240 MPa级高强IF钢的冷轧压下率和退火温度

以工业生产的240MPa级高强IF钢为试验材料,进行了冷轧压下率和退火温度的实验室研究。结果表明:在试验条件下,不同退火温度下,冷轧压下率在75%~85%时,试验钢为完全再结晶组织,卷取温度较高在710℃的试验钢的屈服强度、抗拉强度、伸长率、屈服点伸长率、塑性应变比及应变硬化指数分别在260MPa,445MPa,37.5%,2.14%,0.25,2.0左右;卷取温度较低在670℃的试验钢的上述参数分别为235MPa,369MPa,38.8%,1.73%,0.26,2.1左右。最终提出了试验钢工业生产中退火温度为840℃左右,冷轧压下率为75%左右,为获得高强度和优良成型性能的最佳匹配。     

加磷高强IF钢的最优冷轧压下率确定

为了确定加磷高强IF钢的最优冷轧压下率,以工业生产的加磷高强IF钢热轧钢板为试验材料,在实验室进行了冷轧试验和盐浴退火试验,研究了冷轧压下率对试验钢显微组织和力学性能的影响。结果表明:在试验条件下,试验钢冷轧压下率为50%～80%,退火温度为820～850℃时,再结晶完成;随着冷轧压下率的增加,晶粒变得细小均匀;冷轧压下率为50%～80%,退火温度为850℃时,屈服强度为160 MPa左右,抗拉强度为345 MPa左右,延伸率为35.0%左右,塑性应变比r值和应变硬化指数n值都较高,r值为1.5左右,n值为0.30左右。最终确定工业生产中最优冷轧压下率为60%～70%。     

罩式退火无间隙原子钢的最优冷轧压下率的确定

以工业生产的含钛、铌和含钛的两种无间隙原子(IF)钢热轧钢板为试验材料,在实验室研究了冷轧压下率对两种IF钢的显微组织、力学性能和再结晶织构的影响。结果表明:在试验条件下,两种试验钢经不同冷轧压下率冷轧和720℃×5 h罩式退火后,再结晶完成,随着冷轧压下率的增加,晶粒变得细小均匀,退火后得到的织构也增强,并且织构类型有转向{111}织构的趋势;塑性应变比r90在压下率为70%时达到最大值,随着冷轧压下率的进一步增大,r90值减小;应变硬化指数n90值逐渐降低。最后提出工业生产中冷轧压下率最佳范围为70%~80%,可获得良好的深冲性能。     

不同压下率低碳铝镇静钢板再结晶实验研究

将不同冷轧压下率的低碳铝镇静钢进行不同保温温度和时间的退火再结晶实验研究,利用维氏硬度计、金相显微镜和X射线衍射仪研究了退火后试样的硬度、金相显微组织及织构的变化情况。结果表明:在相同的退火工艺制度条件下,随着冷轧压下率的增加,再结晶开始和结束温度降低,晶粒尺寸减小。当冷轧压下率升高到68%后,冷轧压下率的增加对再结晶晶粒细化的作用减弱,甚至没有细化作用;680℃保温退火时,一开始就发生了再结晶,基本不需要孕育期。随着保温时间的延长,晶粒均匀长大,晶粒饼形程度增加;退火温度由660℃升高到720℃时,{111}面有利织构增加,{100}面不利织构减少,720℃退火温度较为适宜。冷轧压下率为58%的试样在760℃退火时发生了二次再结晶对实验钢板的力学性能产生不利影响。     

卷取温度对冷轧DC01钢板显微组织与成形性能的影响

通过拉伸试验、金相检验和成形试验,分析了热轧卷取温度对冷轧DC01钢板显微组织和成形性能的影响。结果表明：随卷取温度由680℃升高至730℃,冷轧DC01钢板的屈服强度和抗拉强度均呈不同程度的下降趋势,下降幅度在20～30 MPa,断面收缩率A₈₀提升约2%,最高可达41.5,塑性应变比r提升约0.4,最高可达2.05,加工硬化指数n变化不大,冷轧DC01钢板的综合成形性能与罩式退火DC01钢板的相当;在730℃高温卷取条件下,DC01钢板的热轧组织和冷轧组织均为铁素体+少量珠光体,冷轧过程中再结晶阻力较小,有利于γ纤维织构的形成,使材料的塑性应变比r大幅提高,从而改善材料的冲压成形性能;在730℃高温卷取条件下,冷轧DC01钢板的相对锥杯值和胀形高度与罩式退火DC01钢板的相当,其冲杯高度达到了罩式退火DC01钢板的86%,综合成形性能良好。     

