回火工艺对高强钢性能和组织的影响

邯钢在3 500 mm轧机生产线展开"控制轧制+直接淬火+回火"工艺生产1 100 MPa以上级别超高强钢板的试验研究。结果显示:DQ状态钢板的抗拉强度达到1 420 MPa,屈服强度达到1 050 MPa,延伸率约为9. 0%;经过500～750℃回火,钢板的抗拉强度明显下降,延伸率、冲击韧性提高,组织为明显的板条马氏体;经过500～680℃回火,马氏体板条中存在明显的析出物;经过720～750℃回火,组织中不再有明显的板条形貌。     

NM450D耐磨钢-Q235B碳钢复合板的轧制和热处理工艺对组织、性能的影响

10 mm NM450D低合金耐磨钢板(/%:0.22C,0.70Cr,1.50Mn,0.30Si,0.012Ti,0.030Nb)和10 mm Q235B碳钢板(/%:0.19C,0.25Mn,0.04Si)经表面处理和四角焊接成20 mm复合板,在180 mm二辊实验轧机上经1 150℃,60%压下率和930℃,30%压下率两次轧制成5.6 mm复合板,再经800~1 000℃淬火,250℃回火处理。结果表明,经900℃淬火+250℃回火的低合金耐磨钢-碳钢复合板的5.6 mm复合界面接触良好,Q235B钢组织为板条马氏体+铁素体和少部贝氏体和珠光体,NM450D钢组织为回火马氏体,其HV值为500,复合钢板抗剪强度为367 MPa,均达到标准要求。     

1000MPa级低碳马氏体钢的微观组织与力学性能

以0.12%～0.16%(质量分数)C-Mn-B为基本成分,辅以Cr-Mo或Cr-Ni-Mo复合添加,采用粗轧大压下轧制工艺,并经淬火 回火热处理,制备出1 000 MPa级高强度钢板,其微观组织南宽度小于200 nm的细小马氏体板条组成,并含有少量较粗大的先析出自回火马氏体板条.研究了化学成份和热处理工艺对钢板力学性能和微观组织的影响规律.     

新型马氏体耐热钢G115的高温组织演变研究

G115是钢研院与宝钢联合开发的应用于600～650℃的超超临界锅炉用管.将G115热挤压管在625℃、130 MPa应力条件下进行蠕变试验,并在蠕变的不同阶段分别取样进行微观组织观察.蠕变曲线表明,G115钢在该试验条件下进入稳态蠕变阶段后有较长时间稳态蠕变速率持续增加但并不发生断裂;扫描组织分析表明,随着蠕变试验的进行,组织中的马氏体板条未发生明显的退化,马氏体板条宽度增加;透射组织观察表明,随着蠕变的进行,M23C6和Laves相析出物增多长大,但尺寸长大并不明显,析出物主要在晶界处和马氏体板条处聚集对晶界进行强化.     

406钢回火过程的初步探讨

通过透射电镜观察和鉴别了406钢在回火过程中的力学性能变化规律和马氏体精细结构特征,碳化物种类、形态、分布及它们之间的关系。结果表明:406钢淬火并300℃回火后具有较高的强度和韧性,是高位错密度的板条马氏体和马氏体内大量的与基体高度共格的ε-碳化物弥散析出,及马氏体板条周围2～3％的残留奥氏体网状薄膜的贡献。同时钢中含有1.5％Si和0.5％Mo,提高了ε-碳化物和残留奥氏体的稳定性,从而推迟并减缓了马氏体回火脆性凹,改善了断裂形貌。360～500℃回火脆性是由于渗碳体在板条边界析出和杂质元素在晶界偏聚的结果。     

60 mm厚低屈强比高强钢板Q500qE组织与性能研究

通过JMatpro软件、扫描电镜、力学性能测试,对Q500qE 60 mm厚度500 MPa级低屈强比高强钢板进行了连续冷却转变(CCT)曲线、钢板显微组织与力学性能、焊接接头力学性能分析。结果表明,通过控轧控冷工艺：终轧温度800～840℃,入水温度660～680℃和终冷温度400～450℃,该钢组织为铁素体+贝氏体+马氏体/奥氏体岛,两相交界处和贝氏体内部存在大量大角度晶界。钢板1/4和1/2厚度位置屈服强度≥500 MPa,抗拉强度≥640 MPa,屈强比≤0.80,-40℃低温冲击功≥200 J,焊接热影响区-40℃低温冲击功≥100 J     

