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。     

钛微合金钢研究现状和发展趋势

钛微合金化技术作为当前研究的重点,主要是通过细化晶粒、析出沉淀相的方法来改善钢的物理、化学和力学性能,获取细小、弥散的第二相粒子。总结了钛微合金钢的强化机制,对钛微合金钢中沉淀相进行了分析,阐述了TMCP和热处理对钛微合金钢的影响,从强化机理、析出物分析、有效析出物控制、热处理工艺等方面概述了钛微合金钢的研究现状、展望了发展趋势。     

Nb对低碳微合金钢组织与性能的影响

以低中高三种含Nb的低碳微合金钢作为试验钢,研究了Nb低碳微合金钢钢组织、碳氮化物析出相和性能之间的关系。结果表明,试验钢的热处理组织为低碳板条贝氏体+多边形铁素体。随着铌含量增加,试验钢组织中板条贝氏体含量和碳氮化物析出相数量明显增加,组织明显细化,试验钢强度显著提高。当Nb含量超过0.05%后,试验钢的强度增加不明显。因此,在低碳微合金钢中Nb的合理添加量在0.05%左右。     

用TiCl3低温化学气相沉积TiN的实验研究

从热力学分析中论述了ＴｉＣｌ３与Ｎ２在低温下反应形成ＴｉＮ的可行性、并通过ＴｉＣｌ３的制备及沉积试验，在４５０－６００℃温度范围内在钢基材上获得了ＴｉＮ的涂层。文中对实验装备与试验过程作了简介，对钢基工模具上应用ＴｉＮ涂层将起到积极作用。     

微合金元素对V-N中碳微合金钢组织和性能的影响

采用金相显微镜和透射电镜等分析方法研究了微合金元素对V-N中碳微合金钢组织和性能的影响.结果表明,V-N中碳微合金钢的热轧态组织为铁素体+珠光体组织,随着钢中V、N含量增加,铁素体含量增多,晶粒变细;微合金钢中的V、Ti、N等元素主要以V(C,N)和V(C,N)+Ti(C,N)形式析出,其中V(C,N)颗粒细小,而V(C,N)+Ti(C,N)颗粒较粗大;细小、弥散分布在钢中的V(C,N)相以析出强化的方式改善了中碳微合金钢的综合力学性能;而适量的Ti在钢中形成弥散分布的TiN相阻止热加工过程中奥氏体晶粒的过分长大,细化了微合金钢的组织.     

TSCR流程Ti微合金化超高强钢的第二相析出行为研究

利用Gleeble-1500D模拟机进行了Ti微合金钢的热模拟试验,研究了其在薄板坯连铸连轧(TSCR)流程下Ti(C,N)沉淀析出行为。结果表明,Ti微合金钢在TSCR流程中存在两类含Ti析出物:正方形的或矩形的TiN和球形或不规则形状TiC。TiN析出物主要在连铸凝固前钢液中和铸坯均匀化加热时析出,在连轧时起到抑制动态再结晶晶粒生长的作用;而TiC析出物主要是在连轧和卷取时析出,对Ti微合金钢起沉淀强化作用。为了提高Ti微合金钢沉淀强化效果,应在TSCR流程中增加TiC的体积分数和减小TiC的尺寸。     

九江大桥15MnVNq-C钢焊接过热区的低温韧性

１５ＭｎＶＮｑ－Ｃ钢为九江长江大桥主要用钢，其过热区低温韧性较优化前１５ＭｎＶＮｑ－Ａ钢有大幅度改善，为分析１５ＭｎＶＮｑ－Ｃ钢焊接过热区低温韧性改善的原因，本文采用热模拟技术对比研究了过热区组织及其对韧性的影响，过热区Ｖ（Ｃ，Ｎ），Ｔｉ（Ｃ，Ｎ）的析出行为及其析出相对组织和韧性的影响，结果指出，含微量Ｔｉ（０．０１２％）的１５ＭｎＶＮｑ－Ｃ钢过热区低温韧性的改善与难溶的ＴｉＮ析出相粒子有关。由于     

温度参数对Ti/Ti-Mo微合金钢力学性能及强化机制的影响

对Ti、Ti-Mo微合金钢进行了热轧及离线回火实验,研究了终轧温度、终冷温度及回火温度对实验钢力学性能的影响,并定量分析了相应的强化机制。结果表明,当终轧温度较高时,Ti、Ti-Mo微合金钢的热轧态力学性能较优,经过回火处理后,对应的屈服强度升高,分别达到了715 MPa和710 MPa。回火工艺处理后,Ti、Ti-Mo微合金钢的最大屈服强度增量分别为29 MPa和161 MPa,最大抗拉强度增量分别为7 MPa和88 MPa。实验钢铁素体基体上均存在相间析出与弥散析出,其中弥散析出所占比例较大,在不同工艺下Ti、Ti-Mo微合金钢中析出强化量占屈服强度的比值分别为20%～51%和26%～48%,对应最大析出强化量分别为364 MPa和342 MPa。     

