微合金元素B对轻质TWIP钢组织及力学性能的影响

摘要：将质量分数为0.002%的微合金元素B加入至Fe-28Mn-9Al轻质TWIP钢中，以期改善其强塑积及室温冲击性能。利用X射线衍射、扫描电镜、电子万能拉伸试验机和金属摆锤冲击试验机对热轧TWIP钢的物相组成、微观组织、力学拉伸性能及室温冲击韧性进行了研究与分析。结果表明，微合金元素B的添加具有延缓奥氏体向铁素体转变的作用，细化了奥氏体晶粒，提升了钢的力学性能，TWIP钢的塑性、强塑积和冲击韧性均有明显的提高。     

Ti-B微合金化对ML20Cr冷镦钢连铸坯热塑性的影响

试验ML20Cr钢280 mm×325 mn连铸坯的生产流程为80 t顶底复哄转炉-LF-CC工艺。借助Gleeble1500热模拟试验机测试了试验钢连铸坯的650~1 200℃热塑性曲线.许分析了添加0.029Ti-0.002 3B对ML20Cr钢(/%:0.21~0.22C.0.22~0.235i,0.74~0.76Mn,0.015~0.017P,0.002~0.003S,0.95~0.96Cr.0.034~0.036A1,0.005 0~0.005 1N)热塑性的影响。结果表明,在650~900℃范旧,含0.029Ti-0.002 3B的ML20Cr钢的塑性(750℃断面收缩率70%)优于不加Ti-B的ML20Cr钢(750℃断面收缩率50%)。其主要原因TiN优先析出,降低了细小AlN析出物在第三脆性区的影响,同时B元素在奥氏体晶界偏聚,抑制先共析铁素体薄膜的形成,从而有效改善了钢的热塑性、工业生产结果表明,加微量Ti-B后ML20Cr连铸坯开裂率由3.7%降低到0.3%、     

C-Mn-Si系超级贝氏体钢连续冷却转变（CCT）曲线

采用热膨胀法和金相法,通过Gleeble-1500热模拟试验机测定C-Mn-Si系低碳(/%:0.11C、1.15Si、1.85Mn、0.032Al、0.003 Ti、0.002 4N)和中碳(/%:0.35C、1.11Si、1.82Mn、0.041Al、0.002 Ti、0.004 2N)贝氏体钢在0.5～30℃/s的冷却速度下连续冷却时的膨胀曲线,确定相变点,并结合显微组织,借助Origin软件分别绘制出两种钢的连续冷却转变(CCT)曲线。结果表明,0.11%C钢当冷却速度≤1℃/s时获得铁素体+贝氏体+马氏体组织,冷却速度≥2℃/s时为贝氏体+马氏体组织,0.35%C钢冷却速度≥0.5℃/s即可获得贝氏体+马氏体组织;随碳含量增加,贝氏体和马氏体转变温度均降低。     

18CrNiMo7-6齿轮钢带状组织控制及其对力学性能的影响

采用金相显微镜研究了正火冷却工艺对18CrNiMo7-6齿轮钢带状组织的影响.采用显微硬度计、SEM、拉伸试验机、冲击试验机以及金相显微镜研究了不同程度带状组织对淬回火后试验钢显微硬度的均匀性、成分偏析程度和力学性能的影响.试验结果表明：在930℃奥氏体化保温后,采用强风冷却方式快速冷却到610℃,再炉冷到400℃,最后空冷至室温,可以将带状组织降低到1.5级.但若采用连续快速冷却的方式,则会导致大量贝氏体组织的生成;不同带状组织试验钢经850℃淬火、180℃回火热处理后,显微硬度极差值在30~35 HB 之间,硬度分布均匀性及力学性能各向异性程度相当.     

10B21合金冷镦钢连铸坯动态连续冷却转变曲线的测定和分析

10B21钢280 mm×380 mm连铸坯(/%:0.19C,0.05Si,0.79Mn,0.017P,0.002S,0.17Cr,0.032Ti,0.002 0B,0.025Als)的冶金工艺流程为100 t BOF-LF-VD-CC。利用Gleeble-3800热模拟试验机,测定了10B21钢冷却速度0.2～50℃/s的膨胀曲线,结合热膨胀法和金相-硬度法,获得了该钢的动态连续冷却转变(CCT)曲线。结果表明,在冷却速度0.2～1℃/s时,该钢组织为铁素体(F)和珠光体(P);5～20℃/s可能是魏氏组织(W)形成的冷却速度范围; >5℃/s时,实验钢开始出现贝氏体(B)组织; >10℃/s时,实验钢的组织出现马氏体(M)组织; >25℃/s实验钢的组织主要由B+M组成; >50℃/s时,得到单一的M组织。     

DP980钢的动态力学性能及本构模型构建

随着汽车轻量化事业的不断推进,先进高强DP钢得到了快速的发展和应用.而汽车碰撞过程安全性的模拟仿真,对DP钢提出了动态力学性能数据的迫切需求.利用万能拉伸试验机和高速拉伸试验机系统研究了高强度DP980钢不同应变速率下的力学性能,构建并修正了基于JC模型的动态本构数学模型,并进行了模型计算结果与试验数据的对比分析.试验...     

