不同冷却制度下X100管线钢组织特征及力学性能

采用热模拟试验机和试验轧机研究了X100管线钢连续冷却相变规律及不同冷却制度下显微组织特征及力学性能变化规律.研究结果表明:随冷却速度升高及终冷温度降低,试验钢显微组织由针状铁素体过渡至板条贝氏体及马氏体,非淬火条件试验钢中马氏体岛或M-A岛为微孪晶马氏体;轧制后直接以30℃/s冷却至450℃左右时,试验钢具有良好强韧...     

热处理工艺对9Cr钢组织与力学性能的影响

利用热膨胀试验研究了9Cr钢随冷却速度变化的相变行为,设定奥氏体化温度分别为860和1000℃,利用 OM、SEM、TEM、XRD和室温拉伸对比研究不同热处理温度下9Cr钢的显微组织及力学性能.研究表明：随着冷却速度增加,9 Cr 钢发生铁素体/珠光体相变、贝氏体相变和马氏体相变,其中马氏体相变临界冷速为1.6℃/s;860℃热处理后9Cr钢的显微组织为板条贝氏体/马氏体和少量等轴铁素体,并有4％的残余奥氏体;奥氏体化温度升至1000℃后,奥氏体晶粒尺寸增加,9Cr 钢中铁素体几乎消失,板条特征更加明显,力学性能与860℃热处理后基本相同,均达到 HL级抽油杆钢的要求,说明9Cr钢具有较宽的工艺窗口.     

贝氏体形态对细晶铁素体/贝氏体双相钢室温力学性能的影响

基于过冷奥氏体动态相变的思想,通过两道次压缩变形结合控制冷却的热模拟轧制工艺,获得不同贝氏体含量及形态的细晶铁素体贝氏体双相钢。通过显微组织观察及力学性能测试,考察了第二相贝氏体特征对双相钢室温拉伸变形行为的影响。研究结果表明,形变后快速冷却可获得无碳板条状贝氏体,较慢的冷速或在贝氏体转变区保温处理可获得粒状贝氏体。贝氏体体积分数大于20%左右的细晶铁素体/贝氏体双相钢具有低的屈服强度,高的抗拉强度,高的伸长率,低屈强比以及连续屈服特性。屈服强度既与铁素体晶粒尺寸相关,也与贝氏体形态和数量相关。板条贝氏体引起的屈服强度提高大于粒状贝氏体,粒状贝氏体具有比板条贝氏体更好的塑性。     

超大型液化石油气船用低温钢组织性能

 为了满足超大型液化石油气船的建造需要,介绍了采用铌、钛复合微合金化及控制轧制与控制冷却技术研制超大型液化石油气船用LT-FH32低温钢,并对其显微组织演变及力学性能进行系统研究。CCT曲线研究表明,当冷却速度小于3 ℃/s时,LT-FH32低温钢主要获得多边形铁素体和少量珠光体组织;冷却速度为5~15 ℃/s时,主要为多边形铁素体、针状铁素体和贝氏体的多相组织;当冷却速度大于20 ℃/s时,主要为板条贝氏体组织。经控制轧制和控制冷却获得的10和34 mm板厚的低温钢,其显微组织均为多边形铁素体和板条贝氏体多相组织。两种板厚的多相组织低温钢横、纵向性能差异不大,屈服强度为390~413 MPa,抗拉强度为485~521 MPa,-80 ℃夏比冲击功高于200 J,韧脆性转变温度为-100 ℃以下。     

贝氏体形态对细晶铁素体/贝氏体双相钢室温力学性能的影响

基于过冷奥氏体动态相变的思想,通过两道次压缩变形结合控制冷却的热模拟轧制工艺,获得不同贝氏体含量及形态的细晶铁素体贝氏体双相钢。通过显微组织观察及力学性能测试,考察了第二相贝氏体特征对双相钢室温拉伸变形行为的影响。研究结果表明,形变后快速冷却可获得无碳板条状贝氏体,较慢的冷速或在贝氏体转变区保温处理可获得粒状贝氏体。贝氏体体积分数大于20%左右的细晶铁素体/贝氏体双相钢具有低的屈服强度,高的抗拉强度,高的伸长率,低屈强比以及连续屈服特性。屈服强度既与铁素体晶粒尺寸相关,也与贝氏体形态和数量相关。板条贝氏体引起的屈服强度提高大于粒状贝氏体,粒状贝氏体具有比板条贝氏体更好的塑性。     

