铬含量对耐候钢熔敷金属韧性的影响

通过拉伸、冲击试验,利用金相显微镜、透射电镜、扫描电镜和电子背散射衍射技术分析了铬含量对耐候钢熔敷金属组织和韧性的影响.结果表明,两种熔敷金属的组织均为粒状贝氏体、针状铁素体和少量板条贝氏体.两种熔敷金属冲击韧性良好.与含1.0% Cr(质量分数)熔敷金属相比,含1.41% Cr熔敷金属中粒状贝氏体含量升高,针状铁素体含量降低,屈服强度增加6%,抗拉强度增加9%,冲击吸收功降低56%.此外,含1.41%Cr熔敷金属中M-A组元含量升高、大角度晶界比例下降、平均有效晶粒尺寸增加,显微裂纹的形核几率增加,裂纹扩展阻力降低,导致其韧性降低.     

焊接热输入对低合金高强度船板钢热影响区组织和性能的影响

以低合金高强度船板钢为研究对象,分析焊接热输入对粗晶热影响区(CGHAZ)组织及力学性能的影响。结果表明,当热输入较小时,粗晶热影响区组织为板条马氏体、板条贝氏体和少量针状铁素体,硬度和冲击韧性都较高;当热输入为100 kJ/cm时,组织为板条贝氏体、粒状贝氏体和大量由原奥氏体晶界向晶内生长的铁素体;随着热输入的增加,板条贝氏体逐渐减少,粒状贝氏体增加,且组织不断粗化,硬度和冲击韧性逐渐降低;当热输入为250 kJ/cm时,组织主要是粒状贝氏体、由晶界向晶内生长的铁素体和晶界铁素体,此时的CGHAZ组织与热输入较小时相比发生了明显的粗化,冲击韧性进一步降低。     

控轧控冷条件下X100管线钢的组织转变及性能

试验钢采用低碳Nb、Ti、Ni、Cu、Mo等合金化设计理念进行X100管线钢化学成分设计,用真空感应电炉冶炼,并经试验轧机TMCP工艺控制轧制,轧后弛豫并在机后快速冷却线中进行快速冷却。冷却后采用显微分析方法和力学性能测试等手段研究终冷温度对试验钢微观组织和性能的影响。结果表明：随着终冷温度的降低试验钢显微组织的变化规律是由多边形铁素体向准多边形铁素体、粒状贝氏体、贝氏体铁素体、马氏体型转变。在418 ℃时出现板条状贝氏体组织且随着终冷温度降低,组织中板条状贝氏体的含量增加,贝氏体板条束的直径变小板条间距变窄,提高了试验钢的强度和韧性指标。301 ℃时出现马氏体组织,试验钢的强韧性有所降低。未发现终冷温度对原始奥氏体晶粒尺寸有影响,因为影响试验钢原始奥氏体晶粒度的主要因数为控轧工艺。     

硅对热轧低碳贝氏体钢组织和力学性能的影响

对不同硅含量的低碳贝氏体钢进行轧制,对轧制后的试样进行组织检验和拉伸试验,分析了该钢的显微组织和力学性能。结果表明:Si含量从1.0 wt%增加到1.5 wt%时,试样的微观组织基本相同,均为粒状贝氏体+M/A岛,其屈服强度、抗拉强度略有增加,伸长率基本相同,强度的增加主要来源于Si的固溶强化作用。Si含量从1.5wt%增加到2.0wt%时,该钢的显微组织明显变化,含硅2.0 wt%钢的显微组织为粒状贝氏体+板条马氏体+等轴铁素体,该钢的屈服强度及抗拉强度显著增加,但相比于含Si量1.5wt%的钢,伸长率、强塑积均下降,强度的提高主要是固溶强化、相变强化等的综合作用。比较三种低碳贝氏体钢,若只考虑钢的强度因素,则Si的添加量应达2.0 wt%;若只考虑钢种塑性及强塑积,则Si的添加量应为1.5 wt%。     

加热温度对X100热煨弯管钢组织和性能的影响

采用热模拟试验、力学性能测试及显微分析技术研究了加热温度对X100热煨弯管钢组织和强韧性的影响.结果表明:随着加热温度的升高,X100钢的强度呈现增加的趋势,而冲击韧性为下降的趋势.在950～1050℃的加热温度范围内,试验钢获得了以贝氏体铁素体和粒状贝氏体为主的组织形态,由于贝氏体铁素体和粒状贝氏体的微观组织结构为细小的、多位向分布和高位错密度的铁素体板条束,因而钢获得了较好的强韧性配合.当加热温度高于1050℃时,试验钢中贝氏体铁素体的晶粒尺寸明显长大,韧性明显下降.当加热温度低于950℃时,试验钢显微组织出现部分多边形铁素体,从而使得试验钢的强度降低.     

