高强钢增强韧性的在线淬火技术开发与应用

近年来,广泛应用于中厚板高强钢生产的在线淬火工艺是一种绿色、短流程制造工艺,然而与离线淬火工艺相比,普遍存在强度偏高而冲击韧性较低的问题,阻碍了这种工艺的推广应用。研究发现,产生此类问题的原因是因为轧制过程中奥氏体组织调控不当,使得轧制后钢板的奥氏体晶粒主要呈现出扁平状,这种形态的奥氏体在随后的直接淬火过程中容易形成贯穿原始奥氏体晶粒的马氏体板条,并且取向较为一致,不利于阻止裂纹的拓展。以奥氏体组织调控为基础,钢板轧制后形成细小等轴状态的奥氏体晶粒,并保留部分塑性变形过程的位错,在随后的淬火过程中,形成取向各异的马氏体板条束,这种组织有利于阻止裂纹拓展,从而可有效提升钢材的冲击韧性,不添加昂贵的微合金元素也可实现550 MPa级高强钢的生产,在强度相同的情况下,-20℃冲击韧性大幅度提升到200 J以上,达到离线淬火相当的水平,同时,提高了机组产量;相比于离线淬火,这种工艺下的微合金元素可较多固溶于奥氏体中,随后淬火过程中保留于马氏体中,在回火过程中增强微合金碳氮化物析出强化作用,进一步提高产品的强度,最终采用该工艺所制造的690 MPa级高强钢性能与离线淬火韧性相当且强度略高,为工艺...     

沙钢宽厚板工艺技术装备

沙钢集团于2006年建成现代化宽厚板生产线,采用当今世界上诸多先进的工艺装备和工艺技术,亚稳态奥氏体区热机轧制实现晶粒细化,靠中间坯待温时间及未再结晶区γ／α相变较低终轧温度抑制新晶粒成长。MULPIC装置加速冷却或直接淬火钢板。终轧通过MULPIC装置加速冷却使固溶体内保持大量Nb、V、Ti、Mo微合金元素粒子,有利于γ／α相变及在铁素体与贝氏体内沉淀而改善组织性能,终轧温度低及增加冷却速率增加沉淀强化和位错强化效果。能满足各种高难度品种钢板的生产要求。     

淬火工艺对马氏体高强钢组织和性能的影响

摘要：采用拉伸、冲击、金相、电子背散射衍射、透射电镜、X射线衍射等试验手段,研究了在线直接淬火+回火（DQT）与离线再加热淬火+回火（RQT）工艺对马氏体高强钢组织性能的影响。结果表明,2种试验钢组织均为板条马氏体,RQT试验钢原奥氏体晶粒及板条束呈等轴状,板条块较短,板条较宽,DQT试验钢原奥氏体晶粒呈扁平状,板条束贯穿整个晶粒,板条块呈细长状,板条宽度较小;位错强化是DQT试验钢强度较RQT高的主要原因;板条束为控制DQT和RQT试验钢韧性的最小单元;DQT试验钢大角晶界比例较低,其具有较大的马氏体板条束尺寸以及更高的位错密度,断裂应力较低,低温韧性较差。     

板材与棒材组织控制的不同

<正>薄钢板、厚钢板主要利用铁素体、贝氏体、马氏体、残余奥氏体的多相组织控制,达到使用要求。棒材多为需要淬火和回火钢。如渗碳钢,关键是如何利用渗碳淬火获得强韧性良好的单相马氏体。马氏体组织在原始奥氏体晶粒内的结构层次是马氏体块、马氏体束和马氏体板条。对弯曲疲劳和冲击负荷引起的早期断裂部件进行分析的结果表明,断裂起点多数在不完全淬火组织(软质铁素体、珠光体)     