980MPa级复相钢热处理工艺优化及组织性能研究

利用Gleeble-3500热模拟试验机、光学显微镜研究了热处理工艺对980MPa级复相钢显微组织和力学性能的影响。结果显示:钢的显微组织为贝氏体、铁素体及马氏体三相,且加热温度越高,贝氏体及马氏体硬相组织越多,铁素体含量越少,组织均匀性显著提高。钢的屈服强度也随加热温度的提高而逐渐增高,但抗拉强度保持不变。随着缓冷温度的降低,钢中贝氏体及马氏体组织减少,铁素体含量增加,同时力学性能降低。相变-位移曲线显示加热过程中试验钢在730°C左右开始发生奥氏体相变,在860°C左右完成全奥氏体化。在降温过程中试验钢在456°C左右进行贝氏体相变,在244°C至165°C较宽的温度范围内进行马氏体相变,且均热温度越高,贝氏体相变量越大,马氏体量越少。     

TMCP工艺试制低碳贝氏体Q550D高强钢

采用低碳Cr-Mo微合金化成分设计思路,配以控轧控冷工艺在天钢中厚板厂3500mm轧机上成功轧制出Q550D级低碳贝氏体高强钢。对轧制的Q550D钢板进行了力学性能检测,同时对该钢的显微组织进行了分析。结果表明,研制的Q550D中厚钢板的组织类型主要为针状铁素体＋粒状贝氏体,力学性能完全能够满足GB／T1591-2008要求,且低温冲击韧性和Z向性能优异。     

B对高强钢连续冷却相变规律及性能的影响

利用热模拟试验、热轧试验、金相分析等方法,研究了不同B含量高强钢的连续冷却相变规律和性能变化情况.结果表明:B元素可显著提高钢的淬透性,阻止准多边形铁素体形成,促进针状铁素体、粒状贝氏体和贝氏体铁素体等低温相变组织的形成;在相同轧制条件下,不含B试验钢的组织为粒状贝氏体+少量针状铁素体,含B试验钢的组织为板条状贝氏体铁素体+少量粒状贝氏体;B可显著提高试验钢的屈服强度和抗拉强度,但对伸长率和冲击韧性的影响不大.     

桥梁钢Q420qD焊接热影响区组织性能研究

桥梁钢Q420q要求同时具有优异的强韧性和良好的可焊性,焊接热影响区(HAZ)的显微组织和性能直接影响构件焊接接头质量。20 mm厚度控轧控冷型Q420qD钢板在不进行焊前预热和焊后热处理条件下进行焊接试验,并针对其焊接热影响区的组织和性能展开分析研究。结果表明:当焊接线能量为15 kJ/cm时,焊接接头的力学性能达到国家标准;焊接接头各区域断口均由韧窝组成,呈现韧性断裂形貌;-20℃冲击功≥279 J,超过国家标准要求值;焊接接头区域未出现明显的软化、硬化现象;焊缝显微组织以针状铁素体为主,能有效阻碍裂纹扩展;熔合线显微组织包含粒状贝氏体、侧板条铁素体、针状铁素体和多边形铁素体;粗晶区的显微组织为粒状贝氏体、板条贝氏体、针状铁素体及少量多边形铁素体的混合组织;细晶区的显微组织为大量多边形铁素体、珠光体及少量渗碳体。     

低碳贝氏体钢的组织类型及其对性能的影响

低碳贝氏体钢受控冷工艺的影响会得到不同类型的组织，在较慢速冷却时，在奥氏体中先形成针状铁素体，残余奥氏体会被包裹在铁素体之中，形成粒状贝氏体团。工业轧制试验表明．不同控制冷却工艺可得到两类组织，一类出现黑珠组织(富碳马氏体组织)．具有该组织的钢轧态冲击韧性低。另外一类为细化的板条贝氏体组织，具有该组织的钢轧态强度高，冲击韧性好，但伸长率不足。通过回火处理，存在黑珠组织钢的冲击韧性能得到提高，超细化板条贝氏体组织钢的伸长率也能得到改善，但后者屈服强度会比前者高100MPa左右。     

