经济型J55钢级低碳锰钢研制

通过对钢的强韧化分析,采取降C增Mn措施,设计出一种J55钢级用经济型低碳锰钢,可满足某企业在强度和冲击性能方面的要求标准。试制结果表明,利用轧制的变形强化和热轧后的控冷措施所生产的轧制态J55钢级套管,可满足某企业对低碳锰钢强度和冲击性能的要求标准。     

热处理工艺对800MPa低碳贝氏体钢组织性能的影响

 研究了在不同热处理工艺条件下,一种800MPa级低碳贝氏体钢组织性能的变化规律。通过对控轧控冷(TMCP)、TMCP+水淬(WQ)、TMCP+WQ+回火(T)工艺的比较,发现试验钢在450℃时回火2h后,可以获得具有良好强韧性的组织,屈服强度为816MPa,伸长率大于16%。通过SEM和TEM观察可知,这种钢的室温组织主要是细小的板条状贝氏体、(准)多边形铁素体和少量过冷奥氏体? 湎嗟母聪嘧橹孀呕鼗鹞露鹊纳撸逄踔鸾ズ喜⒈淇恚钪辗⑸啾咝位换迥诖嬖诖罅康奈淮硪约跋感　⒚稚⒎植嫉哪擅准兜诙嗔Ｗ樱涑叽缭嘉?0~20nm,选区衍射花样标定确定是Nb、Ti的碳氮化物,纳米级第二相粒子与位错的相互作用对材料增强增韧起重要作用,450℃回火时因析出强化造成的强度增量约为233MPa。     

低碳锰(铌)钢控轧控冷实验研究

通过TMCP研究了低碳锰钢和添加微量Nb的低碳锰铌钢的组织和力学性能的影响因素.研究了Nb对实验钢显微组织和力学性能的影响.Nb的添加能够细化铁素体晶粒,促进铁素体转变,对贝氏体形成有一定的抑制作用.相对低碳锰钢来说,铌的加入减少了贝氏体的体积分数,贝氏体强化效果减弱,钢的屈强比升高.通过增加冷速和降低卷取温度,可以使低碳锰铌钢获得一定量的贝氏体,综合性能较佳.低碳锰铌钢的主要强化机制有细晶强化、贝氏体相变强化和析出强化.     

含Cu的Mn-Nb-B系超低碳贝氏体钢的强韧化机理

对一种含铜超低碳Mn-Nb-B系微合金钢进行TMCP工艺,得到屈服强度达850 MPa的超低碳贝氏体钢。采用光学显微镜和扫描电子显微镜对试验钢不同板厚处的组织进行观察与分析,通过透射电子显微镜分析试验钢板条贝氏体间析出物,结果表明,屈服强度850 MPa超低碳贝氏体钢组织主要为细小的板条贝氏体,沿板厚方向上贝氏体板条宽度变化不大,板条长度从表层到心部逐渐增大。贝氏体板条的细化和微细析出物的形态、大小及分布对试验钢的强韧性起决定作用。     

ZrC粒子对低碳微合金钢的强化作用

真空条件下,在低碳微合金钢中添加微米级ZrC颗粒,使其成为钢在热轧时奥氏体的形变核心及其形变诱导铁素体的再结晶核心以细化晶粒,获得了屈服强度为518 MPa的低碳微合金高强度钢,对钢中第二相粒子包括碳化物析出相及外加ZrC颗粒对钢的强化作用进行了讨论。采用化学相分析及X射线小角散射法研究了钢中析出相的成分、数量及粒度分布,同时用扫描电镜和透射电镜对钢中第二相粒子的形态和微观结构进行了观察,发现尺寸小于18 nm的MC析出相含量较少,未发现小于10 nm的析出相。研究结果表明:细晶强化是试验钢的主要强化方式,位错强化次之,而沉淀强化和固溶强化较小,外加ZrC颗粒在细晶强化和位错强化中产生重要作用。     

