Nb对2000 MPa桥索钢再加热过程中组织变化的影响

针对不同Nb含量的2种桥索钢,采用热膨胀仪、光学显微镜、扫描电子显微镜和硬度测试仪对其在箱式电阻炉连续加热过程中的组织演变和水冷淬火后的硬度进行了对比分析。结果表明:Nb元素可以细化桥索钢的原始组织,使其存在大量的铁素体和渗碳体的晶界,在连续加热过程中的开始阶段提供更多的奥氏体形核位置,使得奥氏体逆共析转变的起始温度降低,而终了温度升高,逆共析转变区域增大。同时,Nb元素形成的碳化物在加热阶段对奥氏体晶粒的长大具有拖拽作用,降低桥索钢在奥氏体形核后的长大速度,使得淬火后得到马氏体的硬度值降低,因此需要较高的温度来溶解合金碳化物使桥索钢充分奥氏体化。     

加热速率对逆转变奥氏体微观组织的影响

 为了研究连续加热过程中加热速率对逆转变奥氏体微观组织的影响，通过热膨胀仪和EBSD研究了不同加热速率下部分逆相变和完全逆相变后的微观组织。结果表明，高加热速率促进了块状奥氏体的形成，而低加热速率有利于针状奥氏体的形成，且加热速率越大，最终逆转变完成时奥氏体晶粒尺寸越微细。高加热速率使得奥氏体形核和长大被推向高温区进行，高温区块状奥氏体为置换性合金元素非配分长大模式，长大速率极快。因此，高加热速率促进了块状奥氏体的形成。     

热处理对Ti微合金钢组织性能的影响

采用OM、SEM、拉伸及冲击试验等方法,对比研究了淬火温度对Ti微合金高强钢组织和性能的影响。结果表明,热处理后钢获得板条马氏体组织,随着淬火温度的升高,奥氏体化越充分,碳化物及合金元素溶解充分,强硬度增加;当加热温度过高,碳化物聚集长大,晶粒度过大,降低强硬度;冲击功随淬火温度升高则呈现下降趋势,即韧性降低。     

Ti在Cr12MoV钢中的作用分析

通过计算Ti、V、Mo和Cr等元素对应的碳化物在不同温度范围内的溶度积,分析了Ti对Cr12MoV模具钢凝固和冷却过程中奥氏体和碳化物形成过程的影响。结果表明,在Cr12MoV钢中加入的Ti超过0.108 4%后才能析出TiC,析出的TiC有可能成为奥氏体形核的核心;凝固后的冷却过程中奥氏体中的TiC优先于VC析出,有可能作为VC异质形核的核心,使VC颗粒变得粗大,以致于淬火加热过程中VC颗粒很难均匀地溶解在奥氏体中,进而影响淬火回火过程中的二次硬化效果。     

淬火和低温处理对X30CrMoN151组织性能影响

 为了探索X30 CrMoN 15 1高氮马氏体钢的最佳淬火+低温处理工艺，利用OM、XRD、SEM、EDS和EBSD等方法研究了不同淬火温度和低温处理对高氮钢显微组织和性能的影响规律。结果表明，当奥氏体化温度低于1 050 ℃，原奥氏体晶粒长大缓慢，当奥氏体化温度高于1 050 ℃后晶粒长大加剧。随着奥氏体化温度的升高，碳化物溶解加剧，油淬后的残余奥氏体呈线性升高；低温处理后残余奥氏体大幅度减少，奥氏体化温度越高冷处理后残余奥氏体下降越多。钢的硬度随淬火温度先升高后降低，在1 000 ℃硬度最高；低温处理后，硬度随淬火温度先升高后降低，在1 030 ℃硬度最高。钢的冲击韧性随淬火温度先升高后降低，在1 030 ℃时冲击韧性最佳；低温处理后，钢的冲击韧性大幅度下降。     

Nb、Ti碳化物的溶解与析出对低C微合金钢组织和性能的影响

采用理论计算方法分析了Nb、Ti碳化物在低C微合金钢(%:0.09C、1.42Mn、0.035Nb、0.012Ti)奥氏体中的溶解与析出,测试了不同加热温度下奥氏体晶粒尺寸以及固溶-时效后实验钢的硬度。结果表明,Nb、Ti碳化物在1060℃全部溶解,800℃时效时,奥氏体中的Nb、Ti基本以NbC、TiC形式析出。700℃时效时,Nb、Ti碳化物在铁素体内析出,随温度降低,碳化物析出减慢。600℃时效,钢的硬度达到最大值。     