高品质自卸车厢体用NM450耐磨钢板的开发

采用Nb、Ti、Cr、B微合金化成分,设计和开发了高品质自卸车厢体用0.20%～0.25%C耐磨钢NM450。该钢14 mm板900℃淬火200℃回火的组织为回火板条马氏体,并有少量弥散分布的第二相粒子,具有良好的综合性能。NM450钢抗拉强度1459 MPa,延伸率19%,冲击功104 J,表面硬度值450HBW。在弯曲角度为180°,弯头直径为168 mm条件下,弯曲试样合格。采用CHW-70C焊丝,焊接性能良好,焊接接头抗拉强度839MPa,焊缝冲击功113 J,焊缝硬度值282HV,在弯曲角度为90°,弯头直径为168 mm条件下,弯曲试样合格。     

晶粒尺寸对316H奥氏体不锈钢550 ~ 650°C 360 ~ 165 MPa持久性能的影响

研究了316H奥氏体不锈钢28 mm板晶粒尺寸对550～650℃360～165 MPa持久性能的影响,分析了断裂机理。在温度550℃、应力360 MPa和335 MPa条件下,小晶粒尺寸(44.5μm)钢板的持久断裂时间仅为大晶粒尺寸(89.6μm)钢板的48.92%和51.98%,持久断裂由晶界处楔形裂纹引起,晶粒尺寸对持久性能影响较大,较高的应力会使得晶粒尺寸对持久性能的影响进一步加大;而在温度650℃,应力165 MPa条件下,44.5μm小晶粒钢板的持久断裂时间达到89.6μm大晶粒钢板的91.35%,持久断裂则由晶界空洞的形成长大相互连接引起,晶粒尺寸对持久性能影响较小。     

Nb 和热处理对 C-Mn-Si 系冷轧双相钢组织和性能的影响

用25 kg真空感应炉冶炼的含Nb双相钢(%:0.19～0.21C、0.7～0.8Si、1.9～2.1Mn、0.02～0.04Nb)和不含Nb双相钢(%:0.17～0.19C、0.4～0.6Si、1.7～1.9Mn),经实验室双辊轧机轧成3.5 mm板,再冷轧至1.0mm和1.36 mm钢板.冷轧板通过盐浴炉加热至740～820℃缓冷至680℃,再以≥150 ℃/s冷至280℃保温240 s空冷.结果表明,随加热温度提高,铁素体-马氏体组织中的马氏体量增加;当加热温度为820℃时C-Mn-Si双相钢抗拉强度可达1 050 MPa,加Nb后由于晶粒进一步细化,820℃加热时,其抗拉强度可达1 200 MPa.     

汽车用高强度钢CR1030/1300MS连铸板坯的热塑性

试验用CR1030/1300MS钢236 mm×1 350 mm连铸板坯(/%:0.13C,0.26Si,1.53Mn,0.011P,0.002S,0.31Cr,0.047Als,0.029Nb,0.032Ti,0.002 5B,0.003 2N)的工艺流程为260 t BOF-LF-RH-CC。采用Gleeble3500热模拟试验机测试了试验板坯650～1 300℃的热塑性曲线,并分析了高温拉伸试样断口组织。试验结果得出,试验钢两个脆性区为熔点～1 120℃和800～650℃在1 120-800℃呈现良好的塑性,断面收缩率均在85%以上。900℃断口属于穿晶韧性断裂,700℃为韧性和沿晶断裂。1 250℃和900℃近断口组织均为马氏体,温度升高马氏体板条更粗大。750℃原奥氏体晶界出现先共析铁素体是产生裂纹的根本原因。1 120～800℃进行矫直可防止铸坯产生裂纹。     

