金钒，钛对贝氏体型非调质钢的组织与性能的影响。结果表明在贝氏体型非调质钢中，钛的碳氮化物不但能细化奥氏体晶粒，还能促进钒的碳氮化物的析出，有利于提高钢的强韧性，在该负名的尚未观察到Ｖ（Ｎ，Ｃ）其析出相为富Ｔｉ，Ｎ的（Ｔｉ，Ｖ）（ＮＣ）。     

用TPCP技术开发高强度高韧性非调质圆钢

用将超低碳贝氏体组织与控制轧制的析出控制技术相组合的新组织控制技术成功地开发了高强度、高韧性的非调质圆钢。用传统的技术生产大直径圆钢时要使强度和韧性达到或超过SCM435调质钢的水平是很困难的。通过使钢材成分的超低碳化，在常温下冲击值可达到250J／cm^2以上。此外，由于降低了切削时刀具的损耗，因而大幅度提高了切削性能。利用以毫微米级(10^-9M)细微分散在母相中的Cu析出物使超低碳贝氏体组织得以强化，从而解决了贝氏体型非调质钢通常存在的屈服比低的问题，使屈服比达到或超过85％。     

控轧控冷中碳非调质钢的高周疲劳性能

 采用中碳非调质钢制造的轴类等零件常承受交变载荷，因而对钢材疲劳性能具有高的要求。为了评估控轧控冷工艺生产的非调质钢棒材的疲劳性能，利用旋转弯曲疲劳试验机研究了一种常用的钒微合金化中碳非调质钢38MnVS及对比钢38MnS的高周疲劳性能。结果表明，与38MnS钢相比，38MnVS钢中铁素体体积分数增加，组织明显细化；相分析表明约有54%的钒处于M（C，N）相中，且尺寸小于10 nm的M（C，N）粒子质量分数为32%，这些细小粒子的析出强化增量约为116 MPa。38MnVS钢的疲劳极限较38MnS钢提高了62 MPa，提高幅度约为18%；疲劳极限比从38MnS钢的0.43提高到38MnVS钢的0.48。M（C，N）相的析出强化及组织细化是38MnVS钢较38MnS钢具有优异疲劳性能的主要原因，但其疲劳性能仍低于锻态非调质钢。根据试验结果及文献数据，给出了预测铁素体＋珠光体型非调质钢疲劳极限的简便方法。     

钒对中碳非调质钢组织性能的影响

利用金相显微镜、透射电镜及物理化学相分析等方法研究4种不同钒含量的中碳非调质钢锻后空冷下的微观组织参数与材料力学性能的定量关系.结果表明:随着V含量的增加,铁素体体积分数增多且晶粒尺寸减小,珠光体片层间距变细,直径小于10 nm的析出相粒子占比增加.当V质量分数增至0.2％时材料的韧性急剧降低.材料硬度随V质量分数的增加而增大且铁素体与珠光体的显微硬度比值增大,但材料的屈服强度并不完全取决于铁素体;在Hall-Patch公式、固溶元素强化系数和Ashby-Orowan模型等理论的基础上结合相关文献的实验数据,建立了一个普遍适用于V微合金化中碳非调质钢屈服强度的预测方程.     

时效温度对贝氏体型冷作强化非调质钢力学性能的影响

 研究了时效温度对一种低碳Mn-B-Ti系贝氏体型冷作强化非调质钢力学性能的影响。结果表明：试验料的强度随时效温度的升高先是增加,并在250℃时存在一个峰值,随后强度又随时效温度的升高而降低,当温度升高到400℃以上时强度明显降低;试验料的塑性和屈强比则随时效温度的升高逐渐增加,其中后者增加的幅度更显著。与未充氢试样相比,试验料拉拔并充氢后的延迟断裂性能显著降低。随着时效温度的升高,充氢试样中的氢含量降低,缺口抗拉强度RBN和延迟断裂强度比R缓慢增加,当时效温度大于200℃时,RBN和R则明显增加。因此,在满足保载永久伸长变形量及强度和塑性要求的前提下,应选择合适的时效温度,以保证材料的延迟断裂性能。     

EAF-CSP流程钛微合金化高强钢板的组织和性能研究

珠钢采用Ti微合金化技术在EAF—CSP流程上成功地开发出屈服强度为450～700MPa的高强度热轧钢板。系统地研究了试验钢的组织和性能．并分析了组织与性能的关系。结果表明，随钛含量增加或成品厚度减薄钢板的屈服强度显著提高，最高达到695MPa；钛的质量分数低于0．024％时对屈服强度影响不大；当钛的质量分数低于0．045％时．钢板屈服强度的提高主要来自于晶粒细化，而当钛的质量分数大于0．045％后，钢板强度的进一步提高来自于沉淀强化。     

