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。     

析出粒子对钛微合金化高强钢奥氏体晶粒长大的影响

通过析出粒子与奥氏体晶粒尺寸的定量关系,建立奥氏体晶粒长大模型,计算TiN和TiC析出粒子共同作用下钛微合金化钢奥氏体晶粒尺寸.根据析出相质点理论计算结果表明:随着加热温度的升高,析出粒子体积分数逐渐减少,粒子半径逐渐增大,TiC粒子强烈阻止奥氏体晶粒长大,TiN粒子对奥氏体晶粒长大钉扎效果一般.采用实验测试手段测量不同加热温度下保温30 min后实验钢的奥氏体晶粒尺寸,与理论计算结果吻合较好.      

35CrMo钢控温模锻加热过程中奥氏体晶粒长大行为

将35CrMo钢试样在不同的加热温度和保温时间下进行等温奥氏体化处理,采用正较实验法研究加热温度与保温时间对奥氏体平均晶粒尺寸的影响,并对奥氏体晶粒长大行为进行研究。结果表明:当保温时间一定时,奥氏体晶粒尺寸随加热温度升高而增大,奥氏体晶粒的粗化温度为950℃;当加热温度一定时,奥氏体晶粒尺寸随保温时间延长而增大,保温初期晶粒快速长大,随保温时间延长,晶粒长大速率放缓。综合考虑加热温度、保温时间和初始奥氏体晶粒尺寸的影响,推导出35CrMo钢奥氏体晶粒长大模型,用该模型计算的晶粒尺寸与实验结果基本吻合。     

SCr420H钢奥氏体晶粒长大动力学

试验研究了SCr420H钢的晶粒长大动力学行为,并根据第二相的固溶积公式和晶粒长大驱动力的定理,通过奥氏体晶粒尺寸进行分析。结果表明,SCr420H钢随着保温温度的升高和保温时间的延长,第二相颗粒逐渐减少,钉扎效果较弱,试验中的晶粒长大较为明显,晶粒逐渐粗化。结合实际晶粒尺寸和第二相的熟化长大原理,SCr420H在保温4 h条件下,随着温度升高,第二相溶解较少,晶粒长大速率趋于由慢到快;在5、6 h保温条件下,随着温度升高,晶粒尺寸稳定增长,最后趋向停止;当保温温度在1 020℃以上时,混晶现象较为明显。初始晶粒尺寸为24μm,晶粒长大符合Beck方程和Hillert晶粒长大规律,奥氏体晶粒长大的平均激活能为564.6 k J/mol。     

低合金铜时效强化钢奥氏体化过程的动力学模型

摘要：通过高温金相试验,研究了一种船用低合金铜时效强化钢在不同加热温度和保温时间下的奥氏体晶粒长大行为和尺寸分布规律。结果表明：随着加热温度的升高,奥氏体晶粒尺寸逐渐增大,并且在不同的温度区间,奥氏体晶粒具有不同的长大速度。随着保温时间的延长,奥氏体晶粒也逐渐长大,但加热温度越高,奥氏体晶粒长大速度越快。各加热温度及保温时间下奥氏体晶粒尺寸呈对数正态分布,且随着加热温度升高或保温时间延长,对数正态分布曲线峰值横坐标右移,峰值频率下降。通过对试验数据进行回归分析,建立了适用于本钢种的奥氏体晶粒长大的动力学模型,模型计算值与试验值吻合较好,平均相对误差小于5%,所建立的模型具有较高的精准性和可靠性。     

25Cr2Mo1VA钢奥氏体晶粒长大规律探讨

 为了研究不同加热温度和保温时间下25Cr2Mo1VA钢奥氏体晶粒长大规律,利用金相显微镜、TEM、EDS以及截距法分析了不同状态下奥氏体晶粒大小、形貌,析出相类型及其大小分布等。结果表明,当加热温度在900 ℃以下,试验钢的奥氏体晶粒长大缓慢且细小;随着温度加热至950 ℃,奥氏体晶粒出现了“混晶”现象,再加热超过1 000 ℃后,奥氏体晶粒异常长大。随保温时间的延长,奥氏体晶粒也会长大,但保温时间对奥氏体晶粒尺寸的影响没有加热温度显著。试验钢中出现近似球形状的析出相,即为富钒的非计量化合物M₈C₇析出相。根据Anelli改进模型和回归分析,建立了试验钢奥氏体晶粒长大的热力学模型,并结合析出相粒子对奥氏体晶粒钉扎作用,探讨了25Cr2Mo1VA钢的奥氏体晶粒长大规律及成因。     