加热工艺对Nb-Ti微合金钢奥氏体晶粒长大的影响

 为了解加热制度对Nb Ti微合金钢的奥氏体晶粒长大和析出行为的影响，采用OM、TEM和EDS分析技术，研究了Nb Ti微合金钢在不同加热温度和保温时间的奥氏体晶粒长大行为，以及微合金元素碳氮化物析出行为。结果表明，随加热温度升高，奥氏体晶粒尺寸逐渐长大，当加热温度超过1 200 ℃时奥氏体晶粒尺寸快速长大。随保温时间延长，奥氏体晶粒尺寸逐渐长大，当保温时间超过2.0 h时奥氏体晶粒尺寸快速长大。EDS分析显示Nb Ti钢中的析出物为(Nb，Ti)(C，N)复合相，随着加热温度升高和保温时间延长，析出相体积分数减少，尺寸增大，从而减弱对奥氏体晶粒的细化作用；Nb Ti微合金试验钢合适的加热温度范围为1 150～1 200 ℃，保温时间低于2.0 h。     

等温退火对GCr15钢碳化物球化效果的影响

研究了不同等温退火工艺下GCr15钢碳化物的球化效果,采用扫描电镜对显微组织进行分析。结果表明:随温度升高碳化物颗粒变得细小弥散,当加热温度上升至800℃时奥氏体化均匀程度过高,容易形核长大成片状碳化物;随等温加热时间延长碳化物颗粒能独立形核成球状长大,甚至部分颗粒开始回熔长大。GCr15钢的最佳退火工艺参数为:加热温度780℃,加热时间5 h,等温温度700℃,等温时间3 h。     

09SiMnCrMo钢全奥氏体化后临界区铁素体形成动力学的研究

09SiMnCrMo钢全奥氏体化后降温到临界区等温保持时铁素体的形成可分为三个阶段:①铁素体形核于原奥氏体晶界并快速长大;②原奥氏体晶界被占满后晶界铁素体又长大到一定程度时,铁素体从原奥氏体岛内部析出:③铁素体缓慢地向奥氏体内长大直至平衡。     

铌含量对Cr8WMo2V2SiNb钢组织和性能的影响

研究了0～0.89%Nb含量对淬火(1 000～1 200℃)-回火(200～650℃)CrSWMo2V2SiNb钢组织和力学性能的影响。结果表明,随着Nb含量提高,钢的铸态组织和共晶碳化物形态得以改善,难熔铌的碳化物增多,明显抑制了淬火奥氏体晶粒长大;加铌可相应提高淬火温度,增加钢的二次硬化能力和耐磨性,使钢具有较高综合机械性能。     

原位观察铌对高碳钢珠光体相变的影响

 为了研究微合金元素铌(Nb)对高碳钢中珠光体相变的影响,在高温激光共聚焦显微镜下原位观察了不含铌和含铌高碳钢连续冷却过程中珠光体动态形核和长大行为。结果表明,在高碳钢中添加铌增加了珠光体形核点的数量,这是因为铌提高珠光体单位面积形核数量。同时,铌元素减慢珠光体长大速率是由于铌显著阻碍珠光体长大,但当铌质量分数超过0.014%后,阻碍珠光体长大速率的效果不再进一步增加。从以上结果可知,在高碳钢中添加铌促进珠光体形核,但是减慢珠光体长大速率。所以,为了更加准确地研究铌元素对珠光体相变的影响,选用不含铌及铌质量分数为0.027%的两种高碳钢,在Gleeble-3500热模拟试验机上进行与高温原位观察试验相同试验工艺的热膨胀试验。通过热膨胀试验发现,铌的添加增大过冷度,导致降低了珠光体相变温度区间,但是铌显著阻碍碳在奥氏体中的扩散系数,所以铌减慢珠光体长大速率。另外,铌减慢连续冷却条件下的珠光体相变动力学,推迟珠光体相变,从而降低珠光体相变速率,表明铌对珠光体长大的阻碍作用强于其对珠光体形核的促进作用。因此,在高碳钢中,铌元素的添加推迟珠光体相变。此外,铌的添加增大过冷度,使含铌高碳钢的珠光体片层细化,提高了含铌高碳钢的硬度,但在铌质量分数超过0.014%后,细化效果不再进一步增强。     

