铜合金化硼钢的性能

摘自《MeT.ΓOPH.пOMш》1988,33～34 在生产含硼钢时,要想得到稳定的硼含量很困难,根据有关资料介绍,低碳硼钢中加入少量铜,可以大大降低硼化物的析出。因此研究了铜对中碳硼钢性能的影响。选用工业生产的40P(0.0030～0.0035 %B)作试验,含铜量提高到0.32 %和0.47 %(一般为0.11 %左右)。试验指出,40P钢用铜合金化,不改变热轧组织中铁素体和珠光体的比例,但使硼化物的析出量明显减少,未加铜的40P钢组织中0.03 mm~2面积内,析出的硼化物网占0.0005 mm~2,而加铜后析出量减到0.00018 mm~2,而且析出     

钛对高硼钢凝固组织及析出相的热力学分析

通过热力学计算和试验,研究了钛合金化后高硼钢含钛析出相在液相和凝固过程中的析出规律,采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)研究了高硼钢的凝固组织。研究结果表明不加钛的合金铸态组织由硼化物、铁素体、珠光体组成,钛合金化后铸态组织由第二相TiC、硼化物和铁基体组成;热力学计算结果表明含钛析出相均不可能在液相中析出,TiC在凝固的过程中析出,析出温度为1 691 K,析出时的凝固分数为29%,析出相的析出顺序为TiCTiB2TiB。     

时效温度对不同铜含量超低碳钢铜析出的影响

对两种不同铜含量的超低碳钢在400～600℃温度区间等温时效1h,通过扫描电镜和透射电镜观察分析时效温度对铜析出的影响。结果表明:随着时效处理温度升高,两种含铜试验钢铜析出物数量均呈先增加后减少的趋势;含铜量高的钢(2.04%Cu)在500℃时效处理后析出物数量达到峰值,含铜量低的钢(1.04%Cu)达到值的时效处理温度为550℃;在相同温度时效处理后,含铜量高的(2.04%Cu)钢的析出物量比含铜量低的钢(1.04%Cu)多,但在600℃时效处理时,两者的差别变小。     

硼含量对含硼不锈钢组织和性能的影响

在304奥氏体不锈钢加入质量分数为0.44％～1.94％的硼,研究硼对含硼不锈钢的组织、室温力学性能的影响.试验结果表明,试验钢的凝固态组织由初生奥氏体和在晶界连续分布的共晶产物(FeCr)2B和Cr2B组成.硼化物具有较好的热稳定性,试验钢经热轧固溶后析出相数量与构成变化很小,但其分布与形态发生了很大变化.硼化物具有硬脆性,导致试验钢硬度升高.随着硼含量的增加,析出的共晶硼化物增多,不锈钢的硬度增大,冲击韧性急剧减小.     

中碳含硼钢小方坯连铸生产实践

研究了中碳含硼钢(w[C]%≥0.16)连铸坯中内裂纹的形成机理,包括钢的高温力学性能、BN和Al N在钢中的竞相析出行为。针对中碳含硼钢(w[C]%≥0.16)在连铸过程中出现裂纹漏钢和铸坯有中间裂纹的问题,采取优化配水制度、稳定中间包温度等措施,提高了铸坯的表面质量,使轧后线材的表面结疤得到缓解。     

低碳微合金化含硼冷镦钢的力学性能研究

实验室试制了低碳Nb、V微合金化含硼冷镦钢,并对试验钢的组织和性能进行了对比研究.结果表明:钢中添加适当的Nb、V细化了含硼钢的铁素体晶粒,显著提高了含硼钢的抗拉强度,其中,Nb、V复合微合金化含硼钢的效果最好,其次是含钒硼钢和含铌硼钢.分析表明,Nb、V复合微合金化在含硼钢中的主要作用在于细化晶粒和沉淀强化.     

钢中硼相分析方法的研究

在弱酸性的氯化钾-柠檬酸电解液中电解提取钢中所有硼的析出相,然后用稀硫酸分离碳硼化物,硫酸-过氧化氢分离合金元素硼化物,硝酸-硫酸分解氧化硼和氮化硼,最后采用ICP-AES光谱法测定各相中硼的含量.通过实验,建立了一整套低硼钢中固溶硼、碳硼化物、合金元素硼化物、氧化硼和氮化硼的分离、测定方法.     