正火工艺对A537 CL.1性能与组织的影响

采用不同的正火工艺对热轧A537CL.1试样进行系列热处理试验,利用常温拉伸试验机、摆锤式冲击试验机、金相显微镜研究热处理工艺对试验钢组织性能的影响,结果表明:热轧钢板正火后强度降低,钢板出炉后风冷与空冷相比,风冷钢板强度略有提高,但冲击值降低;在880℃保温、保温时间36 min的正火工艺条件下,试验钢综合性能优良,满足LPG低温储罐用钢的要求.     

2 000 MPa高强度钢的超高周疲劳破坏行为

通过USF-2000超声波疲劳试验机研究了500 kg真空感应炉+电渣重熔冶炼的2000 MPa高强度钢(%:0.45C、2.0Si、0.9Cr、0.001S、0.005P、0.026Al、0.001 5O、0.002 8N)在共振频率20 kHz、载荷比R=-1,共振间隙150 ms时的超高周疲劳破坏行为。结果发现,疲劳裂纹大部分起源于钢中非金属夹杂物(夹杂平均尺寸12.3μm),钢的疲劳强度和寿命随夹杂物增大而降低;内部夹杂物引起的疲劳破坏往往呈鱼眼型;随疲劳断口裂纹源夹杂物处应力场强度因子ΔK_inc的减小,钢的疲劳寿命N_f增加。     

红外热像技术快速确定0.45C钢疲劳极限的试验方法

分析了材料疲劳过程的能量耗散-热耗散,并用红外热像仪研究了高频疲劳试验机疲劳试验过程具有颈缩部分的0.45C钢表面温度变化,快速确定0.45C钢疲劳极限.结果表明,红外热像法确定的正火0.45C钢的疲劳极限为219 MPa,与理论计算法得出的该钢疲劳极限相一致.该试验方法具有非接触、便捷、低成本等优点.     

900 MPa级薄规格调质高强钢生产技术研究

基于低锰及Cr-Mo-Ni-B成分体系设计,采取热连轧、横切、离线调质的工艺路线,实现了900 MPa级薄规格调质高强钢的稳定生产.通过光学显微镜、拉伸试验机和冲击试验机对试验钢在不同卷曲温度和热轧、淬火、调质后的组织及性能进行检测,结果显示:试验钢在550℃温度卷曲后调质处理获得的强度比680℃温度卷曲后调质处理获得的强度度高13～20 MPa;热轧态试验钢组织为铁素体、珠光体和粗大M-A岛等混合组织,淬火后组织为典型马氏体,回火后组织为均匀回火索氏体.在焊接热输入量为19 kJ/cm的焊接工艺下,调质钢焊接接头各项性能良好.     

钢中非金属夹杂物塑性化研究

针对以帘线钢为代表的优质线材用高碳钢非金属夹杂物塑性化难题,进行了实验室研究和生产工艺优化研究.开发了在钢液ω(T.O)≤0.002%条件下,钢中非金属夹杂物的塑性化控制技术,使钢中非金属夹杂物评级系数由30以上降低至3.5以下.     

Cr12MoV钢热变形行为研究

利用Gleeble 1500多功能热力模拟试验机对Cr12MoV钢金属塑性变形抗力进行试验研究,实测了不同变形温度、变形速率、变形程度下Cr12MoV钢的变形抗力,分析了各工艺参数对变形抗力的影响.回归计算得出Cr12MoV钢再结晶激活能;利用最小二乘法回归出峰值应力、峰值应变与Z参数的关系.     

高级别管线钢硫含量的控制

X70和X80高级别管线钢要求的硫含量极低,降低钢中硫含量的主要措施是采用LF精炼脱硫.通过LF炉造高碱度还原性渣,降低钢液氧含量,控制合适的钢液温度,已生产出的X70钢硫质量分数在0.003 0%以下,X80钢硫质量分数在0.002 0%以下.     

退火工艺对低合金高强钢X410LA性能和组织的影响

为了研究退火工艺对低合金高强钢力学性能的影响,在连续退火条件下对X410LA进行了模拟试验和工业试验.采用连续退火模拟试验机模拟连退生产工艺,研究了退火温度对低合金高强钢X410LA力学性能的影响,获得了不同强度要求的试验钢.在实际生产过程中,研究了不同均热温度、过时效温度下低合金高强钢X410LA的力学性能变化情况.     