Effect of Nb on Microstructure Evolution in Cold Rolled Dual-Phase Steels:Interaction of Recovery,Recrystallization and Phase Transformations

The effects of Nb addition,individually and in combination with Ti,were evaluated over a range of coiling temperatures.Coiling temperature influences the ratio of soluble and precipitated Nb in the hot rolled steel containing 0.08 % C and 2.2 % Mn.Nb bearing precipitates can co-precipitate on TiN and impact the microstructure and mechanical properties of the steel after annealing treatment.Microstructure characterization revealed that recovery and recrystallization processes preceded austenite formation.The effects of Nb on austenite formation in cold rolled steels during heating and isothermal holding and on austenite decomposition during subsequent cooling were investigated using dilatometry.The addition of Nb retarded ferrite recrystallization starting temperature,but had no significant effect on the starting temperature of austenite formation during heating.The Nb addition also accelerated austenite formation once the transformation started,and was beneficial for the formation of a finer and homogeneous microstructure.     

热处理工艺对铝硅镀层热成形钢组织性能的影响

为深入理解不同热处理工艺参数对铝硅镀层热成形钢组织性能的影响规律,主要研究了加热温度和保温时间对铝硅镀层热成形钢的硬度、微观组织、镀层厚度和镀层成分的影响。结果表明,当加热温度不大于 900 ℃ 时,铝硅镀层热成形钢的硬度随着保温时间的增加而增加;当加热温度大于 900 ℃ 时,铝硅镀层热成形钢的硬度随着保温时间的增加而下降。当加热温度为850~930 ℃,保温时间为 4、8 min 时铝硅镀层热成形钢的微观组织在模具淬火冷却过程中均转化成为马氏体。在相同加热温度下,铝硅镀层热成形钢合金层的厚度随着保温时间的增加而增大,当加热温度升高至 930 ℃ 时,镀层因氧化而挥发严重,导致镀层变薄,所以铝硅镀层热成形钢的加热温度应控制在 930 ℃ 以下。保温温度升高、保温时间增加导致元素扩散显著,聚集的硅元素含量和面积由于其不断向四周扩散而降低。同时铁元素大量扩散到镀层中,镀层中铁元素含量增加显著。高温下,镀层发生明显的氧化反应,氧化反应促进了微孔洞的形核和长大。     

In-situ observation on austenite grain growth of a Nb microalloyed high-carbon steel

It was reported in previous studies that the growth of austenite was inhibited by the pinning effect of Nb containing precipitates and the solute dragging effect of solute Nb. The effect of Nb on austenite grain growth of high carbon steel was investigated by laser scanning confocal microscope (LSCM). Microstructure evolution during heating process of the tested steel was observed by in situ observation. The results show that even without the pinning effect of Nb containing precipitates (at high temperatures), Nb can hinder the growth of austenite grains due to the solute dragging effect of Nb. Two models were used to fit the austenite grain growth process, and the Beck growth models of Nb microalloyed high carbon steels at different heating temperatures were established. The austenite grain growth kinetics model considering the influence of heating temperature and holding time can accurately predict the austenite grain growth process of Nb microalloyed high carbon steels.     

共析钢中铌对珠光体相变行为的影响

 通过金相、扫描电镜,相变临界点和过冷奥氏体等温转变的分析,研究了Nb对共析钢（质量分数：C 075%,C 0.78%）珠光体相变微观组织和等温转变动力学的影响。结果表明：微量Nb（质量分数为0.04%、0064%）的加入使钢中先共析铁素体的量较未含铌钢有所增加,这很可能是Nb的加入使得共析碳含量明显升高的结果,同时使珠光体相变产物的形貌发生明显变化,珠光体中渗碳体的展弦比显著降低。此外Nb提高了先共析铁素体和珠光体的开始转变温度,即Nb的加入在一定程度上降低了过冷奥氏体的热力学稳定性;相变动力学表明加入Nb 0.04%可使珠光体相变的鼻子点温度升高约50℃,且最快开始相变时间比不含铌钢推迟一个数量级以上,即Nb的加入推迟了鼻子点和较低温度下的珠光体相变,提高了钢的淬透性。     