102钢中各种强化元素的强化功能研究

本文通过七炉试验钢研究了硼、钼、钨、钒和钛等元素对102钢持久强度、伸长率和组织稳定性的影响。试验钢经正火加回火热处理后,在620℃下进行了持久强度试验。用金相显微镜和透射电镜观察钢的显微组织和碳化物形貌的二次电子像。并对电解沉淀相进行X射线衍射相分析和化学定量分析。结果得出,含0.0042％B钢比无硼钢持久强度提高约10％。当硼含量增至0.011％时,其持久强度反而比0.0042％B钢降低约7.7％。不含钼、钨主要靠钒-钛复合时效强化钢,其持久强度可达7.1～7.5kg/mm~2。当加入正常含量钼、钨元素后,在平衡碳量接近的情况下,使持久强度提高约2kg/mm~2,即约提高20％。这就进一步说明,沉淀强化是102钢的首要强化机制。     

终轧温度对热轧中碳含硼钢40B实际晶粒度的影响

研究了终轧温度(880～935℃)对热轧中碳含硼钢40B实际晶粒度的影响。在开轧温度990～1010℃的情况下,通过控制圆钢轧制节奏,实现不同的终轧温度,得出终轧温度降低有利于改善Φ32mm热轧中碳含硼钢的实际晶粒度。通过试验生产实践,并分析圆钢头、中、尾部1/2半径区域的纵向金相组织,发现当终轧温度在880～890℃时,热轧中碳含硼钢40B的实际晶粒度最细小且均匀。     

Mo、Ce对贝氏体钢第二相及组织与硬度的影响

为了明确Mo、Ce、Ti在贝氏体钢中的作用,采用热力学计算结合试验,研究含钛贝氏体钢中Mo和Ce对钢中第二相析出、组织转变及性能的影响机制。结果表明,贝氏体钢中加入Mo后,部分固溶于钢基体中,部分以碳化钼的形式析出,Ti以C₂S₂Ti₄析出为主,Ce在钢中以Ce₂O₃和Ce₂O₂S的形式存在,加Ce后Ti的第二相析出以TiC为主;Mo的加入使Ti(C,N)析出量增加了13.12%,平均粒径减小了0.043 μm,Ce的加入使Ti(C,N)的析出量增加了28.97%,粒径减小了0.104 μm;Mo和Ce使组织中残余奥氏体分别增加了1.13%和0.77%,但微观组织均为粒状贝氏体(GB)+板条状马氏体(M)+残余奥氏体(A_γ),Mo和Ce加入后硬度分别增加了54.5和27HV。     

含硼生铁冶炼硼钢新工艺及其硼钢性能研究

含硼生铁是高炉火法分离硼铁矿提取硼时(富硼渣,w(B_2O_3)≥12%)产生的另一种重要产品.研究了以此为原料直接冶炼硼钢的新工艺及硼钢试样的力学性能,结果表明:采用预脱硫、脱硅处理得到含硼半钢再冶炼硼钢的新工艺,其S、P等杂质含量均能满足硼钢标准要求,而最关键的B含量(质量分数)也可控制在0.0005%～0.0035%,即硼钢要求的标准范围;其硼钢试样材料的拉伸、冲击韧性等力学性能指标优于20Mn2、15MnVB,而与40MnB、45MnB结构合金硼钢相当;通过冶炼后期控制其它合金化成分,能达到国标GB/T 3077-1999中相近成分的硼钢性能.     

利用喂线法冶炼含硼钢15B36Cr

采用合金芯线技术冶炼硼钢,金属硼缓释加入钢中形成有效金属硼化物。硼合金回收率由传统方法的30%~40%,提高到目前的87.5%,微硼合金钢的淬透性合格率由原来的65%~70%提高到98.5%,提高了微硼钢的冶炼技术水平。     

低碳含硼钢氮化物析出特点研究

以低碳含硼钢为研究对象,采用化学相分析方法对低碳含硼钢中氮化物进行了测定,并与相关热力学计算结果进行了对比。结果表明,当钢中自由氮含量较高时,BN的优先析出不抑制AlN析出;加Ti之后钢中BN中N仅占钢中总N的1.50%~4.53%,即钛固氮的方法可以有效降低钢中酸不溶硼含量,使硼在钢中以有益的酸溶硼形式存在,达到发挥硼在钢中作用的目的。     

超低碳钢连续冷却过程中铜的析出行为

研究了两种铜含量超低碳钢的连续冷却过程中铜的析出规律。试验在Gleeble1500热模拟机上进行。通过对试样进行硬度测试及组织观察,总结分析了不同冷却速度对试样的硬度、金相组织及析出物的影响。结果表明:含铜2.04%(质量分数,余同)的超低碳钢以1℃/s冷速冷却时,硬度出现峰值,呈现很强的沉淀强化效果;含铜1.04%的钢在以不同的冷速连续冷却过程中,硬度值变化不大。     

