高氮高钼合金连铸表面裂纹原因分析

S31254是一种超级奥氏体不锈钢,含有大量的Cr、Ni、Mo、N和Cu等合金元素,具有优异的抗腐蚀性能和综合力学性能。当前,S31254合金连铸主要问题是表面裂纹。通过对S31254合金的材料特性、热模拟断裂机制、凝固原位观察研究,利用金相显微镜和扫描电镜系统分析了S31254裂纹缺陷成因。研究结果表明,S31254合金中有大量分布于铸态组织晶界的析出相,析出相包括σ相、χ相、Laves相和氮化物等,析出相特征是富Cr和Mo、贫Ni。当温度升高至1 240℃左右时,所有的析出相熔入到奥氏体相中,最后熔化的析出相为σ相。随着S31254合金析出相沿晶界析出,铸态晶界脆化,铸坯试样断裂机制演变为沿晶的脆性断裂,这降低了合金的高温塑性,增大了发生裂纹的倾向性。     

Zr对Ti-Mo复合微合金化钢形变奥氏体静态再结晶动力学和析出相的影响

通过在Gleeble-3500热模拟试验机上进行双道次压缩模拟试验,研究了Ti-Mo复合微合金化钢和Ti-Zr-Mo复合微合金化钢在875、925、975和1025 ℃四个温度下形变奥氏体的静态再结晶过程。分析了两种试验钢在双道次压缩模拟时的真应力-真应变曲线,建立了两种试验钢的静态再结晶动力学模型,计算了两种试验钢奥氏体静态再结晶激活能,采用高分辨透射电镜观察了不同温度双道次压缩后两种试验钢中形变诱导析出相和大颗粒未溶相的形貌和种类,并对试验钢的形变储能密度进行了简单比较。结果表明,Zr的添加可以提高Ti-Mo复合微合金化钢在变形过程中的变形抗力,使试样在热变形过程中积累的形变储能增多,同时降低形变奥氏体的静态再结晶激活能,使奥氏体的再结晶更容易发生。Zr可以替代Ti与O、S等形成大颗粒未溶相,使试验钢静态再结晶过程中析出更多细小弥散的形变诱导析出相,使试验钢中形变奥氏体的静态再结晶过程出现延迟。     

铌钛与铌钒微合金化钢的高温塑性

在Gleeble-1500热模拟试验机上进行了Nb-Ti与Nb-V复合微合金化钢的高温拉伸试验,并用Thermo-Calc软件计算了两种试验钢不同析出相的析出温度,结合断口形貌对比分析了两种钢的高温塑性特点。结果表明:根据断面收缩率的变化规律,可以将Nb-Ti与Nb-V复合微合金化钢的整个塑性温度区间分为第Ⅰ脆性区、高塑性区和第Ⅲ脆性区,其中Nb-Ti钢的塑性区间温度范围分别为1320℃~熔点,880~1320℃和715~880℃;Nb-V钢塑性区间温度范围是1310℃~熔点,905~1310℃和705~905℃。Thermo-Calc软件计算结果表明钛元素对Al N的析出有较强的抑制作用,同时也抑制了微细Nb(C,N)的析出,能够改善含铌微合金钢的高温塑性;Nb-V钢第Ⅲ脆性区温度范围较Nb-Ti钢更宽,整体断面收缩率更差。     

回火温度和Mo对Ti微合金化钢组织和性能的影响

针对Ti微合金化钢和Ti-Mo复合微合金化钢,采用淬火+回火的热处理工艺,利用扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)等研究了回火温度和Mo对Ti微合金化钢组织和力学性能的影响。研究结果表明:随回火温度升高,板条马氏体逐渐转变成铁素体,两种试验钢的硬度都呈现先增大后减小的趋势;最佳的回火温度为600℃。对比两种试验钢的研究结果表明,Mo的加入使得Ti微合金化钢回火过程中板条马氏体转变为铁素体的倾向增强,析出相尺寸变小,可获得10 nm以下的(Ti,Mo)C析出颗粒,提高Ti微合金化钢的综合力学性能。     

微合金元素对Q345E棒材低温韧性的影响

在未控轧控冷的轧制工艺条件下,研究了Nb/V复合微合金化、Nb微合金化、V微合金化对Q345E棒材热轧态-40℃低温韧性的影响.结果表明,Nb/V复合微合金化钢和Nb微合金化钢强度高于V微合金化钢,V微合金化钢-40℃的低温韧性满足标准要求,Nb/V复合微合金化钢和Nb微合金化钢均不能满足标准要求.在未控轧控冷的工艺条件下,采用V微合金化Q345E钢是可行的.     

