高钒高速钢连续冷却转变曲线的测定与分析

利用Gleeble1500D型热模拟试验机测定了新型高钒高速钢在1 000 ℃奥氏体化后以不同冷却速率冷却时的相变膨胀曲线,并用Origin软件绘制了该钢的连续冷却转变(CCT)曲线.结果表明:高钒高速钢在连续冷却过程中存在珠光体、贝氏体和马氏体转变;当冷却速率在0.25 ℃/s时,能获得珠光体、贝氏体、马氏体与奥氏体的混合组织;马氏体开始转变的临界冷却速率约为0.5 ℃/s,其开始转变点Ms低于200 ℃,且随着冷却速率的增大而降低.     

BM510L汽车大梁钢的连续冷却转变曲线

采用膨胀法在Gleeble-3500型热模拟试验机上测定了BM510L钢在不同冷速下连续冷却时的膨胀曲线及连续冷却转变曲线(CCT曲线);利用光学显微镜、显微硬度计研究了BM510L钢连续冷却过程中奥氏体转变后的组织和显微硬度。结果表明:随着冷速的提高,铁素体转变开始温度降低,珠光体转变终了温度也逐渐降低,当冷速大于1℃·s-1时,组织中开始发生贝氏体转变,当冷速为15℃·s-1时,组织已完全转变为贝氏体组织;随着冷速的提高,其显微硬度逐渐增大。     

奥氏体区压缩变形对低碳贝氏体钢贝氏体相变的影响

通过热膨胀相变仪得到热膨胀曲线,结合显微组织和硬度测试结果,绘制Si-Mn-MoCr-V低碳贝氏体钢的静态过冷奥氏体连续冷却转变曲线;利用热模拟试验机在奥氏体区对试验钢进行不同变形量的压缩变形,随后冷却到不同温度保温150s再空冷至室温,研究了奥氏体区压缩变形对贝氏体相变和显微组织的影响。结果表明:未经奥氏体区压缩变形、奥氏体区单道次压缩变形40%、奥氏体区两道次压缩变形58%条件下,试验钢贝氏体相变起始温度分别约为400,385,300℃;奥氏体区压缩变形后试验钢在冷却过程中的贝氏体相变延迟,相变起始温度降低,且变形量越大,贝氏体相变的起始温度越低;与未奥氏体区压缩变形试验钢相比,奥氏体区变形后试验钢在冷却过程中形成的贝氏体组织明显细化,晶粒取向增多,且硬度明显升高。     

冷却速率对X80管线钢显微组织及力学性能的影响

将X80管线钢加热到奥氏体化温度以上(920℃)并保温7min后,在不同冷却介质(质量分数10%NaCl溶液、自来水、机油、空气,冷却速率依次降低)中冷却,研究了其显微组织和力学性能。结果表明:随着冷却速率的降低,试验钢的强度和硬度降低,塑性增大,冲击功先增大后减小;在较高速率下冷却(NaCl溶液和自来水)后,组织中生成了贝氏体铁素体和少量马氏体板条,马氏体板条内有大量位错结构和少量碳化物,试验钢具有高的强度和低的变形能力;在较低速率下冷却(空气)后,组织中形成了多边形铁素体、贝氏体铁素体和少量块状马氏体-奥氏体组织,试验钢的强度和冲击韧性较低;在适中冷却速率下冷却(机油)后,组织中形成了贝氏体和铁素体的双相组织,多位向分布的细小贝氏体和邻近贝氏体的高密度位错铁素体使得试验钢具有良好的综合力学性能和较高的抗大变形能力。     

C-Si-Mn系TRIP钢连续冷却过程相变研究

利用热膨胀法研究了C-Si-Mn系TRIP钢在两种静态条件下连续冷却转变时的相变规律，分析了冷却速度、奥氏体化工艺对组织的影响。结果表明：冷却速度低于15℃／s时试样发生铁素体相变，加快冷却速度后，发生贝氏体相变；与国标务件静态CCT曲线相比．模拟薄板坯连铸连轧条件静态CCT曲线中铁素体形成区域下移，贝氏体相变区域扩大，贝氏体转变开始温度相当，但贝氏体转变结束温度有所降低。     

温轧原始组织及冷却速率对低碳微合金钢终态组织的影响

为了研究温轧原始组织及冷却速率对材料终态组织的影响,利用两种低碳微合金钢在不施加变形的前提下结合快速加热及冷却工艺,对不同条件下的终态组织进行了比较。结果表明：舍金元素含量较高的钢中,温轧组织不同对终态组织的影响比较显著,其中以原始组织为温轧回火马氏体的更能有效获得细化和多相的终态组织;随着冷却速率的增加,铁素体平均晶粒尺寸减小,且在合金元素含量较高的钢中,更容易获得贝氏体和马氏体组织,而合金元素含量较低的钢中,冷却速率对终态组织的影响不大。     