预处理组织对低碳钢IQ&P工艺下组织及性能影响

采用γ单相区和γ+α双相区轧制并淬火工艺以及双相区再加热-淬火-碳配分(IQ&P)工艺,研究预处理组织对低碳钢室温状态多相组织特征及力学性能的影响规律.实验用低碳钢经两种工艺轧制并淬火处理,获得马氏体和马氏体+铁素体的预处理组织,再经双相区IQ&P工艺处理后均获得多相组织.马氏体预处理钢的室温组织由板条状亚温铁素体、块状回火马氏体以及一定比例的针状未回火马氏体和8.2%的针状残余奥氏体组成;马氏体+铁素体预处理钢由板条状亚温铁素体、块状和针状未回火马氏体以及14.3%的短针状或块状残余奥氏体组成.在相同的双相区IQ&P工艺参数下,预处理组织为马氏体的钢抗拉强度为770 MPa,伸长率为28%,其强塑积为21560 MPa·%;而预处理组织为马氏体+铁素体的钢抗拉强度为834 MPa,伸长率增大到36.2%,强塑积达到30190 MPa·%,获得强度与塑性的优良结合.      

结构钢的形变位错结构和强度

 介绍了各种合金结构钢(铁素体钢、铁素体 珠光体钢和淬火回火钢)的形变位错结构及循环形变位错结构的研究情况，阐述了沉淀硬化合金强化过程的位错缠结机制、静载和动载竞争机制以及循环微裂纹的萌生机制。     

细晶强化和位错强化对中锰马氏体钢的强化作用

 研究了碳和锰含量对淬火中锰马氏体钢的位错密度、残余奥氏体含量、晶粒尺寸等组织结构以及室温力学性能的影响。借助于SEM、EBSD、TEM和XRD表征了材料的微观组织,探讨了马氏体钢的强化机制。结果表明:随着碳含量增加,淬火中锰钢的位错密度和残余奥氏体体积分数逐渐增加,板条束和板条块尺寸逐渐细化,大角晶界百分数逐渐增加,强度逐渐升高;增加锰含量能够提高马氏体钢的位错密度和抗拉强度。分析认为,位错强化和细晶强化是淬火中锰马氏体钢的主要强化机制。马氏体板条尺寸是马氏体抗拉强度的结构控制单元,而原奥氏体晶粒尺寸则是马氏体屈服强度的结构控制单元。     

热机械控制轧制和快速冷却对含铌0～0.1%钢机械性能的影响

1　前言铌作为微合金元素可以通过热机械轧制使板材获得最佳的机械性能。其中包含两种机理 :铁素体晶粒细化和在铁素体中碳氮化铌析出——析出强化。众所周知析出强化损害韧性 ,但有利的晶粒细化和有害的析出强化的综合作用可能产生一个铌作为微合金元素对钢的韧性的有利作用 ,甚至超出对强度的影响。对铁素体—珠光体钢已深入研究了这些机理 ,但在非再结晶奥氏体热轧后快速冷却过程中铌的加入对钢板机械性能的影响研究的很少。目前研究的目的是在热机械控制工艺 ( TM-CP)及钢板经不同快速冷却条件下 ,加入≤ 0 .1 0 %的铌对 2 0～ 70 mm…     

900MPa热轧板Q-P-T工艺及其工程可行性的研究

 基于合金设计制备出2种低合金试验热轧板钢,在采用水淬＋盐浴回火的淬火-分配-回火（Q-P-T）工艺处理后,达到了屈服强度900MPa和伸长率15％的设计指标,为后期自行设计的单道次穿水淬火冷却装置用于热轧板的Q-P-T工艺工程可行性的研究奠定了基础。X射线衍射、扫描电镜和透射电镜的微观组织分析表明:与传统的淬火回火（Q&T）工艺相比,Q-P-T先进高强度钢中位错型板条马氏体基体及其内弥散分布的合金碳化物贡献于高的强度,板条马氏体间的薄片状奥氏体贡献于优良的塑性。此外,还进一步探讨了Q-P-T工艺中残余奥氏体的作用和多道次穿水淬火冷却装置用于不同厚度热轧板在线Q-P-T处理的可行性。     

控制轧制的机理

控制轧制使钢材强韧化的实质就是通过调整各轧制工艺参数(如:钢坯加热温度、变形量、终轧温度、轧后冷却等)来控制钢在整个轧制过程中的冶金学过程(如:奥氏体的再结晶、合金元素及其碳、氮化物的固溶和析出、相变、加工硬化、织构等),最终达到控制钢材组织和性能的目的。控制轧制使钢材强韧化的机理主要有:1.晶粒细化对于铁素体+珠光体型钢,铁素体晶粒的大小与钢材强度和韧性的关系,可用