微合金化技术开发800MPa级高韧直缝焊管钢

采用微合金化和热轧后超快冷等技术生产得到800 MPa级高韧直缝钢管钢,借助OM、SEM、TEM和室温拉伸等,研究了试验钢不同区域的组织与性能。研究表明,试验钢的热轧组织主要是粒状贝氏体+少量板条贝氏体;焊接热影响区粒状贝氏体体积分数减少到32.7%,板条贝氏体体积分数增加到30.5%,组织中出现针状铁素体和少量马氏体。试验钢热轧区主要以Ti为主进行复合微合金化,综合运用固溶强化、细晶强化、位错强化和析出强化,具有高的强韧性,屈服强度为804 MPa、抗拉强度为852 MPa、伸长率为21.5%。     

热处理工艺对Mn-Mo-Nb-B低碳微合金钢组织和力学性能的影响

利用SEM、电子探针、纳米压痕及高温变形热模拟机,研究低碳合金钢在不同热处理工艺下组织及力学性能的变化规律。结果表明,冷却速度不同时,合金钢中贝氏体的显微组织不同。当冷却速率为0.50~1.00℃/s时,钢中组织为准多边形铁素体和粒状贝氏体;冷却速度为3.00~10.00℃/s时,组织变为针状铁素体和板条贝氏体。针状铁素体组织的相变温度为620~600℃之间;试验钢中准多边形铁素体硬度最低,板条贝氏体硬度最高,贝氏体组织的本征硬度与维氏硬度均随冷却速度的增加而增大,且基体本征硬度对合金钢维氏硬度的变化起主要作用。     

Mo含量对高等级管线钢相变行为及组织和性能的影响

通过调整一种高强韧管线钢中的Mo含量,研究Mo含量对动态相变规律的影响。在相同热机械控制轧制(TMCP)工艺下,比较Mo含量为0.2%和0.3%的两种钢的强度和韧性的差异,通过光学显微镜、EBSD、TEM等手段研究两种钢的复杂针状铁素体组织,并对组织和性能间的关系进行分析。结果表明:提高Mo含量有利于组织细化和针状铁素体的形成,动态CCT曲线向右下方移动;在相同轧制工艺条件下,0.3%Mo钢具有更高的强度,Mo含量的增加有助于提高沉淀强化和细晶强化的作用,同时增加了贝氏体铁素体(BF)的体积分数和MA岛的尺寸及数密度,并进一步提高了强度;两种钢在大角度晶界比例相同时,0.3%Mo钢的冲击性能较差,MA岛的尺寸和数密度及形状的不规则程度是影响冲击性能的主要因素。     

500 MPa级高建钢形变奥氏体连续冷却转变行为研究

采用Gleeble-3500热模拟试验机模拟了屈服强度500 MPa级高建钢热变形奥氏体的动态连续冷却转变过程,结合金相法绘制试验钢的CCT曲线,并对相变组织进行维氏硬度测试。试验结果表明,当冷速低于2.5℃/s时,形成多边形铁素体、针状铁素体和珠光体的混合组织;在5~30℃/s的冷速范围内,形成针状铁素体和粒状贝氏体的混合组织;在冷速50℃/s时,开始出现少量板条贝氏体组织。随着冷速的增大,组织细化,连续冷却转变组织硬度增加。试验钢两阶段变形后的控冷工艺窗口为5~25℃/s。     

冷却制度对700MPa级低碳贝氏体钢组织与性能的影响

在热轧试验的基础上,采用多功能材料试验机及光学显微镜,研究了不同冷却制度对700MPa级低碳贝氏体钢组织和性能的影响。结果表明,根据冷却制度的不同,所研究低碳贝氏体钢的微观组织表现为准多边形铁素体、粒状贝氏体和板条贝氏体等的比例、形态及尺寸的不同。轧后空冷时,试样的微观组织主要为准多边形铁素体和粒状贝氏体,其强度较低,但塑性较好;轧后水冷时,试样的微观组织主要为板条贝氏体,具有较高的强度和较低的伸长率;轧后油淬时,试样的微观组织主要为板条贝氏体、粒状贝氏体、准多边形铁素体及针状铁素体的复合组织,这种组织具有较好的强度和塑性配合;轧后水冷至531℃而后空冷至室温时,试样的微观组织主要为粒状贝氏体,具有高的屈服强度和屈强比。     