低成本钛元素合金化超高强度钢的组织及力学性能

针对低成本超高强度钢的开发问题，在国外材料基础上设计开发了低成本Ti微合金化超高强度钢，弥补了国内相关产品空白；同时通过力学测试、微观组织表征、析出相分析等方法揭示了Ti微合金化对试验钢的组织性能影响规律及强韧化机制，为低成本超高强度钢板新材料的工业化应用提供数据积累与理论支撑。试验结果表明：Ti微合金化试验钢与基础钢相比，屈服强度相当，断面收缩率从33%提升至44%,低温冲击韧性也从22.6 J提升至26.7 J,可见Ti微合金化试验钢具有更好的塑韧性匹配；其主要原因是Ti微合金化试验钢中有较多的MC型和M₃C型碳化物析出，使得基体中固溶的C质量分数从0.287%降至0.247%,同时Ti微合金化使得试验钢的原奥氏体晶粒由9.5级细化至11.0级，有效晶粒尺寸从1.8μm降低至1.3μm。计算结果显示：Ti微合金化试验钢碳当量较基础钢明显降低，因此焊接性能更好；Ti微合金化试验钢通过降低固溶强化、提高位错强化和细晶强化以及析出强化，实现了屈服强度的提升，并保障了韧性和工艺性能。     

回火温度对含V马氏体钢组织和性能的影响

通过向传统矿用圆环链钢23MnNiCrMo54中加入质量分数为0.29%的V以提高钢的综合性能，检测了不同回火温度下含V试验钢的各项力学性能，利用SEM、TEM和物理化学相分析等方法对试验钢的基体组织和析出相进行了表征，分析了试验钢的强韧化机制。结果表明，含0.29%V试验钢在不同温度回火后的强度均有大幅提升，随回火温度升高，含V试验钢的强度变化经历3个阶段：强度先是下降，当回火温度达到500℃时开始出现强度平台，继续提高回火温度至600℃后，强度又开始下降。结合物理化学相分析和TEM表征，认为强度平台的出现是因为大量析出的纳米级碟片状VC颗粒带来沉淀强化作用；-20℃冲击吸收能量随回火温度变化曲线呈“W”型，Fe₃C在晶界析出和杂质元素的偏聚是导致韧性低谷的原因。     

控轧控冷低碳Mn─Nb─RE钢中微细粒子沉淀强化

测定了控轧控冷低碳Ｍｎ─Ｎｂ─ＲＥ钢中析出相微细粒子化学成分、直径及形状因子；研究了控冷冷却速度对微细粒子直径、形状因子及屈服强度增量的影响和控轧控冷铌钢屈服强度增量与微细粒子平均直径的关系；探讨了析出相微细粒子的强化作用机理。     

CSP生产C-Mn钢薄带组织与表面裂纹研究

在武钢CsP生产线上,通过控轧控冷工艺生产低成本低碳C-Mn钢薄板.结果表明,生产出的薄板屈服强度大于313 MPa,抗拉强度高于400MPa,伸长率超过37%,屈强比低于0.83,冷弯性能良好,满足塑性要求,但常出现表面裂纹.从热力学角度分析出尺寸大于83nm的硬脆粒子会引起裂纹,而钢中析出物尺寸约为30nm,不足以...     

高氮钒铬微合金化工艺试制600MPa高强抗震钢筋

为适应建筑用钢升级换代发展的需求,开展了高氮钒铬微合金化工艺试制600 MPa高强抗震钢筋工业试验,采用拉力试验机、材料试验机、金相显微镜、透射电镜、X射线衍射仪,对钢筋力学性能、疲劳寿命、显微组织、析出相及夹杂物进行检验分析。结果表明:钢筋具有良好的抗震性、强韧性、疲劳性及高低温拉伸性能,综合性能优异;钢的显微组织为铁素体+珠光体(含量42%~48%),铁素体晶粒度大于10.5级,组织细小及分布均匀;钢的铁素体基体、晶界及位错线上析出了大量尺寸2~30 nm的细小弥散的V(CN)析出相,析出相数量占总钒量的70%以上,V的析出强化效果得到充分发挥;钢中夹杂物数量少、尺寸小,有利于塑韧性的改善。     

Characterization of (Nb,Ti, Mo)C Precipitates in an Ultrahigh Strength Martensitic Steel

A study on ultrahigh strength steel plate subjected to novel thermo-mechanical control process was presented. The mechanical properties examination showed that the investigated steel exhibited excellent combination of ultra-high strength( 2 200 MPa) and toughness( 26 J). The microstructure of the experimental steel was observed by scanning electron microscope and transmission electron microscope. Desired martensitic lath with width of about 180- 250 nm was obtained. Nanostructured carbide precipitates with sizes of 20-50 nm,which contained Nb,Ti and Mo,were observed in the lath martensitic microstructure,and confirmed to be MC-type carbides with B1 structure by means of selected area electron diffraction.The compositional characteristics revealed by energy dispersive X-ray spectrometer mapping implied that the carbide forming elements Nb,Ti and Mo distributed in the precipitates evenly. Three-dimensional atom probe tomography reconstruction further indicated that Mo incorporated into the precipitates without enrichment in the carbide-matrix interface and probably substituted for Nb and Ti to form the( Nb,Ti,Mo) C carbides.     