微合金化对高强钢筋微观组织和抗震性能的影响

以低碳微合金化钢为研究对象,探讨了不同V-Cr微合金化成分对钢筋微观组织和抗震性能的影响。结果表明,V-Cr复合微合金化后,钢筋具有较好的抗震性能,且钢筋中弥散析出了VC、Cr3C等析出物。微合金钢的强化方式主要为析出强化和细晶强化。     

九江大桥15MnVNq－C钢焊接过热区的低温韧性

１５ＭｎＶＮｑ－Ｃ钢为九江长江大桥主要用钢．其过热区低温韧性较优化前１５ＭｎＶＮｑ－Ａ钢有大幅度改善。为分析１５ＭｎＶＮｑ－Ｃ钢焊接过热区低温韧性改善的原因，本文采用热模拟技术对比研究了过热区组织及其对韧性的影响，过热区Ｖ（Ｃ、Ｎ），Ｔｉ（Ｃ、Ｎ）的析出行为及其析出相对组织和韧性的影响。结果指出，含微量Ｔｉ（０．０１２％）的１５ＭｎＶＮｑ－Ｃ钢过热区低温韧性的改善与难溶的ＴｉＮ析出相粒子有关。由于微量Ｔｉ的存在，降低了过热区固溶Ｎ含量，促进了韧性较高的针状铁素体的形成，从而改善了过热区的低温韧性。     

钛微合金钢连铸中TiN与TiC析出热力学研究

连铸过程中夹杂物的析出对铸坯的组织性能有重要影响。为研究钛微合金化Q345钢中TiN 、TiC夹杂物的析出规律，对TiN 、TiC的生成热力学进行了计算，计算了Q345钢的固/液相线温度、碳氮化物的析出温度、不同温度下TiN、TiC的平衡/实际溶度积和析出时所需的Ti、N初始浓度，分析了高钛钢在凝固过程中TiN 、TiC的析出规律。结果表明：TiN 、TiC在液相线温度以上不能析出；由于Ti、N、C在凝固前沿的富集，当两相区fs＞0.56时，TiN开始析出，当两相区fs＞0.92时，TiC开始析出；在固相奥氏体中有TiN粒子析出，而TiC的析出温度较TiN低，在铁素体中析出。     

含Ti微合金钢中的第二相粒子对焊接粗晶热影响区组织及韧性的影响

利用碳萃取复型技术研究了含Ti微合金钢及其模拟粗晶区 (CGHAZ)中的第二相粒子 ,并利用OM(光镜 )、TEM(透射电镜 )及系列冲击试验对含Ti微合金钢及一种成分相近的不含Ti低合金高强钢焊接粗晶区的组织及韧性进行了研究。研究结果表明 ,含Ti微合金钢中含有大量的、尺寸细小的TiN粒子 ,这些粒子非常稳定 ,在焊接热循环过程中能有效地阻止奥氏体晶粒长大 ,抑制粗大贝氏体的形成 ,促进针状铁素体析出及M -A组元的分解 ,从而显著改善低合金高强钢焊接粗晶热影响区的韧性 ,t8/5(80 0～5 0 0℃冷却时间 )越大 ,这种改善作用越明显     

冷却时间对Ti微合金钢焊接粗晶区组织及韧性的影响

利用光镜、金属薄膜电子显微分析技术、碳萃取复型电子显微分析技术、系列Ｃｈａｒｐｙ冲击试验等对Ｔｉ微合金钢模拟粗晶区的组织及韧性进行了研究。结果表明，随着８００－５００℃冷却时间的增加，该区域原始奥体（γ）晶粒长大并不严重；二次组织由上贝氏体为主逐渐转变为针状铁素体为主；珠光体的形态由非层片相间变为层片相间；Ｍ－Ａ组元由条状变为块状，且数量减少，因此韧性得以提高，电子衍射及ＥＤＸ分析还表明，该区域中     

Complex heterogeneous precipitation in titanium–niobium microalloyed Al-killed HSLA steels—I. (Ti,Nb)(C,N) particles