低碳锰钢强韧化机制的研究

在实验室对低碳锰钢进行了控轧控冷试验.利用光学显微镜和透射电子显微镜等测试手段,对试验结果进行了研究.结果表明,具有铁素体和贝氏体复相组织的低碳锰钢具有较高的强度和良好的韧性.贝氏体相变强化对低碳锰钢屈服强度的贡献可达30%,贝氏体铁素体板条的细化和铁素体亚晶的存在可以降低碳锰钢的脆性转变温度.具有铁素体和贝氏体复相组织的低碳锰钢除了固溶强化之外,主要强化机制为细晶强化和贝氏体相变强化.     

元素Nb对TiNbV微合金钢CGHAZ组织与冲击韧性影响

利用焊接热模拟研究Nb元素含量对TiNbV微合金钢焊接热影响粗晶区(CGHAZ)组织和性能的影响. 低铌钢和高铌钢在经历焊接热循环后微观组织构成及晶粒尺寸有显著差异. Nb元素含量为0.005%时焊接CGHAZ组织为铁素体和针状铁素体以及珠光体,大角度晶界和小角度晶界的晶粒比例相当,焊接CGHAZ晶粒尺寸粗大不均匀. 随着Nb元素含量的增加,大角度晶界的晶粒数量有所增加,晶粒得到细化. 但是,针状铁素体形成受到抑制,CGHAZ中贝氏体含量增加. 微合金钢中贝氏体的形成对焊接CGHAZ冲击韧性的下降起主导作用,Nb元素的含量控制在合适范围内(~ 0.02%),才可以保证CGHAZ具有良好的冲击韧性.     

组织形态对2.25Cr-1Mo钢长期时效稳定性的影响

通过力学性能检测、微观组织分析、相分析等方法,研究了不同组织形态2.25Cr-1Mo钢在530 ℃×2000 h长期时效过程中的组织与力学性能稳定性。结果表明:随着正火冷速下降,组织中大尺寸等轴状铁素体含量增加,贝氏体含量下降。组织中贝氏体含量高时,钢的强韧性匹配良好,时效过程第二相碳化物粗化不明显,组织稳定性更高。大尺寸等轴状铁素体基体强度低,时效过程界面碳化物粗化与聚集速率快,且沿晶界呈链状分布,导致组织稳定性较差。铁素体含量＞40%,时效脆化现象显著。     

快速回火工艺条件下超高强低碳贝氏体钢的组织与性能

采用盐浴热处理试验,结合扫描电镜、透射电镜及室温拉伸试验,研究了快速加热+短时保温快速回火条件下超高强低碳贝氏体钢的组织和性能变化规律。结果表明,快速回火工艺下,超高强低碳贝氏体钢发生碳过饱和贝氏体和马氏体中的碳化物析出、铁素体和马氏体的重构以及微合金析出物的析出等现象,进而影响材料的强塑性;在700℃以下快速回火时,与以板条状贝氏体(LB)组织为主的复相贝氏体钢相比,以粒状贝氏体(GB)组织为主的钢具有更好的回火稳定性;在750～800℃两相区快速回火时,铁素体和马氏体相大量重构,最终形成粗大铁素体和马氏体,抗拉强度大幅提升,屈强强度大幅降低,且以LB组织为主的复相贝氏体钢中重构铁素体晶粒更为粗大,导致其屈服强度更低。     

焊接线能量对高强钢焊接接头组织性能的影响

采用1.3、1.6、1.9 kJ/mm 3种不同线能量对960QT钢进行焊接,研究了线能量对960QT钢焊接接头组织和性能的影响。研究表明,随着线能量的增加,焊接接头强度下降,但塑性提高,焊缝冲击韧性变化不大,热影响区冲击韧性先降低后增大,热影响区冲击韧性均高于焊缝。对3种线能量下960QT高强钢的焊接接头进行金相分析,发现焊缝组织主要为针状铁素体和粒状贝氏体。随着线能量的增加,针状铁素体发生粗化,数量相对减少,粒状贝氏体数量增多。焊接接头热影响区的金相组织主要为板条M/B和粒状贝氏体。随着焊接线能量的增大,冷却速率减小,粒状贝氏体组织数量相对增加,而板条贝氏体组织的数量逐渐减少。     

