X120管线钢镁铝尖晶石对形变奥氏体及γ→α相变的影响

对微镁处理X120管线钢轧制工艺进行热模拟,发现镁铝尖晶石可以在形变奥氏体细化与再结晶时起到形核核心的作用,同时晶界夹杂物还有晶内铁素体诱导的双重作用。镁铝尖晶石还可以在晶粒粒径小于50μm甚至10μm的形变奥氏体内直接诱导晶内铁素体形核,部分夹杂物也有在形变奥氏体内感生形核的作用。     

含镁夹杂物对一种管线钢固体相变的影响

为了研究含镁夹杂物在管线钢中的物理冶金作用,应用Gleeble-3800模拟了微镁处理X120管线钢轧制工艺,发现含镁夹杂物可以在轧制中作为形变奥氏体的形核核心,也可以在γ-α相变中作为铁素体的形核核心,能够在小于50μm甚至10μm的形变奥氏体内诱导晶内铁素体,得出了夹杂物诱导能力指数随温度变化的规律,管线钢微镁处理还可以形成大量小于300 nm的细小含镁复合夹杂物。     

晶内铁素体的形核机理

系统地研究了MnS、CuS及其复合物附近的微区在晶内铁素体形核过程中的成分变化,未发现诱导晶内铁素体形核的MnS、CuS及其复合物附近的微区锰含量有明显的变化。夹杂物诱导晶内铁素体形核的机理是：夹杂物作为一种惰性介质具有较高的惰性界面能,它对诱导晶内铁素体形核起主要作用。夹杂物造成其附近有较高的应力-应变能,夹杂物与铁素体的错配度较小均促进晶内铁素体的形核、长大。     

微量钛镁复合处理对低碳钢中夹杂物和组织的影响

对低碳钢进行钛镁复合处理,通过SEM-EDS和金相显微镜表征钢中夹杂物的特征(种类、尺寸、分布)和微观组织变化,探讨夹杂物诱导形核的可能机制。结果表明:钛镁复合处理后,钢中77%的夹杂物尺寸小于4μm,单位体积的夹杂物数量提高了48%;(Ti,Mg)Ox-MnS型复合杂物具有促进晶内铁素体形核的能力;贫Mn区是(Ti,Mg)Ox-MnS型复合夹杂物诱导晶内铁素体形核的可能机制。     

非调质中碳钢晶内铁素体形核影响因素的研究

研究了非调质中碳钢晶内铁素体形核的影响因素。运用金相显微镜和扫描电子显微镜等设备,从夹杂物的尺寸、分布和种类三方面探究其对晶内铁素体形核长大的作用,进一步为高质量洁净钢冶炼提供理论依据。试验结果表明,夹杂物成分为Al2O3、Ti N、VN等时最佳诱导等轴型铁素体的尺寸为2~4μm;等轴型铁素体包裹夹杂物的分布最有利于铁素体的生长;Mn S析出于Ti N表面非常有助于诱发晶内铁素体。     

钛-镁处理对低碳钢夹杂物和组织的影响

通过实验室对低碳钢进行钛-镁处理研究,利用BX51M金相显微镜观察钢的微观组织,以JSM-6510LV扫描电镜为平台,利用SEM-EDS研究钢中夹杂物的形貌、成分,探讨MnS的析出与贫锰区机制之间的内在关联性,澄清MnS在诱导形核现象中的作用。结果表明:经过钛-镁处理后,钢的晶粒得到明显细化; Ti-Mg-Al复合夹杂物能够通过诱导晶内铁素体形核细化晶粒; MnS的存在与晶内铁素体的形成之间没有直接联系。     

Al对稀土处理C-Mn钢连续冷却组织转变的影响

研究Al预脱氧对Ce处理钢夹杂物和显微组织的影响,利用热力学计算、带能谱的扫描电镜和DIL805A热膨胀仪检测进行了对比研究。得到如下结论:Ce处理后钢中的主要夹杂物从MnS转变为Ce2O2S+MnS,Al脱氧能使Ce处理钢中夹杂物转变为CeAlO3+Ce2S3+MnS。Ce处理C-Mn钢连续冷却过程有利于获得晶内铁素体的冷速为2~8℃/s。Al脱氧能改变诱导晶内铁素体形核的核心夹杂物种类,诱导铁素体形核的能力降低,且Al能够使Ce处理钢连续冷却组织转变(CCT)曲线向左上方移动,促进铁素体在晶界形核,不利于Ce处理后晶内铁素体的形成。Al脱氧Ce处理C-Mn钢在冷速为2~5℃/s时,由于夹杂物核心成分的改变与Al合金化作用导致晶内铁素体含量较未用Al脱氧Ce处理钢少。     

氧化物冶金技术应用及进展

氧化物冶金是利用钢中细小非金属夹杂物诱导晶内铁素体形核细化晶粒的新技术。应用氧化物冶金技术已成功开发出了高强度高韧性的非调质钢和低碳钢。文章讨论了氧化物冶金类型钢的显微组织特征,分析了钢中非金属夹杂物的性质和晶内铁素体的形核机理,简述了氧化物冶金技术的应用前景。利用钢中细小的氧化物,通过促进晶内针状铁素体形核明显改善焊接热影响区的组织,成为大线能量焊接用钢有效的技术途径。     