微铌处理550MPa热轧带钢的工艺研究

采用Gleeble3500热模拟试验机,研究了含铌Q345钢奥氏体静态再结晶行为、铌的碳氮化物在奥氏体和铁素体中的析出行为等实验,铌在钢中的强化作用机理。根据上述结论,邯钢2250热轧厂生产了以碳、锰为主要成分,并加入微量铌元素,将原热轧带钢Q345的屈服强度由345 MPa提高到550M Pa。对生产的微铌处理550 M Pa钢的组织和力学性能作了检验,在细晶强化、沉淀强化和相变强化等复合强化的综合作用下,热轧带钢屈服强度均达到550 MPa以上,塑性良好。     

HB450低合金超高强耐磨钢回火过程中的组织性能演变

  利用透射电镜（TEM）、扫描电镜（SEM）等试验方法,研究了新型低成本HB450低合金超高强耐磨钢在不同回火条件下组织和性能演变规律,并分析了其强韧变化机制。结果表明：回火对试验钢的硬度和强度均有较大影响。在200~250℃回火,试验钢表现出良好的强韧性配合,满足国标工程机械用高强度耐磨板GB/T24186—2009中NM450级别要求;在250℃回火时,试验钢出现硬化迹象。透射电镜分析表明,在该温度下回火,析出物中除了有大量弥散分布的ε 碳化物外,还出现了少量30~50nm的（Nb,Ti）（C,N）粒子,该2类粒子对试验钢的强化起着较大的作用。     

新型低密度高强高韧热轧层状钢研发

 鉴于能源短缺与高安全性要求,钢铁材料的低密度化与高强韧化成为高强钢的研发热点。大量报道证明,铝等元素合金化可以显著降低钢材密度,层状复合组织大幅度提高钢铁材料的韧性。在介绍国内外传统等轴晶粒高强韧钢、层状复合钢铁材料及低密度钢研发结果的基础上,提出了Fe-Al-Mn-C低密度双相钢的低中等合金质量分数（4%～12%）的合金化设计和高温铁素体和奥氏体的几何扁平化组织调控思路,制备出具有铁素体与马氏体相间排列的层片复合双相钢组织结构的高强韧钢研发思路。初步研究结果证明,层片双相钢的组织结构设计是可行的,实现了钢铁材料的高强度化（抗拉强度为1 000～1 500 MPa）、低密度化（6.5～7.5 g/cm3）和高韧性化（室温V型冲击韧性为200～400 J）,突破了传统等轴结构材料的强韧化机制制约,形成了新型层状复合结构强韧化的钢铁材料研发方向。强调未来需要对层片双相钢材料进行深入研究,以实现对化学成分、层片组织结构参数与材料强度、韧性和材料密度关系的定量研究,深入探讨低密度层状双相钢的层状组织调控机制及其强韧化机理,为未来高强韧金属材料研发及应用开辟出创新发展方向。     

A572Gr65高强钢板的生产实践与研究

根据成分及性能要求,采用中碳、高锰、添加少量的铌、钒、钛微合金化元素的低成本成分设计,通过强化冶炼控制、连铸操作、轧钢温度控制等措施,济钢厚板厂批量生产了A572Gr65高强钢板。检验结果表明,钢板强度、低温冲击韧性等性能指标优良,满足用户要求。     

Microstructural basis for the effect of chromium on the strength and toughness of AF1410-based high performance steels

The variation in strength and Charpy impact toughness as a function of tempering temperature in the range of 200 ‡C to 650 ‡C was investigated in AF 1410 and AF 1410 + 1 pct Cr steels produced in a laboratory-scale, and a commercially produced AerMet 100 steel. The tensile test results showed that AF 1410 + 1 pct Cr had lower strength compared to AF 1410, while AerMet 100 had the highest strength of the three steels examined. Transmission electron microscopy (TEM) studies demonstrated that the strength variations among the steels can be attributed to differences in the matrix/carbide coherency strain and the volume fraction of the strengthening M₂C carbides. The toughness values of the three steels were comparable when tempered up to 424 ‡C. Tempering at and above 454 ‡C resulted in a relative enhancement of toughness in AF 1410 + 1 pct Cr steel compared to AF 1410. This toughening was attributed to the destabilization of cementite at lath and prior austenite boundaries and the formation of reverted austenite.     