900 MPa级热轧TRIP钢的性能特征和析出行为

采用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)和拉伸实验等方法,研究了两种常规卷取温度对热轧C-Si-MnNb-V-N钢组织性能及析出行为的影响。结果表明,卷取温度为450℃时试验钢析出物颗粒尺寸要小于卷取温度为400℃时试验钢中的析出物颗粒尺寸,但是数量多于卷取温度为400℃时析出物的数量。在两种卷取温度条件下制备的试验钢中铁素体的平均晶粒尺寸均小于5μm,残余奥氏体数量相差不大,但是在450℃卷取温度下通过细晶与析出强化可制备出抗拉强度900 MPa级、强塑积27000 MPa·%的热轧TRIP钢,其综合性能力学优于400℃卷取温度下制备的热轧TRIP钢。     

卷取温度、冷轧总变形量对SPHD钢力学性能的影响

以CSP工艺在不同卷取温度下生产的冷轧基板SPHD为实验材料,采用不同的冷轧总变形量进行冷轧并退火。通过单向拉伸实验对不同工艺条件下试样的基本成形性能指标（r值、n值）和力学性能指标（屈服强度、抗拉强度、伸长率）进行测定,并对退火试样进行X射线织构测试分析。通过对比分析发现,当卷取温度为600℃,冷轧压下量为70％时,SPHD退火后会得到较强的γ纤维织构组分和良好的力学性能及优异的冲压性能。     

二次冷轧压下率对DCR带钢力学性能与织构的影响

借助于三维取向分布函数(ODF)及EBSD方法,研究了DCR带钢在不同二次冷轧压下率下的力学性能与微观织构变化。实验结果表明:采用二次冷轧加工的DCR带钢在二次冷轧压下率为20.9%时具有相对较好的延展性能;且当压下率约为20.9%时,基本织构组分达到稳定,此时继续增大压下率的作用主要是细化晶粒;压下率超过24.7%时,增大压下率不利于获得弱的α取向纤维织构(〈110〉//RD)和较强的γ取向纤维织构(〈111〉//ND),这将影响材料的深冲性能。     

正火工艺对冷轧态低合金低温钢组织及拉伸性能的影响

采用拉伸性能、显微硬度测试及OM、SEM、TEM等实验方法研究了正火工艺对冷轧态低合金低温钢板组织演变和拉伸性能的影响。结果表明,热处理温度为700℃时,冷轧试样仅处于回复阶段,铁素体基体内为严重的位错缠结组态和位错网格结构;正火温度升高至750℃和800℃时,冷轧组织再结晶及相变过程同时发生,以M/A小岛为特征的粒状组织出现;860℃完全正火组织为等轴铁素体和弥散珠光体,位错呈稀疏的位错墙组态。23%压下率冷轧试样经860℃正火后铁素体晶粒尺寸由10%压下率冷轧试样的12.0μm细化到10.2μm。正火温度为860℃时,冷轧试样达到最佳的强塑性配合,10%和23%压下率试样的强塑积分别为20 007 MPa%、17 850 MPa%。与700℃正火试样相比,860℃正火试样拉伸断口附近及颈缩区组织中微孔数量显著降低,拉伸变形能力改善。     

小压下冷轧对热轧带钢氧化铁皮氢气还原动力学的影响

为了弄清小压下冷轧对热轧带钢氧化铁皮氢气还原动力学行为的影响，对热轧带钢分别进行了压下率分别为5%和10%的单道次冷轧实验。同时利用热重分析仪对经过5%冷轧和未冷轧氧化铁皮试样进行还原动力学实验，还原气氛为30%(体积分数)H₂-N₂混合气氛，还原温度为500～800℃。结果表明：经过5%和10%的小压下冷轧后，氧化铁皮表面出现大量裂纹。5%压下后氧化铁皮只开裂未剥落，10%压下后氧化铁皮已出现粉状脱落。在还原动力学实验中，在500～600℃下，经过5%压下后的氧化铁皮在还原过程中的诱导期变短，在700～800℃,诱导期变化不大。氢气还原氧化铁皮的控制性步骤可以分为：氢原子和氧原子在氧化铁皮层中的扩散、气-固的界面反应以及新相的形核和长大。在500℃时，5%冷轧和未冷轧氧化铁皮还原反应控制性步骤均为新相的形核和长大。在800℃时，两种样品还原反应控制性步骤变为气-固的界面反应。     