直接淬火800 MPa低合金高强度钢板的开发

开发的20 mm低成本铌钛硼微合金化低碳钢板(/%:0.06C、0.40Si、1.60Mn、0.010P、0.005S、0.050Nb、0.012Ti、0.002B)的生产流程为130 t顶底复吹转炉-LF-RH-250 mm板坯连铸-4300轧机轧制-直接淬火-回火工艺。通过终轧≥900℃,以≥20℃/s冷却速度直接淬火,500℃回火,20 mm钢板抗拉强度R_m为855 MPa,屈服强度R_p 0.2771 MPa,延长率A 16%,0℃冲击功A_kv2 217～238J, -40℃ A_kv2 137～181J。该钢的回火组织为细小的贝氏体板条,宽度为0.5～1.0μm,并有较多弥散分布的30～90 nm Nb+Ti碳氮化物析出。     

高品质压路机振轮用耐磨钢NM360的开发

设计和开发了压路机振轮用耐磨钢NM360(/%:0.10～0.15C,0.50～1.50Mn,≤0.001P,≤0.008S,0.20～0.50Mo,0.015～0.03Nb,0.018～0.15Ti,≥0.035Als,0.0012～0.003 0B,≤0.008N,≤0.0003 H,≤0.003O)32 mm板。900℃淬火+200℃回火后,该钢组织为回火马氏体;抗拉强度1150～1182 MPa,延伸率15%～17.5%;冲击功150～226 J;表面HBW布氏硬度值385～402;冷弯直径为32 mm,冷弯角度45°、90°、150°和180°冷弯试验全部合格;采用GM120焊丝焊接后,焊接接头抗拉强度为1 052 MPa,焊缝冲击功为58～63 J,焊缝HV硬度值390～396。     

安钢Nb微合金化高强度船体结构钢板的开发

安阳钢铁公司通过100 t转炉-100 t LF-200 mm×1 500 mm连铸机-2800 mm中板轧机生产流程开发了Nb微合金化高强度船板。生产数据统计结果表明,通过精确控制钢的成分(%:0.13～0.16C、0.33～0.43Si、1.31～1.42Mn、0.007～0.014P、0.005～0.0185、0.021～0.039A1、0.018～0.022Nb),精轧开始温度950℃,精轧累积压下率≥50%,终轧温度780～850℃,使AH36牌号6～25 mm钢板的晶粒度为9～9.5级,屈服强度360～475 MPa,抗拉强度490～610 MPa,δ5伸长率18%～36%,0℃冲击功110～221J。     

热处理对Φ245 mmx l2 mm V150高抗挤毁套管用钢27CrMnMoV组织和性能的影响

试验用Φ360 mm 27CrMnMoV钢(/%:0.27C,0.25Si,0.92Mn,1.06Cr,0.75Mo,0.009P,0.003S,0.088V)铸坯经穿孔和Φ340连轧机组热轧成Φ244.48 mm×15.11 mm无缝管。试验研究了830～950℃水淬,880℃水淬+600～680℃ 30～120 min回火,以及880℃两次水淬+620～660℃回火工艺对该钢管组织和性能的影响。一般要求V150管屈服和抗拉强度分别为1034～1241 MPa和≥1103 MPa,0℃横向冲击功≥80 J。结果表明,一次淬火+630～655℃ 60min回火时Mo和V碳化物析出产生二次硬化,其屈服和抗拉强度分别为1 034～1 150 MPa和1 103～1 225 MPa,0℃横向冲击功为80～108 J。二次淬火+635～655℃ 60 min回火工艺,循环淬火使奥氏体晶粒细化,提高强度的同时显著改善韧性,其屈服和抗拉强度分别为1 034～1 170 MPa和1 103～1 240MPa,0℃横向冲击功为80～120 J,比一次淬火+回火工艺更容易实现V150高抗挤毁套管性能的稳定性控制。     