含Ce S31254超级奥氏体不锈钢析出相析出行为及耐蚀性

采用扫描电镜(SEM)及电化学测试,研究了S31254-Ce超级奥氏体不锈钢固溶、时效处理后第二相的溶解、析出行为及耐蚀性能。结果表明：1250℃保温120 min后,S31254-Ce试样中析出相可完全回溶。800～900℃时效处理后,S31254-Ce不锈钢均有析出相析出,第二相优先析出于晶界。随着温度升高,840℃以上时效处理后,析出相也逐渐在晶内析出,且数量逐渐增多。860℃时效处理过程中,随时效时间延长,晶内细小点状析出相尺寸逐渐增大,晶内析出相渐渐呈现网状结构。S31254-Ce不锈钢固溶处理后试样的耐蚀性最好。随时效温度提高,析出相越多,S31254-Ce不锈钢的耐蚀性能越弱。时效温度为840～900℃时,对应材料的耐蚀性能的下降幅度增加。     

循环加热.淬火工艺下超细晶奥氏体的晶粒演变特征

分别利用含Nb钢和Nb-V-Ti钢研究了循环加热-淬火工艺下原始组织分别为温轧铁素体/珠光体、温轧回火马氏体以及常规铁素体/贝氏体的热模拟试样在不同循环次数条件下所获得的超细晶奥氏体晶粒的演变特征。研究表明:复合微合金化更有利于该工艺下奥氏体晶粒的超细化,且相比之下以温轧铁素体/珠光体为原始组织更有利于获得超细晶奥氏体,利用这一原始组织在3~4次循环加热-淬火处理后得到奥氏体晶粒尺寸在1~2μm;同样原始组织条件下,单纯添加Nb使得实现最大程度奥氏体晶粒超细化效果所需要的循环加热-淬火次数减少;根据Nb-V-Ti复合微合金钢中析出相粒子的透射及能谱分析发现,V的大量固溶以及Nb的部分溶解很大程度上决定着微合金元素添加对奥氏体晶粒超细化的影响程度。     

Ti-xCr-yCu钛基材料的制备及组织性能研究

研究了Al-Cu-Li-(0.35Mg)-(0.2In)合金的拉伸性能、时效析出相类型及其分布。T6峰时效时,Al-Cu-Li合金的时效析出相为T1(Al2CuLi)和?? (Al2Cu)相。添加0.2%In时,T6态时效早期形成许多方块状的立方相Al5Cu6Li2,且随时间延长其尺寸保持稳定;同时,可促进? ?相析出;相应合金的时效响应加速,强度提高。同时添加In和Mg可抑制Al5Cu6Li2相析出,但促进T1相析出。In和Mg的复合微合金化效果小于2050铝锂合金中Ag和Mg的复合微合金化效果,因而In+Mg复合微合金化铝锂合金T6态强度低于Ag+Mg复合微合金化的2050铝锂合金。T8态时效时,时效前预变形产生的位错抑制了In元素单独添加和In+Mg复合添加的微合金化效果。     

热处理对Ti微合金化马氏体钢强度的影响

对Ti微合金化马氏体钢经不同工艺热处理后的屈服强度进行了研究,并分析了其强化机制。研究表明,Ti微合金化使钢中形成细小的TiC析出相,可以提高马氏体钢的屈服强度。经过回火与再加热淬火工艺处理后,可形成1～10 nm的TiC析出相,使得马氏体钢晶粒细化到约8μm。理论计算与实验数据关于TiC提供的析出强化与细晶强化效果良好吻合,即通过Ti微合金化及回火再加热工艺,由TiC析出相提供的析出强化达到188 MPa,TiC钉扎晶界使得晶粒细化而产生的细晶强化效果为80 MPa。     