交货状态对低碳Q345qNHE钢性能与组织的影响

对低碳Q345qNHE钢进行不同的工艺处理,利用常温拉伸试验机、摆锤式冲击试验机、金相显微镜研究不同试验方法对试验钢性能与组织的影响,结果表明:热轧钢板正火后强度降低,随正火保温温度升高韧性变差。因此低碳Q345qNHE钢可采用热轧或适当提锰后,正火状态均能满足钢板的使用要求。     

连续退火工艺对Nb-Ti-IF钢性能及再结晶织构的影响

研究了热镀锌连续退火工艺对Nb-Ti-IF钢性能及再结晶织构的影响.利用Gleeble-3800热模拟试验机对带钢在80 m/min和120 m/min两种带速条件下的连续退火工艺进行了模拟,采用780、820、860、900 ℃4种模拟温度.用X射线衍射仪、透射电子显微镜、光学显微镜、电子拉伸试验机对样品的再结晶织构、组织、第二相粒子及力学性能进行了检测和分析.结果表明,退火工艺直接影响退火试样的力学性能、第二相粒子的形态、大小及分布和退火织构.经综合分析,给出了Nb-Ti-IF钢最佳连续退火制度.     

冷却速度对高强度低合金钢组织和性能的影响

采用热模拟试验机、拉伸试验机以及光学显微镜等设备,根据CCT曲线和拉伸实验的结果,研究了冷却速度对700MPa级超级钢组织和性能的影响。在实验室热轧实验的基础上,比较了500MPa和700MPa两个强度级别HSLA钢的组织和性能随冷却速度的变化情况。结果表明,冷却速度对两种钢的影响不同：冷却速度增大时,500MPa级钢的晶粒明显变细,而700MPa级钢的晶粒尺寸变化不大。     

转炉-氩站-连铸流程低碳铝镇静钢夹杂物控制

对“转炉-吹氩站-连铸”工艺流程生产的低碳铝镇静钢工艺各环节取样，并对渣、钢成分进行分析，采用自动扫描电子显微镜研究了钢中夹杂物的大小、密度及成分，以期寻求相应对策来控制钢中氧含量及夹杂物数量。结果表明：转炉吹炼末期控制氧流量26 000 m³·h^-1,可把钢中氧由0.071 4%降低至0.057 2%,转炉渣中(FeO+MnO)%由15.71%降至14.09%,减轻转炉吹炼末期钢液过氧化。吹氩氩气流量提升至600 L/min后，氩站工序钢液中夹杂物去除率达62.7%。通过协同控制转炉出钢时下渣量至50 mm,采取保护浇铸等手段，SPHC低碳铝镇静钢中氧和氮分别降低至0.001 11%和0.002 15%,≥2.0级和≥1.0级的夹杂物比例分别由9.2%和20.0%降低至6.9%和16.2%。     

0.03Nb-0.15Ti微合金化低碳高强度钢的动态再结晶

通过Gleeble 1500热模拟试验机试验研究了Nb-Ti微合金化低碳钢（/%:0.06C,0.22Si,1.80Mn,0.03Nb,0.15Ti,≤0.007N,≤0.002S）10mm带钢在850~1100℃,以应变速率0.1~20.0 s^-1,总变形量75%单道次压缩变形时动态再结晶,由真应力-真应变曲线,结合加工硬化率曲线,得出动态再结晶临界应变0.4~0.7和完全再结晶应变量1.1~1.4。该钢的热变形激活能为618.225 kJ/mol。根据试验结果得到Zener-Hollomon方程和动态再结晶状态图,利用Johnson-Mehl-Avrami（JMA）方程法得到再结晶体积分数实际值,采用Epsilon-P模型对实验数据进行回归,得到试验钢的再结晶动力学模型。     

-70 ℃超低温环境用钢09MnNiDR的组织性能

 09MnNiDR作为-70 ℃超低温环境钢,少镍低成本属性引起了广泛的关注,细化铁素体晶粒和球化渗碳体为其提高低温冲击韧性的主要方法。为了探究微观组织对其综合力学性能的影响,采用3种不同热处理工艺对09MnNiDR钢进行了试验,利用光学显微镜、扫描显微镜、拉伸试验机和低温冲击韧性试验机对试验钢的微观组织形貌进行了观察和力学性能的测定。结果表明,试验钢经正火后晶粒得到了细化,铁素体晶粒度为13级,-70 ℃低温冲击韧性不小于25 J,韧脆转变温度为-70～-80 ℃;试验钢正火加热保温出炉后采用风冷加速冷却能进一步细化晶粒,铁素体晶粒度达到14级,强度和韧性同时得到了提高,韧脆转变温度降低至-80～-90 ℃;试验钢经正火+回火处理后,正火形成的片状或短棒状渗碳体在回火时发生了球化转变为颗粒状,对比正火态强度出现了下降,低温冲击韧性得到了进一步的提高,韧脆转变温度降低至-100 ℃以下。不同的生产企业可以选择合适的热处理工艺来提高09MnNiDR的低温冲击韧性,满足用户的特殊需求。