等温处理对高级别管线钢晶内铁索体形成的影响

采用热模拟技术,研究700、650、600、550℃等温处理对管线钢晶内铁素体形成的影响以及600℃下钢的组织随等温时间的转变规律。测量不同等温温度处理后钢的维氏硬度,分析钢中诱导晶内铁素体析出的夹杂物的成分。结果表明,由700℃逐渐降低至550℃进行等温处理,钢的硬度先降低后升高,晶内铁素体的数量在650℃时最大;600℃时在原奥氏体晶粒内部,晶内针状铁素体与贝氏体存在竞争关系;由Mg、Al、Ti等元素构成的复合夹杂物可以诱导晶内铁素体形核。     

等温处理对高级别管线钢晶内铁素体形成的影响

采用热模拟技术,研究700、650、600、550℃等温处理对管线钢晶内铁素体形成的影响以及600℃下钢的组织随等温时间的转变规律。测量不同等温温度处理后钢的维氏硬度,分析钢中诱导晶内铁素体析出的夹杂物的成分。结果表明,由700℃逐渐降低至550℃进行等温处理,钢的硬度先降低后升高,晶内铁素体的数量在650℃时最大;600℃时在原奥氏体晶粒内部,晶内针状铁素体与贝氏体存在竞争关系;由Mg、Al、Ti等元素构成的复合夹杂物可以诱导晶内铁素体形核。     

晶内铁素体及其组织控制技术研究概况

介绍了晶内铁素体的组织特点以及晶内铁素体组织对钢材力学性能的影响,得出晶内铁素体能显著提高钢的冲击韧性。详细阐述了晶内铁素体的形核机理,分析表明目前晶内铁素体形核机理仍不够完善,尚未形成统一的机制。同时介绍了钛氧化物、MnS、稀土氧化物等促进晶内铁素体形核的夹杂物,指出含Ti复合夹杂物是理想的晶内铁素体形核核心。最后分析了夹杂物尺寸、冷却速度对晶内铁素体形核的影响,并简述了一些晶内铁素体组织控制技术,结果表明Ti-B 处理、Ti-Mg处理效果优于单独的Ti处理。     

外添TiO2粒子对中低碳钢组织及夹杂物的影响

使用HLLG1217型高温电阻炉对中低碳钢重熔后添加TiO_2粒子,利用金相显微镜、场发射扫描电镜等设备对得到的试样进行组织、夹杂物形貌和成分分析。结果表明:添加TiO_2粒子后组织由块状铁素体和珠光体转变为针状铁素体、少量块状铁素体和珠光体;球形夹杂物增多,长条形和不规则的夹杂物减少;夹杂物平均尺寸由0.29μm变为3.06μm,1μm尺寸所占比例增多达到28.69%;添加前后复合夹杂物主要成分均为O-Al-Si-Ti-Mn,Ti元素含量由3.36%增多到6.53%,表明TiO_2粒子加入后与原夹杂物重新聚合,形成复合夹杂物,并诱发晶内铁素体形核析出。     

外加镁系氧化物粒子在钢铁材料制备中的进展

镁系氧化物粒子(MgO和MgO·Al₂O₃)在钢液中具有良好的分布特征，在适当的条件下向钢液加入镁系氧化物粒子可以改性和细化夹杂物、细化奥氏体晶粒和诱导晶内铁素体形核，最终实现钢材性能的优化。从镁系氧化物粒子的加入方法、对夹杂物的影响、对奥氏体晶粒的钉扎作用、诱导铁素体形核机理、对力学性能的影响5个方面进行总结。结果表明，降低密度差和润湿角粒子或结合强反应元素有利于提高收得率，粉末预分散法结合外场搅拌有利于进一步提升粒子在钢液中的均匀性；合理的镁系氧化物粒子加入量(质量分数)为0.01%～0.03%,夹杂物平均尺寸控制在1～2μm,可以将夹杂物改性为MgO·Al₂O₃或MgS;外加镁系氧化物有利于细化奥氏体晶粒、改善硫化物分布和提高针状铁素体比例，当其加入量为0.05%时，针状铁素体联锁最优，奥氏体晶粒最小；当超微镁系氧化物粒子的加入量为0.05%左右时钢铁材料的力学性能最优，屈服强度、抗拉强度、冲击韧性显著提高。     

45钢中夹杂物析出行为的热力学研究

针对氧化物冶金技术,从具有较好诱发晶内铁素体形核的夹杂物着手,介绍了诱发形核最为有效夹杂物的热力学和动力学研发进展,系统分析了Ti-Al-O-N系、MnS、VC、VN、V(C,N)析出的热力学条件,从而得出该体系中夹杂物析出时机.并通过试验验证了理论分析的结果,为通过控温控制夹杂物析出尺寸、数量和分布提供依据.     