微Ti钢焊接热循环过程中的第二相粒子

采用“Ｓｐｅｅｄ”法电解萃取复型技术,用透射电子显微镜,研究了分别含有Ｔｉ－Ｎ和Ｔｉ－Ｎｂ－Ｎ的两种微合金钢焊接热模拟后,第二相粒子的溶解析出行为及对焊接热循环的响应。系统测定了不同热模拟工艺下第二相粒子的尺寸、数目及分布特征;分析了热模拟工艺参数（峰值温度Ｔｐ,保温时间ｔｐ,冷却时间ｔｍａｘ／８）对析出颗粒尺寸分布特征的影响,探讨了钢中第二相颗粒的长大、溶解行为对高温奥氏体晶粒度的影响以及微量Ｎｂ与Ｔｉ复合添加的作用。结果表明,微量Ｔｉ－Ｎｂ复合合金化对高温奥氏体晶粒的细化经仅用微Ｔｉ合金化的钢更强烈,钢中微细第二相粒子对细化高温奥氏体晶粒具有主要作用。     

微合金化技术开发800MPa级高韧直缝焊管钢

采用微合金化和热轧后超快冷等技术生产得到800 MPa级高韧直缝钢管钢,借助OM、SEM、TEM和室温拉伸等,研究了试验钢不同区域的组织与性能。研究表明,试验钢的热轧组织主要是粒状贝氏体+少量板条贝氏体;焊接热影响区粒状贝氏体体积分数减少到32.7%,板条贝氏体体积分数增加到30.5%,组织中出现针状铁素体和少量马氏体。试验钢热轧区主要以Ti为主进行复合微合金化,综合运用固溶强化、细晶强化、位错强化和析出强化,具有高的强韧性,屈服强度为804 MPa、抗拉强度为852 MPa、伸长率为21.5%。     

Microstructure and Mechanical Properties of Nb- and Nb+ Ti-Stabilised 18Cr-2Mo Ferritic Stainless Steels

To explore the optimum use of stabilised elements and study the influences of stabilisation in 18 Cr-2 Mo grades,the Nb and Nb+Ti microalloying investigation focused on the relationships of the microstructure and mechanical properties of the microalloyed 18 Cr-2 Mo ferritic stainless steel thick plates.Thermo-Calc calculation was performed to predict the equilibrium phase diagrams.Afterwards,the microstructure,i.e.grain size and precipitation,of as-annealed specimens was analysed by means of optical microscopy,scanning electron microscopy and transmission electron microscopy,X-ray diffraction and energydispersive spectroscopy.Also,electron backscatter diffraction mapping was constructed to characterise grain boundary.The mechanical properties,including tensile strength and impact toughness,were tested to correlate with the microstructure.The results show that the grain sizes of Nb-stabilised steel are comparatively smaller,which is related to the fine precipitation at the grain boundaries and beneficial to the impact toughness.The increase in its strength is not apparent due to the inhomogeneous grain sizes.The grain boundary characters are similar,which is not the main factor related to their mechanical properties.When Ti is added,TiN forms above the liquidus,and large TiN particles evidently impair impact toughness.     

Q345E���Ʊ����ѧ���ܵ�̽��

 在未控轧控冷的轧制条件下,Q345E钢材终轧温度较高,铌推迟形变奥氏体再结晶的作用不明显。虽然铌/钒复合微合金化钢晶粒有一定程度的细化,由于微合金元素的沉淀强化及热轧态组织中贝氏体的出现,导致含铌微合金化钢低温韧性不能满足使用要求。通过对Q345E钢化学成分进行控制,结合控轧控冷技术,并采取合理的热处理工艺,使Q345E钢在保证高强度的基础上,－40 ℃低温冲击韧性得到明显提高。     

冷轧与时效工艺对2205双相不锈钢σ相析出的影响

对1050 ℃固溶处理后的2205双相不锈钢在650~1000 ℃下时效处理,利用金相显微镜(OM)和扫描电镜(SEM)观测不同工艺条件下σ相析出规律,绘制了σ相析出TTP曲线图,描述了σ相析出特征。结果表明:时效初期,σ相优先在铁素体与奥氏体相界处形核,随着时效温度的升高和时效时间的增加,σ相不断长大、粗化并向铁素体基体内延伸;时效时间越长,析出相越多,时效时间相同时,当温度达到850 ℃,析出量达到最大值,之后随着温度的升高而降低。σ相析出温度范围为650~950 ℃,析出鼻尖温度为850 ℃,轧制变形量增加,σ相析出速度加快,但并不影响其析出的鼻尖温度。     