高强韧水电站用钢的生产现状及发展趋势

概述了近些年来水电站用钢的国内外的生产现状,分析了水电站用钢生产工艺与微观组织之间的关系,认为不同的热处理工艺均能生产出以低碳贝氏体组织为主的钢材;讨论了低碳贝氏体强韧化机制与力学性能之间的关系,碳化物的弥散析出是其主要的强化机制,不同形状的铁素体基体在钢板承受冲击载荷时起到吸收能量的作用是其韧化机制。同时指出了水电站用钢生产过程中的不足主要是产品抗拉强度和-50℃低温冲击韧性值波动较大,超厚规格钢板厚度方向的性能均匀性需要进一步改进。最后指出了水电站用钢的发展趋势,一是需要开发更加优异的热处理生产技术来获得具有更高强度和更高韧性匹配的贝氏体钢,二是需要研究更加优异的轧制技术来细化超特厚钢板厚度1/2处的晶粒和开发优异淬火技术来提高超特厚钢板厚度1/2处的淬透性,最后需要开发先进的热处理回火设备配合优异的工艺来控制回火过程中碳化物的尺寸和分布,通过第二相和基体的协同作用使钢材具备更优异的力学性能。     

70Si3MnCrMo钢中贝氏体及其回火稳定性

 对一种新型70Si3MnCrMo钢进行了等温和连续冷却贝氏体相变热处理。利用拉伸和冲击试验研究试验钢的力学行为,利用XRD、SEM和TEM等方法对试验钢进行了相组成分析和微观组织形貌观察。研究结果表明,试验钢经等温贝氏体相变,其最佳综合力学性能出现在200 ℃回火,强塑积为26.4 GPa·%。经连续冷却贝氏体相变,其最佳综合力学性能出现在300 ℃回火,强塑积达到28.6 GPa·%。回火温度较低的情况下,热处理后的组织为由贝氏体铁素体和残余奥氏体组成的无碳化物贝氏体组织,这种无碳化物贝氏体由超细贝氏体铁素体板条而获得超高强度,由一定量的高碳残余奥氏体来保证较高的塑性和韧性。试验钢经连续冷却贝氏体相变,其贝氏体铁素体板条中出现了超细亚单元,并且残余奥氏体呈薄膜状和小块状两种形态分布于贝氏体铁素体板条之间,这两种形态残余奥氏体的稳定性不同。拉伸试样在变形过程中残余奥氏体持续发生TRIP效应,直至全部残余奥氏体都发生转变生成应变诱发马氏体,从而使钢得到更好的强、塑性配合,表现出十分优异的综合性能。     

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The influence of Mo addition and N content on mechanical properties of martensitic steel through Ti addition was investigated, using Thermo Mechanical Control Process technology (TMCP ) to produce plate in experimental condition. When Mo add to Ti microlloyed steel, the size of TiC precipitates are refined, which results in an austenite grain size refinement from 8 to 5??m with yield strength and impact toughness increasing. As the amount of N increasing in the Ti/Mo microalloyed steel, the micron scale TiN precipitations are increased, so as to the martensitic steel have seriously bad impact toughness at -40?? while small influence on yield strength.     

淬火工艺对铜沉淀强化UHS钢组织性能的影响

 超高强度钢不仅可以降低海洋装备本身质量，而且节约能源，但这类钢应用过程中要求具有良好的强韧性匹配，而淬火工艺显著影响其后续的相变和性能。采用Thermo Calc软件、光学显微镜、扫描电镜以及透射电镜等研究了淬火工艺对低碳(w(C)<0.05%)铜沉淀硬化超高强海工钢组织性能的影响。结果表明，910 ℃淬火、450 ℃时效处理后峰值硬度达到386HV，700 ℃时效后空冷可得到部分二次马氏体组织，峰值硬度为357HV。525 ℃以下时效，富铜相析出的平均半径约为5 nm，产生较高的强化增量。820~910 ℃淬火，随着淬火温度降低，细小的(Nb，Ti)C粒子能够有效抑制奥氏体晶粒的长大，细化晶粒和马氏体板条块，同时基体中小角度界面密度增加，强韧性提高。其中820 ℃淬火强度最高达到1 109 MPa，-80 ℃ V型冲击功为91 J。