SA508 Gr.3 Cl.1钢的疲劳和高温拉伸性能

测试和分析SA508Gr.3Cl.1钢在20~600℃范围内的拉伸性能与室温下的疲劳性能。结果表明:SA508Gr.3Cl.1钢由上贝氏体和碳化物组成,晶粒度为8.0级。钢基体中分布着粗系、moy级别为1.0级的D类球状氧化物,约占钢基体的0.0325%(体积分数)。钢基体中分布着大量平行与缠结的位错,除了大量碳化物颗粒外,还分布着底心正交晶体结构的Al6(Fe,Mn)析出相。钢的屈服强度、抗拉强度随温度的升高而降低,伸长率保持在20.2%~29.1%范围内,断面收缩率在20~300℃之间相对稳定,约为70%;而在300℃后明显升高,600℃的相应值达到90.2%。拉伸导致了钢基体的显微硬度升高,但其增加值随温度的升高而降低,600℃时为225HV。XRD分析表明拉伸并没有导致钢发生明显的相变。拉伸性能满足大型先进压水堆AP1000等堆内构件的性能要求。疲劳实验表明,在室温下钢的疲劳极限σ-1=268.64MPa,J_(ΙC)=331.2kJ/m~2,KIC=269.07MPa·m~(1/2)。     

新型耐火耐候钢材高温力学性能与本构模型研究

采用标准试验方法,对首钢集团生产的楼承板用SQ410FRW耐火耐候钢冷轧钢带进行稳态拉伸试验,以测定其典型高温力学性能指标,包括钢材高温弹性模量、规定塑性延伸强度、抗拉强度、断后伸长率和断面收缩率。通过非线性回归方法得出相应的高温折减系数表达式,包括弹性模量折减系数、规定塑性延伸强度折减系数和抗拉强度折减系数。根据试验应力-应变关系曲线,回归得出基于Ramberg-Osgood模型(R-O模型)的应力-应变本构模型,以用于后续有限元参数化建模过程中对结构构件的温度场分析和顺序热力耦合分析。试验结果表明：绝大多数拉伸试样均在平行段内或标距段内发生断裂,且断后伸长率随温度升高呈现总体增大趋势;高温弹性模量、高温规定塑性延伸强度和抗拉强度在600℃及以下时降低较少,均保持在常温名义值的60%以上,基本满足耐火钢的力学性能指标要求;基于R-O模型的应力-应变本构关系表达式的拟合优度均在90%以上,与试验应力-应变曲线吻合良好,故提出的本构模型可用于相关钢结构或组合结构构件的有限元抗火分析。     

Microstructure and Mechanical Properties of a Duplex Martensite Austenitic Steel Precipitation-hardened by VC Carbide

This paper presents an investigation on the primary microstructure and mechanical properties of a martensite-austenitic duplex steel precipitation-hardened by VC carbide. The results show that the mechanical properties at room temperature are strongly dependent upon the volume fraction of austenite fA. When fA < 32 % both ultimate strength and Vield strength are decreased with increasing fA. however. whenfA>32%, with increasing the.fA. ultimate strength rises and yield strength drops down. Experimental results at elevated temperatures. show that when test temperature ≤500℃. the yield strength to modulus ratio remains unchanged, however. as the temperature rises a substantial fall in the ratio occurs. The strength values at 600 and 700℃ are increased with increasing strain rate measured by cross-head speed of testing rnachine, The law of mixtures and the contribution of strain-induced transformation from unstable austen ite to martensite to the mechanical properties are discussed.     

Influence of Rolling Treatment on Interfacial Shear Strength of Steel-mushy Al-7graphite Bonding Plate

At room temperature, the rolling treatment of steel-mushy Al-7graphite bonding plate was carried out under different relative reduction. The influence of rolling on interfacial mechanical property of this bonding plate was studied. The results show that, for steel-mushy Al-7graphite bonding plate which is made up of 1.2 mm in thickness 08AI steel plate and 2.0 mm in thickness Al-7graphite layer, there is a nonlinear relationship between interfacial shear strength of bonding plate and relative reduction of rolling. When relative reduction of rolling is smaller than 2.59%, with the increasing of relative reduction, interfacial shear strength of bonding plate increases gradually. When relative reduction of rolling is bigger than 2.59%, with the increasing of relative reduction, interfacial shear strength of bonding plate decreases continuously. When relative reduction of rolling is 2.59%, the largest interfacial shear strength 77.0 MPa can be obtained.     