Effect of magnesium addition on microstructure and mechanical properties in wheel steel

In order to reveal the effect of Mg in low carbon microalloy steel, low carbon microalloy steel of HR60 wheel steel was smelted in vacuum induction furnace and industrial field respectively. The characteristics of typical non- metallic inclusions and microstructure of experimental steels were both compared by OM, SEM- EDS and INCA Feature with automatically scanning inclusions function. The mechanical properties of the experimental steels were also measured. The results show that alumina inclusions are modified to spinel inclusions with small size after Mg addition. Furthermore, acicular ferrite can be induced effectively by inclusions containing magnesium. The microstructures of experimental steels are changed from ??polygonal ferrite(PF) + pearlite(P)??to ??polygonal ferrite(PF) + degenerate pearlite(DP) + acicular ferrite(AF)?? and refined by Mg treatment. The strength of experimental steels is improved with Mg addition. In industrial experiments, the fatigue limit of Mg- treated steels is greater than 460MPa, while the fatigue limit of Ca- treated steels is about 450MPa. In addition, the fatigue life of Mg- treated steels is generally higher than that of Ca- treated steels under the condition that the stress is greater than the fatigue limit. In laboratory experiments, the contents of Nb and Ti are reduced while Mg content in steel is 18??10-6, the strength of the wheel steel is close to the reference steel. Therefore, the project to reducing production cost by taking advantage of the microalloy role of Mg is feasible.     

微合金元素对700MPa级低碳贝氏体钢组织与性能的影响

通过对700 MPa级低碳贝氏体钢静态CCT曲线及不同冷却速度下组织的分析,研究了两组不同Ti、Nb含量的低碳贝氏体钢的组织、性能。结果表明,Ti、Nb含量的增加促使抗拉强度、屈服强度提高,但是Ti含量过量时对低温冲击功是不利的;wTi=0.015%-0.025%、wNb=0.04%-0.05%可满足700 MPa级别低碳贝氏体钢的强度与韧性要求,该成分钢在TMCP处理后采用回火工艺,可以获得理想的力学性能。     

连杆用36MnVS4钢的胀断性能

对国内新开发的的胀断连杆用非调质钢36MnVS4性能进行了研究,结果表明,材料的显微组织为极细的铁素体+珠光体混合组织,钒等微合金化元素的加入使得晶粒更加细化;胀断结果显示,材料断口为典型的脆性解理断裂,胀断变形量很小,达到或超过传统C70S6胀断效果;碳含量的降低引起组织变化,改善了切削加工性能;材料的强度增加,屈强比也显著提高,对连杆的轻量化设计和可靠性有显著的意义,可以用于胀断连杆。     

一种2000 MPa级中碳高强度弹簧钢的疲劳破坏行为

 研究了一种2 000 MPa级中碳高强度弹簧钢的疲劳破坏行为。升降法得出实验钢的旋转弯曲疲劳极限σ-1为810 MPa，此值明显高于传统弹簧钢；这主要得益于实验钢具有良好的强度和塑韧性配合及均匀细小的奥氏体晶粒。用SEM对疲劳断口的分析表明，实验钢的疲劳破坏均起源于试样表层的非金属夹杂物，其主要成分为含Ti和V的碳氮化物，平均尺寸为(50±10)μm，且呈“鱼眼”断裂。相对于试样心部的夹杂物，表层夹杂物对实验钢的疲劳性能的危害性更大。     

汽车用钢DC53D+ZF的疲劳试验测试

为了研究汽车用钢DC53D+ZF的疲劳性能,在不同的最大应力条件下,利用高频疲劳试验机测试疲劳性能。在常温空气环境下,对试样进行了拉-拉疲劳试验(应力比R=0.15)。试验采用正弦波进行波动循环加载直到试样发生断裂,测得试样不同应力水平下的循环次数、应力幅等,DC53D+ZF的疲劳强度下极限为222.4MPa。对DC53D+ZF疲劳数据进行了相应的处理,得到了该汽车用钢的S-N曲线,补充了车身常用钢疲劳特性数据,能够为汽车厂疲劳仿真分析提供可靠的数据基础,预测汽车部件的设计寿命。