回火温度对Q1100超高强钢组织和性能的影响

采用力学性能测试、显微组织观察、扫描电镜观察,研究回火温度对Q1100超高强钢组织和性能的影响规律。结果表明:试验钢900 ℃保温后水淬再200~300 ℃回火后,为回火板条马氏体组织;在 400 ℃和500 ℃回火后,为回火屈氏体组织;在600 ℃回火后,为回火索氏体组织。试验钢具有较高的回火稳定性,在400~600 ℃回火时,α铁素体仍保持板条马氏体的形状和位向。在200 ℃回火后,小角度晶界含量较多,阻碍微裂纹扩展,韧性较好,随着回火温度的升高,小角度晶界占比逐渐减少,在400 ℃回火后,小角度晶界占比较少,碳化物的析出恶化试验钢的韧性,发生了回火脆性,韧性最差,500 ℃和600 ℃回火后,试验钢的小角度晶界占比较400 ℃相差不明显,但试验钢回复程度较大且600 ℃回火发生部分再结晶,回火软化作用较大,韧性较高。当回火温度为200 ℃时,试验钢具有最佳的综合性能,屈服强度为1164.38 MPa,抗拉强度为1429.70 MPa,断后伸长率为14.66%,硬度为430.27 HV3,标准试样-40 ℃冲击吸收能量为92.30 J。     

焊接线能量对高强钢焊接接头组织性能的影响

采用1.3、1.6、1.9 kJ/mm 3种不同线能量对960QT钢进行焊接，研究了线能量对960QT钢焊接接头组织和性能的影响。研究表明，随着线能量的增加，焊接接头强度下降，但塑性提高，焊缝冲击韧性变化不大，热影响区冲击韧性先降低后增大，热影响区冲击韧性均高于焊缝。对3种线能量下960QT高强钢的焊接接头进行金相分析，发现焊缝组织主要为针状铁素体和粒状贝氏体。随着线能量的增加，针状铁素体发生粗化，数量相对减少，粒状贝氏体数量增多。焊接接头热影响区的金相组织主要为板条M/B和粒状贝氏体。随着焊接线能量的增大，冷却速率减小，粒状贝氏体组织数量相对增加，而板条贝氏体组织的数量逐渐减少。     

低成本900 MPa级工程机械用钢连续冷却转变行为的研究

针对当前不含Mo 低成本900 MPa级工程机械用钢的生产,采用Formastor-FⅡ相变仪,研究了900 MPa级工程机械用钢的连续冷却相变行为,分析了试验钢在连续冷却条件下的显微组织、显微硬度变化规律和贝氏体相变过程;结合热膨胀法和金相-硬度法绘制了试验钢的连续冷却转变曲线。结果表明:当冷却速率为0.25~0.5 ℃/s时,试验钢组织主要为铁素体和粒状贝氏体;冷却速率为1~2 ℃/s时,试验钢组织由粒状贝氏体和板条贝氏体组成;冷却速率为5~20 ℃/s时,试验钢组织为板条贝氏体和互锁状贝氏体,随着冷却速率的提高,板条贝氏体相变温度区间变窄,互锁状贝氏体相变温度区间变宽。冷却速率为5 ℃/s时,以板条贝氏体相变为主导,晶界形核速率高于晶内形核速率;冷却速率为10~20 ℃/s时,以互锁状贝氏体相变为主导,晶内形核速率高于晶界形核速率。冷却速率为0.25~2 ℃/s时,试验钢显微硬度随着冷却速率的增加而增加,硬度值从188HV升高到239HV;冷却速率为2~5 ℃/s时,出现硬度平台;冷却速率为5~20 ℃/s时,试验钢显微硬度随冷却速率的增加而增加,硬度值从240HV升高到270HV。     

新型贝氏体装甲钢的组织和力学性能

研究了高强度新型贝氏体装甲钢板热轧、低温回火和热轧、正火、低温回火及不同温度回火的组织和性能,测试了不同低温的冲击韧度和焊接接头的力学性能.结果表明,轧态、低温回火和正火低温回火钢板的组织为贝氏体铁素体和残余奥氏体组织,淬火低温回火钢板的组织为马氏体、贝氏体铁素体和残余奥氏体组织.不同状态的装甲钢板具有高的回火抗力、良好的强韧性及低温冲击韧度和焊接性能,及可作为车辆防护装甲.