中锰马氏体NM500钢奥氏体晶粒长大行为

 中锰马氏体耐磨钢是一种新型的低成本高性能耐磨钢,揭示钢中奥氏体晶粒长大行为,并建立精确的预测模型,对其组织和性能的调控至关重要。利用Gleeble-3500型热模拟试验机、金相显微镜和透射电子显微镜等设备,系统研究了中锰马氏体NM500钢在不同加热温度和保温时间下的奥氏体晶粒长大行为,探讨了微合金第二相对奥氏体晶粒长大行为的影响。研究结果表明,加热温度对试验钢中奥氏体晶粒长大的影响明显大于保温时间,且试验钢中奥氏体晶粒长大行为受基体中V(C,N)粒子析出行为的影响,其可分为两个阶段。当加热温度小于950 ℃时,试验钢中存在大量未溶的纳米级球状和短棒状V(C,N)粒子,能够有效地钉扎奥氏体晶界,奥氏体晶粒长大缓慢;但当加热温度不低于950 ℃时,试验钢中V(C,N)粒子大量溶解和粗化。其中,加热温度为950 ℃、保温时间为60 min时,试验钢中V(C,N)粒子的体积分数仅为0.041%,平均粒径增大至45.78 nm。其对奥氏体晶粒的钉扎作用显著减低,且随着温度升高,原子扩散速度加快,奥氏体晶粒快速长大。基于Beck模型,建立了试验钢中奥氏体晶粒等温长大动力学模型,计算得到低温及高温阶段试验钢中奥氏体晶粒长大表观激活能分别为66.561 kg/mol和170.416 kJ/mol,且奥氏体晶粒的理论计算值与实测结果吻合较好。     

固溶处理对GH3128合金奥氏体晶粒长大的影响

研究了固溶温度和保温时间对GH3128合金奥氏体晶粒长大的影响。结果表明:随着固溶温度的升高和保温时间的延长,奥氏体晶粒尺寸逐渐增大;与保温时间相比,加热温度对晶粒尺寸的影响更显著;当固溶温度≥1 180℃时,随着温度的升高或保温时间的延长奥氏体晶粒长大速率明显加快,当固溶温度1 180℃时,保温时间对奥氏体晶粒的长大影响较小;通过线性回归分析建立了GH3128合金在不同固溶温度和保温时间下的晶粒长大模型。     

38CrMoAl钢奥氏体晶粒长大动力学研究

研究了VAR和EAF两种不同洁净度的38CrMoAl渗氮钢的奥氏体晶粒长大动力学。将38CrMoAl试验钢加热到940℃和1 000℃奥氏体化,并保温15～600 min,利用金相试验方法观察奥氏体晶粒的变化。结果发现,随着奥氏体化温度的升高和保温时间的延长,38CrMoAl钢晶粒长大趋势较明显;高洁净度的38CrMoAl钢(VAR)中AlN第二相颗粒较少,钉扎晶界作用弱,因而晶粒更易于长大。VAR和EAF两种洁净度的38CrMoAl钢奥氏体晶粒长大激活能分别为193 kJ/mol和321 kJ/mol。     

22CrMoH齿轮钢奥氏体晶粒度影响因素及混晶原因分析

分析了加热保温时间和加热速度对22CrMoH齿轮钢奥氏体晶粒长大倾向的影响以及其粗化及混晶原因。结果表明:随保温时间延长,奥氏体晶粒平均尺寸及粗大奥氏体比例不断增加;在保温时间较长的前提下,快速加热较慢速加热奥氏体晶粒度更容易长大;该成分22CrMoH奥氏体粗化温度在920～930℃,奥氏体晶粒的粗化及混晶与第二相质点AlN的聚集与溶解有关。     