TMCP工艺海洋平台用钢EQ51的开发

 通过研究轧制温度、冷却速度和终冷温度对显微组织和力学性能的影响,最终确定了EQ51的最佳控轧控冷工艺参数。试验结果表明,当冷却速度不小于5 ℃/s时,有利于抑制多边形铁素体相变,促进针状铁素体和粒状贝氏体相变;为了避免两相区轧制出现混晶现象,终轧温度控制为790 ℃;终冷温度为570 ℃时,所得显微组织为针状铁素体和粒状贝氏体;经工业轧制的TMCP工艺EQ51钢板强韧性良好;当焊接输入线能量为50 kJ/cm时,焊接接头性能优异;落锤性能的[tNDT]为－55 ℃,满足船级社规范的低温韧性要求。开发的钢板获得了ABS船级社认证证书,并成功应用于某船厂自升式平台CJ50项目。     

C Si Mn Cr Nb钢双相组织性能的柔性控制

 根据C Si Mn Cr Nb试验钢的双道次变形和分段冷却热模拟试验结果,进行了试验钢控轧控冷试验,分析了工艺参数对试验钢组织和性能的影响,获得了具有不同力学性能的铁素体+马氏体或铁素体+贝氏体双相组织。结果表明,试验钢两段轧制分段冷却后550 ℃卷取获得铁素体+马氏体双相组织,屈服强度415 MPa,抗拉强度710 MPa,伸长率23.0％,屈强比0.59。500 ℃卷取得到铁素体加粒状贝氏体双相组织,与550 ℃卷取相比,屈服强度升高35 MPa,抗拉强度降低45 MPa,伸长率略微降低。     

控轧控冷工艺对900 MPa级热轧带钢组织和性能的影响

通过动态CCT曲线测试和实验室控轧控冷试验,分析了900 MPa级热轧带钢连续冷却过程中的相变过程以及不同卷取温度下显微组织、析出相和力学性能的关系。试验结果表明:随着冷却速度提高,显微组织中多边形铁素体比例下降,贝氏体组织比例升高,冷速大于15℃/s时,显微组织全部为贝氏体;随着卷取温度升高,显微组织中针状铁素体比例下降,多边形铁素体比例升高;当卷取温度为600℃时,组织为铁素体+少量珠光体,此时析出相细小弥散,可获得抗拉强度达到1 000 MPa,延伸率17%的热轧产品。     

Microstructure transformation behaviour of 610MPa HSLA Steel Plate for 150,000 m3 Oil Storage Tank Construction

 Static and dynamic continuous cooling transformation (CCT) on 610MPa HSLA Steel Plate for 150,000 m3 Oil Storage Tank Construction were carried out on a MMS200 thermo-mechanical simulation system. It has found that with cooling rate increases pre-eutectoid ferrite, pearlite, granular bainite and lathing bainite will appear in the transformed microstructure. In comparison with static CCT, the transforming points of acicular ferrite, granular bainite and lathing bainite in the dynamic CCT curve shift to the left proving an increased acicular ferrite and bainite transformation area.     

X65管线钢的模拟炉卷轧制工艺研究与组织性能

对X65管线钢的炉卷轧制工艺进行了实验室模拟研究,并采用光学、电子显微技术和力学分析等方法研究了X65管线钢的微观组织与性能.研究结果表明,通过实验室模拟炉卷轧机的控轧控冷工艺,获到了组织性能优异的X65针状铁素体管线钢.利用相变强化和控轧控冷形成有利的针状铁素体组织,合理控制夹杂物和碳氮析出物的大小、形态和分布是管线钢组织性能控制的关键所在.     