微合金化2000 MPa热成形钢的析出相热力学计算与强韧性

通过热力学计算软件Thermo-Calc计算了2000 MPa热成形钢的平衡相图、各相的析出温度、相中的元素含量、碳化物在不同温度下的长大规律以及不同Nb、V含量对其碳化物析出温度和析出量的影响规律。选定特定成分,利用50 kg真空炉进行了熔炼,并进行热轧和冷轧,利用平板模具淬火的方式模拟热成形工艺并进行了力学性能检测和三点弯曲性能检测。利用场发射扫描电镜和EBSD对组织进行了表征。结果表明,Nb、V微合金化2000 MPa热成形钢中的碳化物主要有NbC和VC,析出温度分别在1150 ℃以上及880 ℃以上,且其析出温度分别随着Nb和V含量的升高而升高。平板模具淬火后热成形钢板的抗拉强度超过2000 MPa,伸长率超过8%,拉伸断口为韧性断口,且三点弯曲角度超过66°。SEM和EBSD的结果表明,马氏体组织由马氏体束(packet)、马氏体块(block)和马氏体板条(lath)组成,原奥氏体晶粒约为10 μm,且马氏体块的尺寸<5 μm,马氏体块内部由马氏体板条组成,马氏体板条间为不连续的小角度晶界,晶界的取向差大部分小于5°。细小的原奥氏体晶粒和马氏体块组织是微合金化2000 MPa热成形钢具有高强度、高塑韧性的主要原因。     

Ti微合金化700 MPa级高强钢性能均匀性研究

对Ti微合金化700 MPa级高强钢钢卷头、中、尾部力学性能、金相组织及析出物进行了研究。结果表明：钢卷头、中、尾部力学性能波动的主要原因是钢卷内外圈析出强化效果不同而导致的。为此,在生产薄规格Ti微合金化700 MPa级高强钢时,采用U形冷却工艺,将钢卷最内圈15 m内的带钢卷取温度提高15～20 ℃,将最外圈15 m内的带钢卷取温度提高10～15 ℃,可使钢卷最内圈强度提高约40 MPa,钢卷最外圈强度提高约20 MPa,有效改善了带钢通卷性能均匀性,提高了通卷性能合格率。     

铌微合金化在特殊钢中的应用

叙述了铌微合金化机理及铌、钒、钛的基本特性，介绍了铌微合金化在结构钢、弹簧钢、模具钢和不锈钢中的应用情况，指出了开发含铌微合金钢的重要性。     

Electrochemical corrosion behaviour of innovative mould steels in a chloride‐containing environment

Investigations concerning the electrochemical corrosion behaviour of mould steels are scarce and limited. In the present study the corrosion resistance of an innovative mould steel (a microalloyed steel, steel 2), devoted to the fabrication of large size moulds, and a steel having the same composition without microalloying elements (B, Zr, Nb, steel 3), proposed for small size moulds, was assessed in a chloride‐containing environment and compared with that of the traditional 1.2738 steel. Potentiodynamic polarization and electrochemical impedance spectroscopy measurements were carried out on the investigated steel samples in a 0.1 M NaCl solution at 25 °C. Scanning electron microscopy and electron probe microanalysis were used to characterize the specimens surface after the electrochemical tests. Despite having a bainitic microstructure, the electrochemical corrosion behaviour of the investigated steels is quite different. Results showed that the steel 3 and the 1.2738 steel samples exhibit the best and the worst electrochemical corrosion behaviours compared to the steel 2 sample. The presence of pearlite is considered as the main reason for the poor corrosion behaviour showed by the 1.2738 steel sample, due to galvanic coupling phenomena between this phase and the bainitic matrix which experiences preferential dissolution. The coarse bainitic microstructure characterizing the steel 2 sample is responsible for its lower corrosion resistance as compared with the steel 3 sample exhibiting a finer bainitic microstructure.     

空冷弛豫对铌微合金化热轧TRIP钢组织性能的影响

通过热轧试验研究了轧后空冷弛豫时间对铌微合金化热轧TRIP中厚板组织和力学性能的影响,结合光学显微镜、扫描电镜、透射电镜及XRD分析了弛豫过程各组成相的尺寸、含量变化以及铁素体基体上的位错组态和微合金碳氮化物的析出行为.结果表明,采用820 ℃终轧并弛豫80～120 s后超快冷的工艺可以得到含有铁素体、贝氏体和残留奥氏体的多相组织,弛豫时间显著影响铁素体晶粒尺寸、铁素体量以及铁素体基体上的位错密度和沉淀析出量.随着弛豫时间的延长,试验钢的屈服强度和抗拉强度呈降低趋势.空冷弛豫80 s时,试验钢的抗拉强度、伸长率和强塑积分别达到820 MPa,37.5%和30750 MPa·%的最大值.