再加热温度对含Nb，Ti钢第二相粒子固溶及晶粒长大的影响

 通过热力学计算和萃取复型分析技术,对高Ti含Nb钢中第二相粒子在不同加热温度下的固溶情况和奥氏体晶粒的长大规律进行了研究。结果表明：再加热温度低于1 180 ℃时,钢中Nb、Ti含量随温度升高显著增加。Nb、Ti固溶量分别在1 210 ℃和1 180 ℃以上趋于稳定;再加热温度在800~1 100 ℃时,以尺寸小于30 nm、分布较均匀的小粒子为主,呈球形,奥氏体晶粒尺寸在30 μm以下。再加热温度在1 180~1 210 ℃时,第二相粒子数量减少,尺寸多在100~200 nm之间,形态多为立方形和球形,奥氏体晶粒尺寸略微增加。随着再加热温度的进一步升高,析出粒子数量迅速下降,尺寸多为大于200 nm的方形粒子,此时奥氏体晶粒迅速长大至100 μm以上;析出粒子组成均为Nb、Ti复合的碳氮化物,其Nb/Ti原子比随温度升高而降低;试验钢的晶粒粗化温度为1 210 ℃,确定实际加热温度为1 180~1 210 ℃。     

大型盾构机用轴承钢奥氏体晶粒长大模型

 利用箱式电阻炉研究了加热温度为900,950,1 000,1 050,1 100,1 150 ℃,保温时间为10,30,60,90 min时大型盾构机用GCr15SiMn轴承钢的奥氏体晶粒长大规律,利用截线法统计奥氏体晶粒尺寸。试验结果表明,随着加热温度提高和保温时间延长,奥氏体晶粒尺寸和长大速率逐渐增大,加热温度的提高比保温时间的延长对奥氏体晶粒长大速率影响更大,奥氏体晶粒迅速长大的加热温度为1 000 ℃,保温时间为60 min。在已有晶粒长大模型的基础上,通过对试验数据进行线性回归,得到了描述GCr15SiMn钢奥氏体晶粒长大规律的数学模型。     

高强度船板钢奥氏体晶粒长大的规律

 利用光学显微镜和H 800透射电镜研究了不同加热温度和不同保温时间下高强度船板钢奥氏体晶粒长大规律。结果表明,该钢在高温加热时具有较好的抗晶粒粗化能力,奥氏体晶粒粗化温度在1250 ℃左右;在1100 ℃和1200 ℃保温时,奥氏体晶粒等温长大规律较好地服从抛物线型经验表达式;随着温度的升高,钢中的第二相质点逐渐减少,当加热至1250 ℃时,钢中仅存TiN颗粒。     

Ti对中碳高锰钢奥氏体晶粒长大的影响

研究了Ti对中碳高锰钢在不同加热温度和保温时间下的奥氏体晶粒长大规律的影响。结果表明,随着加热温度的升高和保温时间的延长,含Ti钢的奥氏体晶粒长大速率明显较慢,且相同温度下其晶粒尺寸更为细小。含Ti钢中含有较多的纳米级Ti(C,N)粒子,Thermo-calc计算表明其完全固溶温度约1 450℃,当温度逐渐升高时,Ti(C,N)虽有部分固溶,但尺寸小于100 nm的粒子比例依然较高,起到了阻碍奥氏体晶界迁移的作用,因此高温下含Ti钢的奥氏体晶界迁移速率较慢。建立了含Ti钢的高温奥氏体晶粒长大模型:D_B=729.25t~(0.16)exp(-71 972.3/RT),根据拟合模型所得含Ti钢中的奥氏体晶界迁移能为72 k J/mol,大于不含Ti钢的45 k J/mol,同时生长指数n为0.16,而不含Ti钢为0.25,试验所得奥氏体晶粒尺寸与计算模拟值吻合较好。     

34CrNi3MoV钢奥氏体晶粒长大模型验证与应用

通过热处理试验并采用金相法分析研究了加热温度和保温时间对34CrNi3MoV钢奥氏体晶粒长大行为的影响。结果表明，加热温度对34CrNi3MoV钢奥氏体晶粒尺寸的影响尤为显著，随加热温度（900～1 200℃）的升高，晶粒尺寸逐步增大。在初始晶粒尺寸情况下，900℃保温30 min(12.1μm)和950℃保温10 min(15.1μm)都与原始晶粒尺寸级别相差不大，1 050℃保温30 min(37.8μm)时，晶粒尺寸达到原始晶粒尺寸的3.35倍，得到34CrNi3MoV钢晶粒长大的激活能Q=176.6 kJ/mol。随保温时间的延长，加热温度对奥氏体晶粒尺寸的影响越来越弱。950℃保温时，晶粒长大的临界保温时间大约为90 min左右。1 050℃保温时，其临界保温时间大约为30 min。加热温度越高，达到临界保温时间后，晶粒长大就越缓慢。加热温度为850～950℃，保温时间60～180 min，可使34CrNi3MoV钢平均晶粒尺寸控制在22.5～44.9μm（国标8.0～6.0级）而满足要求。     