铌微合金化抗震钢筋形变奥氏体连续冷却转变

 为了研究铌对高强抗震钢筋生产过程中组织转变的影响,通过热模拟试验对比研究了无铌碳素钢筋及铌微合金化钢筋(铌质量分数为0.03%)形变奥氏体在不同冷却速率下的组织和相变规律,获得动态CCT曲线。研究结果表明,添加0.03%铌使试验钢奥氏体连续冷却转变有明显变化。从连续冷却曲线(CCT)可看出,添加铌后,发生先共析铁素体、珠光体相变的冷却速度范围减小,铁素体、珠光体转变温度降低;贝氏体相变的冷却速度区间整体右移。添加铌能细化组织,各冷却速度下含铌钢的硬度均大于无铌钢。利用TEM对不同冷却速度下含铌钢中析出相进行观察,发现Nb(C,N)弥散分布于钢中,随着冷却速度的增加,析出的Nb(C,N)逐渐减少,析出相尺寸呈先减小后增大的规律,2 ℃/s冷却速度冷却得到的析出相尺寸细小且数量较多。     

Nb微合金化高碳钢奥氏体晶粒长大原位观察

摘要：以往研究表明Nb析出相钉扎和固溶Nb溶质拖曳作用共同阻碍奥氏体晶粒长大。采用高温共聚焦显微镜研究了Nb对一种高碳含Nb钢奥氏体晶粒长大的影响,对含Nb钢加热过程组织演变进行原位观察。结果表明,Nb在没有钉扎作用下（即高温条件下）仍能起到阻碍奥氏体晶粒长大的作用,该阻碍效果主要是固溶Nb的溶质拖曳作用引起的。采用2种模型对奥氏体晶粒长大行为进行拟合,给出了不同加热温度下Nb微合金化高碳钢的Beck长大方程,同时考虑到加热温度和保温时间的共同影响,根据原位观察结果得到实验钢的奥氏体晶粒长大动力学模型,该模型能够较准确地预测Nb微合金化高碳钢奥氏体晶粒长大行为。     

Austenite Nucleation and Growth Observed on the Level of Individual Grains by Three-Dimensional X-Ray Diffraction Microscopy

Austenite nucleation and growth is studied during continuous heating using three-dimensional X-ray diffraction (3-D XRD) microscopy at the European Synchrotron Radiation Facility (ESRF) (Grenoble, France). Unique in-situ observations of austenite nucleation and growth kinetics were made for two commercial medium-carbon low-alloy steels (0.21 and 0.35 wt pct carbon with an initial microstructure of ferrite and pearlite). The measured austenite volume fraction as a function of temperature shows a two-step behavior for both steel grades: it starts with a rather fast pearlite-to-austenite transformation, which is followed by a more gradual ferrite-to-austenite transformation. The austenite nucleus density exhibits similar behavior, with a sharp increase during the first stage of the transformation and a more gradual increase in the nucleus density in the second stage for the 0.21 wt pct carbon alloy. For the 0.35 wt pct carbon alloy, no new nuclei form during the second stage. Three different types of growth of austenite grains in the ferrite/pearlite matrix were observed. The combination of detailed separate observations of both nucleation and growth provides unique quantitative information on the phase transformation kinetics during heating, i.e., austenite formation from ferrite and pearlite.     

加热工艺对中锰钢残余奥氏体含量的影响

 研究了不同加热方式对0.2%C-5%Mn钢650℃临界退火后残余奥氏体含量的影响。采用透射电镜TEM、电子背散射EBSD等技术研究了碳化物析出和组织形貌,利用XRD技术测定了残余奥氏体体积分数。结果表明：较低温度下等温一段时间后加热到650℃,或直接快速加热到650℃进行临界退火,可获得较多残余奥氏体。因为快速加热既能抑制升温过程中组织的回复和再结晶,也能抑制粗大渗碳体颗粒的析出;在较低温度等温处理时可析出细小弥散的碳化物并在临界退火时迅速固溶,这些细小弥散的碳化物作为形核核心加速了奥氏体相变。     

Fe 15C 15Cr 15Al超高碳钢碳化物的球化和力学性能

 对Fe 15C 15Cr 15Al超高碳钢碳化物的球化工艺及力学性能进行了研究。扫描电镜观察表明，加入铝，可抑制锻后空冷条件下先共析网状碳化物的析出；利用铝合金化作用和成分不均匀化奥氏体加热控制，提出了2种无形变球化处理工艺：①离异共析等温球化；②预冷淬火+高温回火。2种球化处理工艺均能获得良好的球化组织和良好的综合力学性能：Rm≥1 000 MPa，Re≥700 MPa，A10=10%~14%。拉伸断口具有明显的缩颈，断口形貌呈具有典型的韧窝特征。