Cr对无取向硅钢磁性能的影响

分析了钢中Cr的氧化、氮化反应热力学,试验研究了0.025%～0.045%Cr对900℃退火+750～1 050℃二次退火的0.5 mm无取向硅钢(%:0.001 8C、0.45Si、0.45Mn、0.106P、0.003S、0.001 2N)磁性能的影响。结果表明,钢中含Cr氮化物析出温度为913 K,在热轧精轧和卷取过程中析出;随钢中Cr含量的增加,钢的晶粒尺寸减少,铁损中的磁滞损耗增加,而涡流损耗变化不大,为保证钢的电磁性能,应控制钢中Cr含量≤0.03%。     

SS400含硼钢连铸坯的高温力学性能

 为了避免和减轻SS400含硼钢连铸坯表面裂纹,采用Gleeble-1500热模拟试验机对SS400含硼钢连铸坯的高温力学性能进行了测试,获得其在650～1350 ℃范围内热延塑性和高温强度的特性。试验结果表明,SS400含硼钢连铸坯的高温强度较低,且其高温强度随温度的升高而下降。SS400含硼钢的塑性区间仅在1 000～1 100 ℃温度范围内,该温度范围内试样的断面收缩率均大于90%;SS400含硼钢的低塑性区间较宽,第Ⅲ脆性温度区间为700～950 ℃,主要原因是硼在晶界的偏聚以及BN等第二相粒子在晶界析出后脆化晶界;局部区域的重熔也降低了SS400含硼钢在1 150～1 250 ℃温度区间内的塑性。     

铌微合金化抗震钢筋形变奥氏体连续冷却转变

 为了研究铌对高强抗震钢筋生产过程中组织转变的影响,通过热模拟试验对比研究了无铌碳素钢筋及铌微合金化钢筋(铌质量分数为0.03%)形变奥氏体在不同冷却速率下的组织和相变规律,获得动态CCT曲线。研究结果表明,添加0.03%铌使试验钢奥氏体连续冷却转变有明显变化。从连续冷却曲线(CCT)可看出,添加铌后,发生先共析铁素体、珠光体相变的冷却速度范围减小,铁素体、珠光体转变温度降低;贝氏体相变的冷却速度区间整体右移。添加铌能细化组织,各冷却速度下含铌钢的硬度均大于无铌钢。利用TEM对不同冷却速度下含铌钢中析出相进行观察,发现Nb(C,N)弥散分布于钢中,随着冷却速度的增加,析出的Nb(C,N)逐渐减少,析出相尺寸呈先减小后增大的规律,2 ℃/s冷却速度冷却得到的析出相尺寸细小且数量较多。     

V微合金化热轧双相钢的组织与性能

研究了V微合金化热轧试验钢的组织与性能,并对V(C,N)粒子的析出及其对强度的影响进行了分析.结果表明,试验钢的组织由多边形铁素体、贝氏体和少量马氏体组成,多边形铁素体的平均晶粒尺寸约7μm,试验钢的抗拉强度高于570 MPa,综合力学性能良好.通过透射电镜观察发现,试验钢中有V(C,N)粒子的析出,析出方式主要是在铁素体内随机析出和沿位错线析出.由于第2相粒子的析出,试验钢的强度提高了约45 MPa.     

CSP流程钛微合金化高强钢的第二相粒子析出行为

采用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜、物理化学相分析等方法并结合热力学计算,分析了CSP工艺生产的钛微合金化高强钢的析出物特征及析出规律.研究发现:屈服强度700 MPa级高强钢中存在大量球形的纳米级TiC和Ti(C,N)粒子及少量不规则形状、100 nm以上的Ti₄C₂S₂粒子,TiN在连轧前完成析出,TiC主要在卷取和空冷时析出.不含钼钢和含钼钢(0.1% Mo)中MC相的质量分数为0.049%和0.043%,由于钼的加入,含钼钢中Ti的析出量较少,但析出粒子更为细小,并定量得到了不含钼钢和含钼钢的析出强化效果分别为126 MPa和128 MPa.      

微合金元素硼对08Al钢再结晶织构的影响

 以CSP工艺生产的含硼[w(B)=(40~60)×10-6]和无硼的08Al冷轧基板为实验材料,经75%总压下量冷轧后进行再结晶退火。通过拉伸实验、SEM观察、X射线衍射和EBSD测试,对2种钢再结晶退火后的成形性能、力学性能、再结晶组织及织构进行了系统研究。结果表明,加入微合金元素硼,可使08Al钢的塑性应变比(r)、加工硬化指数(n)和伸长率均下降,而屈服强度和抗拉强度却比无硼钢高。ODF和EBSD分析结果表明,含硼钢中的γ纤维织构组分低于无硼钢,而旋转立方织构({001}<110>)和Goss织构({011}<100>)却明显高于无硼钢。