低合金高强钢针状铁素体组织特征和形成机理

针状铁素体是一种具有大角度晶界、高位错密度的板条状中温转变组织,该组织能有效细化晶粒并具有良好的强韧性匹配.因此,通常在低合金高强度钢焊缝和粗晶区中,利用细小的夹杂物来诱导针状铁素体形成,形成有效晶粒尺寸细小的针状铁素体联锁组织或者针状铁素体和贝氏体的复合组织,使其具有良好的韧性.然而,相关研究对针状铁素体组织的形成机理和控制原理的解释并不十分清楚,对于针状铁素体的定义和理解也存在差异.总结了针状铁素体的本质、相变、形核、形态、晶体学取向关系、长大行为、细化机理和力学性能等方面的特征,归纳了奥氏体晶粒尺寸、转变温度、冷却速度、夹杂物类型和尺寸等对针状铁素体形成的影响,提出了针状铁素体组织形态和转变机理方面几个仍需深入研究的问题和方向.     

Weldability of 610MPa Grade High Strength Plate Steel 12MnNiVR for Oil Storage Tanks

The weldability of 12MnNiVR was examined in terms of the simulated HAZ continuous cooling transformation (SH-CCT) diagram,microstructure and mechanical properties of the simulated coarse grain heat-affected zone (CGHAZ).When t 8/5 is shorter,the microstructure mainly consists of lath bainite.When t 8/5 is 60 s,the microstructure becomes coarser bainite.Some acicular ferrite appears beside lath bainite when t 8/5 =100s.Finally,a microstructure composed of polygonal ferrite,acicular ferrite,and small amount pearlite is obtained with a small amount of bainite at t 8/5 >100s.With the increase of t 8/5,the hardness of CGHAZ decreases considerably.The minimum impact toughness of CGHAZ appears at t 8/5 =100s.The hardness and the toughness of CGHAZ remain above the specified values for steel 12MnNiVR.     

Ti对大线能量焊接焊缝组织和性能的影响

对不同Ti含量的气电立焊焊缝组织及力学性能进行了对比研究。结果表明,Ti的质量分数在0.028%~0.038%范围内时,焊缝中获得大量细小的针状铁素体,焊缝组织及低温韧性得以明显改善。当Ti过量时,焊缝中的针状铁素体减少,组织以贝氏体为主,低温韧性相应下降。焊缝组织中观察到块状和条状的M-A组元,随着焊缝Ti含量增加,其总量增加。焊缝夹杂物多为以氧化物为核心,外层包裹着MnS的复合夹杂物,并随夹杂物Ti含量的增加,由Mn-Si-Al-O型向Ti-Mn-Al-O型转变,有利于促进针状铁素体形成。而当焊缝中Ti过量时,主要夹杂物又转变为对针状铁素体形核无效的Ti-Al-O型,促进了贝氏体转变。     

低温钢筋穿水冷却工艺

 根据低温钢筋穿水冷却工艺特点,利用现场实测数据并结合理论分析得到不同规格低温钢筋穿水冷却过程中的对流换热系数。采用MSC Marc有限元软件与现场试制结果对低温钢筋穿水冷却过程进行了研究。研究了冷却水流量、终轧温度、穿水时间等工艺参数对低温钢筋温度场和组织演变的影响。模拟结果表明：当冷却水流量为120 m3/h时,钢筋芯部开始有珠光体转变;当冷却水流量为400 m3/h时,钢筋芯部无铁素体转变;冷却水流量为160～200 m3/h时,所获得的组织为针状铁素体与贝氏体。终轧温度增加50 ℃,出水冷装置后钢筋表面温度约增加10 ℃,返红温度约增加30 ℃;在200 m3/h水流量下冷却1.2 s,终轧温度为1 050 ℃时,其芯部组织为针状铁素体与细小的贝氏体。在相同水压与水流量条件下,随着穿水速度的增加,淬透层深度减小,返红温度增加。     

2250热连轧生产高级别管线钢的工艺控制与组织性能

本文以X80管线钢为例,对2250热连轧生产高级别管线钢的成分设计及工艺控制进行了阐述。对生产的X80级高级别管线钢的力学性能、显微组织、析出物进行了分析研究。结果表明：2250热连轧生产的厚度规格为18.4mm的X80高级别管线钢力学性能优良,平均屈服强度为655MPa,平均抗拉强度为750MPa,屈强比为0.87,-20℃条件下平均冲击功为300J,-15℃条件下DWTT平均纤维断面率为95％。通过对显微组织进行观察发现X80级高级别管线钢的显微组织主要为粒状贝氏体加针状铁素体组织,析出物分布均匀,尺寸约在20nm左右。