Precipitation in Ti–Nb Al-killed microalloyed HSLA steels (Ti/N weight ratio from 4.4 to 1) was investigated in both the as-rolled and the normalised conditions using analytical electron microscopy including parallel electron energy loss spectroscopy (PEELS). An extensive formation of heterogeneously nucleated complex (Ti,Nb)(C,N) particles down to 10 nm in size was observed. The core of such a complex particle is based on TiN and has a spherical, cubic or cruciform shape. The N/(Ti+Nb) atomic ratio in the core is similar to the average value in the steel whereas the Nb/Ti ratio is much smaller than the average value and not proportional to it. Many of the cores have caps in the form of epitaxial overgrowths based on NbC. Their composition changes from Nb(C,N) to (Nb,Ti)C as the N/Ti ratio decreases. The formation of these complex particles and their detailed morphology are controlled by the processing conditions as well as the overall composition.     

微合金钢的开发与研究

微合金钢是近年来发展最迅速、最富有活力的钢材品种之一,被广泛地用于各个工业部门,微合金钢的品种、规格、数量和质量都反映了一个冶金企业的综合技术实力。天津钢管有限责任公司利用Nb、V、Ti微合金元素晶粒细化和析出强化的作用,研究开发微合金高强度钢种,所开发钢种的性能指标都达到了国内外同类产品的实物水平。     

热处理工艺对含Nb焊缝金属组织与力学性能的影响

采用含Nb及不含Nb两种焊丝对高速列车转向架用S355J2G3钢板进行焊接,分析了焊态下接头各区域的性能差别,研究了合金元素Nb和焊后热处理制度对焊缝金属组织和性能的影响.结果表明:焊缝金属的韧性是焊接接头性能的薄弱环节.焊态下Nb的加入提高了焊缝金属的强度,但对塑性和韧性无明显影响.经去应力退火后,不含Nb焊缝金属的强度降低,延伸率和冲击功升高,而含Nb焊缝金属的强度升高,延伸率和冲击功降低,退火后含Nb焊缝金属中NbC颗粒析出是影响焊缝金属组织和性能的主要因素.在焊后正火处理条件下,随着正火温度的升高,不含Nb焊缝金属的组织和性能均无明显变化,而含Nb焊缝金属的强度明显升高,延伸率和冲击功显著降低.严格控制正火温度是含Nb焊缝金属获得高强韧性的关键.含Nb焊缝中魏氏组织的含量随正火温度的升高而明显增多.电镜观察表明,经920℃正火处理后,焊缝中的NbC颗粒尺寸大于退火态焊缝金属中的NbC相,而在1200℃正火处理后NbC颗粒溶解消失.     

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。     

GRAIN COARSENING BEHAVIOR OF V-Ti-N MICROALLOYED STEELS

The effects of chemical composition and cooling rate after solidication on the grain coarseningtemperature,T_(GC),of the V-Ti-N microalloyed steels have been investigated.It is shownthat the T_(GC) may be obviously raised by adding even a little Ti to the base steel so as to pre-cipitate a great deal of fine Ti-bearing particles of about 10 nm.The T_(GC) does not increasewith the cooling rate,as it is over a certain critical value.The T_(GC) is insensitive to any varia-tion of N content at simulated cooling condition of 150 mm continuous cast slab.TheT_(GC) may be dropped down about 100℃ by adding 0.33 wt-%Mo to the steels.The sensitivi-ty of T_(GC) to cooling condition relates to the Ti and V contents.     

低碳微合金Ti-Nb可焊钢中的N及其第二相粒子

研究了系列低碳微合金Ti-Nb可焊钢中的N含量对模拟焊接热影响区(HAZ)高温奥氏体晶粒尺寸和冲击韧度的影响及其第二相粒子的作用.对试样进行了大热输入焊接热模拟,测定了高温奥氏体晶粒尺寸和焊后试样中的冲击韧度值,并用透射电子显微镜萃取复型法观察了典型试样中第二相粒子(Ti,Nb)N的形态及分布特征.结果表明,钢中Ti、N含量及第二相粒子的尺寸和数目与高温奥氏体晶粒尺寸及冲击韧度值具有很好的对应关系;钢中的N由于生成了细小弥散分布的第二相粒子(Ti,Nb)N而细化了高温奥氏体晶粒,改善了焊后韧性.低碳微合金Ti-Nb钢中适宜的含氮量有一个范围.     

微量Ti对焊接热影响区奥氏体晶粒长大倾向的影响

对添加不同Ti量的一组低碳焊接用钢进行了焊接热模拟试验,研究了第二相粒子（TiN）对高温奥氏体晶粒度的影响,提出了相对最佳的Ti、N含量和Ti／N值,并探讨了细小TiN颗粒抑制高温奥氏体晶粒长大的作用规律和机理。