加热参数对T122高铬耐热钢奥氏体晶粒异常长大的影响

 12Cr 2W Mo Nb V Cu N B钢(简称T122钢)是一种新开发、用于超超临界火电机组的马氏体耐热钢。在奥氏体化过程中，发现该钢种有异常晶粒长大现象。为此，研究了950~1 250 ℃奥氏体化温度下，保温时间和加热速率对奥氏体晶粒长大的影响，同时热力学计算的平衡相转变被用于更好了解加热过程中组织的演变。为了检测异常晶粒长大，系统研究了晶粒尺寸分布，并采用晶粒尺寸相对差(RD)比较了不同加热参数下奥氏体晶粒长大行为。结果表明，加热速率对奥氏体化晶粒长大有显著影响。当加热速率大于临界值时，存在一个异常晶粒长大的温度范围，此温度范围为1 000~1 100 ℃；加热速率小于临界值时，则不会出现异常晶粒长大现象。随着保温时间的增加，异常晶粒长大所造成的晶粒不均匀程度逐渐降低。     

DP590级双相钢奥氏体晶粒长大模型

通过改变保温温度和保温时间研究了DP590级双相钢奥氏体晶粒长大行为,并探讨了加热速率对各温度下初始晶粒尺寸的影响规律.初始晶粒尺寸随着加热速率增加而不断降低,并最终趋于定值;奥氏体晶粒尺寸随保温时间的延长不断增大并最终趋于不变.采用Sellars晶粒长大模型对实验数据进行拟合,为避免处理方法不同造成的处理结果偏差,提出了一种新的实验数据处理方法,并建立了双相钢初始晶粒尺寸模型和晶粒长大模型.所得模型参数更加合理可靠,计算结果与实验结果吻合很好.      

二次硬化超高强度钢AF1410奥氏体晶粒长大行为

研究了二次硬化超高强度AF1410钢(%:0.165C、14.10Co、9.83Ni、1.92Cr、1.05Mo)在800～1200℃ 5～180 min加热的奥氏体晶粒长大行为。结果表明,AF1410钢奥氏体平均晶粒尺寸随加热温度的升高和保温时间延长而增大,加热温度超过1100℃后,奥氏体晶粒发生严重粗化;不同加热温度下,该钢的奥氏体平均晶粒尺寸与保温时间符合Beck关系;建立了AF1410钢的奥氏体晶粒长大数学模型,800～1200℃加热时,该钢奥氏体晶粒长大平均激活能为220.2 kJ/mol,其奥氏体平均晶粒尺寸与加热温度之间符合Arrhenius关系。     

超超临界机组叶片钢KT5331晶粒长大行为

通过在不同温度下等温奥氏体化,研究KT5331钢奥氏体晶粒长大行为,并探讨析出相对奥氏体晶粒长大行为的影响机理.研究表明,KT5331钢奥氏体晶粒长大可分为三个阶段:1075℃以下,由于含W和Nb的析出相钉扎作用,晶粒长大缓慢;1075℃以上,含W和Nb的析出相溶解,钉扎作用减弱,随加热温度和保温时间延长晶粒迅速长大;1225℃及以上,δ铁素体析出,晶粒尺寸随加热温度升高而急剧减小.通过拟合分别得到晶粒粗化温度以下（950~1075℃）和晶粒粗化温度以上（1100~1200℃）的晶粒长大模型.      

BVRE重轨钢奥氏体长大行为的动力学研究

以BVRE重轨钢为研究对象,通过真空冶炼、锻造和轧制工艺制备合格的重轨钢试样.在此基础上,系统研究稀土重轨钢奥氏体晶粒的长大动力学.实验结果表明,随着加热温度的提高,稀土重轨钢奥氏体晶粒呈指数关系长大;随着保温时间的延长,稀土重轨钢奥氏体晶粒长大呈抛物线规律.重轨钢中添加微量的稀土,可以明显降低不同加热条件下的奥氏体晶粒尺寸.模型计算结果表明,重轨钢的奥氏体晶粒长大公式分别为:d4.80=d4.800+ 2.82×1028texp(- 556450/RT)(不加稀土)和d5.34=d5.340 +4.52×1032texp(- 646890/RT)(稀土重轨钢).稀土主要通过晶界的偏聚机制使奥氏体晶粒长大激活能由556450J·mol-1增加到646890J·mol-1,从而抑制奥氏体晶粒尺寸的增加.