20MnSi中夹杂物对针状铁素体形成的影响

 通过热模拟试验对20MnSi连续冷却过程中的相变规律进行了测定,通过电石、硅钙线脱氧及热处理得到了含有晶内针状铁素体试样,利用显微硬度仪对针状铁素体聚集区进行了显微硬度的测定,利用光学显微镜对晶内针状铁素体进行了形貌观察,利用扫描电镜和能谱仪对诱导针状铁素体生成的夹杂物的性质进行了分析。结果表明,20MnSi中可以形成晶内针状铁素体的冷却速度范围为5～20 ℃/s;能够诱发针状铁素体组织形核的夹杂物主要为MnS夹杂,其次为MnO·SiO2和MnS·SiO2夹杂,并且3类夹杂物的尺寸主要在小于3 μm的区间内;MnS夹杂促进针状铁素体形核是由应力-应变能和惰性界面能等原因共同造成的;高温加热和等温保温有利于使贫锰区减弱或消失,不利于针状铁素体的形成;高熔点夹杂物有利于诱导针状铁素体的形核,复合夹杂物和镶嵌存在的夹杂物可以为针状铁素体的形核提供多个合适的形核区,有利于促进多个针状铁素体的同时形核、长大。     

低合金高强钢微观组织转变机制

摘要：通过高温激光共聚焦显微镜原位观察低合金高强钢（Q345R）在热循环过程中微观组织演变规律，并结合扫描电镜和纳米压痕，研究不同类型铁素体形核、长大机制及硬度。结果表明，铁素体可在晶界、亚晶界及夹杂物上形核，多边形铁素体及链状晶界铁素体主要在晶界上形核，而侧板条铁素体可在晶界及亚晶界上形核，而针状铁素体则主要在夹杂物及已形成的铁素体上形核，且奥氏体晶界及晶内亚结构尺寸控制了铁素体尺寸；讨论了夹杂物特征参数对针状铁素体形核的影响规律，Al、Mg、Ca、S等元素的含量达到一定比值且尺寸在5μm以下的复合夹杂物更容易成为针状铁素体的诱导核心；硬度实验结果表明，不同类型铁素体组织硬度存在差别，针状铁素体硬度最大可达到4GPa。     

钒氮钢中晶粒细化研究

 采用Gleeble 3500热模拟试验机，在相同工艺条件下，对比研究了钒氮钢、钒钢以及碳锰钢的晶粒细化效果。结果表明，钒氮钢的晶粒细化效果最显著，铁素体的晶粒尺寸可达61 μm，这主要与在奥氏体区中析出的V(C，N)有关。奥氏体区析出的V(C，N)，不但可抑制奥氏体晶粒长大，同时还可以作为铁素体的形核核心，诱导晶内铁素体形成，大大增加铁素体形核率，从而提高了相变细化的比率。     

冷却速度对0.45C钢铸坯夹杂物和组织的影响

借助控制冷却速度的高温激光共聚焦显微镜,结合光学显微镜和扫描电镜、能谱分析仪研究1150℃至500℃时,冷却速度100~10℃/min对0.45C钢铸坯中夹杂物的属性、诱发晶内铁素体形核行为的影响。结果表明,随冷却速度减小,高熔点夹杂物基本没有变化,低熔点夹杂物的数量和尺寸有增加的趋势,尤其是钒的碳氮化物数量增加明显;随冷却速度降低,析出的晶内铁素体的数量增加,平均粒径增大,铁素体比例先增加后减小。当30℃/min连续冷却时,钢中夹杂物尺寸小于10μm比例高达93%,铁素体平均粒径为9.2μm,铁素体面积比例达30.2%。     

增氮对钒微合金钢组织和性能的影响

 通过对不同钒、氮质量分数的试验钢进行热模拟压缩试验和实验室轧制试验,用OM、SEM和TEM分析试验钢的显微组织,研究增氮对钒微合金钢组织和性能的影响。结果表明,普通钒微合金钢为板条贝氏体＋粒状贝氏体组织,增加氮质量分数,可促进晶内铁素体相变,得到针状铁素体组织,使M/A组织细化且弥散分布,改善韧性;而增加钒质量分数,可以增加析出强化作用,提高强度,但组织形态无明显变化,不能提高韧性。增氮钢中的钒在奥氏体内以VN析出,低氮钢内的钒在铁素体内以VC的形式析出,奥氏体-铁素体、VC-铁素体和VN-铁素体的平面点阵错配度分别为6.72%、3.89% 和 1.55%,在奥氏体内析出的VN可以作为铁素体的优先形核位置,促进晶内铁素体相变。     

低合金高强钢冷轧产品HC420LA的研制与开发

文中介绍了新钢低合金高强钢HC420LA的生产工艺流程,并对研制开发过程进行总结。研究通过合理的成分设计,采用固溶强化、细晶强化为主要强化手段,向钢中加入可以阻止奥氏体长大、推迟奥氏体再结晶温度以及增加铁素体形核率的合金元素;通过合适的生产工艺控制,如采用大压下量轧制破碎原奥氏体晶粒、增加未发生再结晶奥氏体内的变形带、加大冷却速度及降低卷取温度等,最终获得晶粒尺寸均匀细小、力学性能稳定的产品,成功开发出汽车用低合金高强度冷轧钢带HC420LA,满足了用户对汽车用钢的要求。