Cooling process and mechanical properties design of hot-rolled low carbon high strength microalloyed steel for automotive wheel usage

For the purpose of developing Nb–V–Ti microalloyed, hot rolled, high strength automotive steel for usage in heavy-duty truck wheel-discs and wheel-rims, appropriate cooling processes were designed, and microstructures and comprehensive mechanical properties (tension, bending, hole-expansion, and Charpy impact) of the tested steels at two cooling schedules were studied. The results indicate that the steel consists of 90% 5 μm polygonal ferrite and 10% pearlite when subjected to a cooling rate of 13 °C/s and a coiling temperature of 650 °C. The yield strength, tensile strength, and hole-expansion ratio are 570 MPa, 615 MPa, and 95%, respectively, which meet the requirements of the wheel-disc application. The steel consists of 20% 3 μm polygonal ferrite and 80% bainite (granular bainite and a small amount of acicular ferrite) when subjected to a cooling rate of 30 °C/s and a coiling temperature of 430 °C. The yield strength, tensile strength, and hole-expansion ratio are 600 MPa, 655 MPa, and 66%, respectively, which meet the requirements of the wheel-rim application. Both the ferrite–pearlite steel and ferrite–bainite steel possess excellent bendability and Charpy impact property. The precipitation behavior and dislocation pattern are characterized and discussed.     

400MPa超级钢板材冲压性能的实验

对400MPa超级钢板材进行了拉伸试验、冷弯试验和金相组织检验,获得了超级钢板的硬化指数、塑性应变比、屈服强度、极限强度等力学性能,并分析了400MPa超级钢板的冲压成形性能,了解这些性能对超级钢冲压件在汽车行业里的应用与生产具有一定的指导作用.     

BS600高强钢油罐车罐体轻量化研究

目的 为了有效降低油罐车的能源消耗和污染物排放，完成油罐车罐体减重30%的轻量化目标。基于有限元仿真与试验，验证使用高强钢替代罐体原材料实现油罐车轻量化方案的可行性。方法 利用ANSYS有限元软件，在3种不同工况下，对使用新材料的罐体进行强度、刚度分析;基于仿真结果，对3.5 mm厚的BS600高强钢板材进行焊接试验、金相组织观察以及拉伸试验，以评估BS600钢的焊接性能;对焊接后的BS600钢材进行小件和大件的弯曲试验，以验证BS600钢的弯曲性能。结果 在3种工况下，罐体的最大应力为288 MPa，小于材料的许用应力，罐体强度满足要求;罐体的最大变形量为5.92 mm，刚度满足要求;焊接后拉伸试样的抗拉强度为720~730 MPa，高于母材强度;焊接接头断口的断裂特性为韧性断裂与脆性断裂的混合断裂;弯曲后的小件BS600板材未出现裂纹，弯曲后的大件罐体焊缝缺陷数量较少，焊缝质量良好。结论 所设计的高强钢材料的厚度符合罐体各工况要求，高强钢的成形工艺可行性良好。罐体减重能达到30%，具有良好的工程应用价值。     

High strength-superplasticity combination of ultrafine-grained ferritic steel:The significant role of nanoscale carbides

There is currently a gap in our understanding of mechanisms that contribute to high strength and high plasticity in high strength UFG ferritic steel with nano-size Fe3C carbides in situations that involve com-bination of various strain rates and high temperature.In this regard,we describe the mechanistic basis of obtaining high strength-high plasticity combination in an ultrafine-grained(UFG)(～500±30 nm)ferritic steel with nano-size carbides,which sustained large plastic deformation,exceeding 100％elon-gation at a temperature significantly below 0.5 of the absolute melting point(Tm).To address the missing gap in our knowledge,we conducted a series of experiments involving combination of strain rate and temperature effects in conjunction with electron microscopy and atom probe tomography(APT).Strain rate studies were carried out at strain rates in the range of 0.0017-0.17 s-1 and at different temperatures from 25℃to 600℃.Dynamic recrystallization occurred at 600℃,resulting in a significant decrease in yield and tensile strength.Nevertheless,the UFG ferritic steels had an advantage in tensile strength(σUTS)and elongation-to-failure(εf)at 600℃,especially at strain rate of 0.0017 s-1,with high σUTS of 510 MPa and excellent low temperature(＜0.42Tm)superplasticity(εf=110％).These mechanical properties are significantly superior compared to similar type of steels at identical temperature.A mechanistic under-standing of mechanical behavior of UFG ferritic steels is presented by combining the effect of strain rate,temperature,and nano-size carbides.     

冷却速度和卷取温度对Nb-V—Ti复合微合金带钢铁素体中析出的影响

采用一种工业生产的Nb-V-Ti复合微合金钢在Gleeble热模拟试验机上研究了精轧后冷却速度（1～30℃／s）和卷取温度（650～550℃）对铁素体中析出的影响。研究结果表明,在1～5℃／s的冷却速度下观察到了10～20nm的相间析出。在650℃和600℃卷取时,随着轧后冷却速度的增加,10nm以下的一般析出数量增多而尺寸减小;而在550℃卷取时,当冷却速度为30℃／s时10nm以下的析出数量急剧减少,这可能与较慢析出动力学有关。在相同的轧后冷却速度下,当卷取温度降低时,一般析出的体积分数增加而尺寸减小,这与析出的热力学驱动力增加有关。