硼对780 MPa低碳贝氏体钢组织和力学性能的影响

试验低碳贝氏体钢（/%:0.08C,0.11~0.13Si,1.10~1.20Mn,0.008~0.009P,0.002S,0.21~0.23Ni,0.020~0.021Ti,0.003~0.004Nb,0~0.0010B,0.000 7~0.0008O,0.0031~0.0033N）由50kg真空感应炉熔炼,轧成45mm钢板,并经930℃淬火,610℃回火。研究了0.0010%硼对780 MPa低碳贝氏体钢45mm板组织和力学性能的影响。结果表明,硼可显著提高试验钢的淬透性,不含硼试验钢淬火后得到粒状贝氏体,0.0010%硼试验钢淬火后得到板条贝氏体。硼明显改善试验低碳贝氏体钢的力学性能,含0.0010%硼试验钢淬、回火后的抗拉强度834MPa和屈服强度771MPa远高于不含硼试验钢的抗拉强度702MPa和屈服强度591MPa,实际生产中应加入适量硼可使低碳贝氏体钢得到板条贝氏体。     

HRB335热轧带肋钢筋轧后双线穿水冷却技术的应用

针对轧机产量提高后冷床冷却能力不足的问题,安装了轧后棒材穿水冷却装置。生产结果表明,HRB335Φ16 mm热轧带肋钢筋(/%:0.20C、0.20～0.40Si、0.4～1.2Mn),原终轧速度10.5～11.0 m/s,钢材至冷床温度1020～1050℃,钢筋的屈服、抗拉强度和伸长率分别为342 MPa、520 MPa和16.5%;使用穿水系统后终轧速度提高至11.5～12.0 m/s,钢材至冷床的温度降至880～900℃,通过冷床后降至260℃,钢筋的屈服、抗拉强度和伸长率分别为360 MPa,556 MPa和16.9%,生产率提高3%～5%。     

镍对09CuPCrNi耐候钢高温力学性能的影响

采用Gleeble 3000热模拟实验机测试和研究了CCT曲线以及镍含量对09CuPCrNi耐候钢(%:0.08C、0.34～0.35Cu、0.091～0.099P、0.53～0.55Cr、0.02～0.27Ni)的700～1 300℃塑性和抗拉强度的影响。结果表明,当钢中Ni含量由0.27%降至0.02%时,Ar₁、Ar₃分别由670.2℃和860.0℃升至710.0℃和882.5℃,并且贝氏体和马氏体相变也提前发生,800℃高温脆性温度区增宽,950℃高温脆性区消失。0.02%Ni耐候钢09CuPCrNi室温抗拉强度475～485 MPa,伸长率32%～34%,冲击功72～84 J,满足该耐候钢力学性能使用要求。     

鞍钢17Mn阻尼钢4 ~ 100 mm板的研制

鞍钢研制的 17Mn 阻尼钢(/% ：0.02C, 0.08Si, 17.53Mn, 0.014P, 0.002S, 0.005Als) 4 ~ 100 mm 板,其 屈服强度311 ~4O7 MPa,15~100 mm板-20°C. V型缺口冲击吸收能量113-144 J,焊接后焊接接头抗拉强度651 ~ 654 MPa,焊接后-20 °C V型缺口冲击吸收能量66~84JO 17Mn阻尼钢组织为残余奥氏体和e马氏体,使用动态机 械热分析仪检测其阻尼性能。在30 °C ,50 Hz双悬臂应变扫描条件下,不同厚度阻尼钢阻尼值均大于0.02;在100 Hz 下测试不同厚度阻尼钢阻尼值均大于0.05,阻尼值高于传统的低合金结构钢Q235、Q345(0.008和0.010 ~0.013)。     

开发的1900 MPa Ti微合金化低合金超高强钢组织和性能

通过200 kg真空感应炉和550 mm钢板轧机开发出1900 MPa Ti微合金化超级HSLA钢（/%:0.34C,0.70Si,1.50Mn,0.012P,0.004S,0.08 Ti,0.002 0B,0.004 0N）。结果表明:第一阶段采用奥氏体再结晶区轧制,开轧温度和终轧温度分别在1180℃和1030℃左右,第二阶段采用奥氏体未再结晶区轧制,开轧温度920～950℃,终轧温度850～890℃,热处理淬火温度（900±10）℃,回火温度200～230℃,钢板的析出相为（Ti,Mo）C,晶粒度10级,微观组织为回火马氏体,力学性能为Rm 1930～1985 MPa,A 10%～12.5%,-40℃K_v2 200～230 J。