温轧原始组织及冷却速率对低碳微合金钢终态组织的影响

为了研究温轧原始组织及冷却速率对材料终态组织的影响,利用两种低碳微合金钢在不施加变形的前提下结合快速加热及冷却工艺,对不同条件下的终态组织进行了比较。结果表明:合金元素含量较高的钢中,温轧组织不同对终态组织的影响比较显著,其中以原始组织为温轧回火马氏体的更能有效获得细化和多相的终态组织;随着冷却速率的增加,铁素体平均晶粒尺寸减小,且在合金元素含量较高的钢中,更容易获得贝氏体和马氏体组织,而合金元素含量较低的钢中,冷却速率对终态组织的影响不大。     

低合金准态贝氏体气缸套新型淬火液研究

随着内燃机机向着大功率、低油耗、低排放发展,准铸态贝氏体应允而生,常用准铸态贝氏体缸套需要加入高含量的钼镍合金,本文研究一种新型淬火液,实现气缸套毛坯凝固过程中,在珠光体转变区间冷却快,接近贝氏体转变区间冷却速度慢,在不加镍、低钼(0.45-0.6)的情况下,得到同样性能的贝氏体组织,使准铸态贝氏体成本大副降低。     

铸态含无碳化物贝氏体中锰钢

中锰钢（含1.0%～1.8%C,5.0%～9.0%Mn,0.6%～1.5%Si）在铸态下即可得到无碳化物贝氏体相。在冷却的过程中,当冷却速度大于40℃/min时,室温组织为奥氏体与碳化物;当冷却速度小于20℃/min时,室温组织为无碳化物贝氏体、珠光体、奥氏体与碳化物。无碳化物贝氏体主要是在624～200℃之间形成。在砂型中浇注壁厚大于15mm的铸件时,即可行到大量无碳化物贝氏体,该铸钢具有较佳的硬度,韧度与耐磨性。     

低碳含铌微合金钢的连续冷却相变行为及显微组织

利用Gleeble-1500D型热/力模拟试验机,采用热膨胀法测定了不同铌含量低碳含铌微合金钢在不同冷速下的相变点,研究了奥氏体连续冷却时的相变行为及铌含量和冷却速率对该钢相变组织与硬度的影响。结果表明:随着铌含量和冷速的提高,γ→α相变温度降低,相变组织变得复杂,显微硬度升高;铌含量较低(小于0.024%,质量分数)的钢在冷速较低(3℃·s~(-1))时,显微组织为较粗大的铁素体和少量珠光体,冷速提高后主要是由尖角形、多边形铁素体和贝氏体组成的混合组织;铌含量较高(0.06%)的钢在高冷速(50℃·s~(-1))下出现了针状铁素体组织。     

形变和冷却对B1500HS硼钢马氏体相变的影响

利用Gleeble-1500D热模拟试验机,以恒定的应变速率将在900℃奥氏体化的B1500HS硼钢试样分别压缩10%、20%、30%、40%,然后分别以50℃/s、40℃/s、25℃/s的速度对试样进行冷却。研究形变量及冷却速度对B1500HS硼钢的马氏体相变温度、微观组织、显微硬度和残余奥氏体等方面的影响规律。结果表明:相同冷却速度下,马氏体相变开始温度和相变终止温度均随着形变量的增加逐渐升高。随着形变量的增加,马氏体组织越来越细小,而且薄片状马氏体越来越少,板条状马氏体越来越多。形变量和冷却速度的增大,均使B1500HS试样中的残余奥氏体量减小。形变导致B1500HS硼钢的连续冷却转变图左移,避免未变形B1500HS钢试样生成贝氏体组织的临界冷却速度约为25℃/s。当冷却速度为25℃/s时,试样的变形程度达到30%时,微观组织中开始出现贝氏体。     

贝氏体钢的强韧化途径

发现在粒状贝氏体组织中,控制其小岛尺寸、数量和分布,可获良好强性,研制出粒状贝氏体钢。首次用粥的仿晶界型铁素作韧性与粒贝结合,可获优良强韧性,并研制出此类复相钢。通过合金设计,在空冷条件下获得具有超精细结构的无碳化物贝氏体／马氏体复相组织,贝氏体各层次单元由奥氏体膜包围,使贝氏体／马氏体复相组织具有优良的强韧性,并研制出此类高强高韧钢。     

控制冷却对含Nb钢组织性能的影响研究

为了进一步提高含Nb钢的强度,降低含Nb钢的开发成本,通过实验室热轧试验研究超快冷、超快冷+层流冷却和层流冷却3种冷却模式对含Nb钢的组织演变和力学性能影响。结果表明,与层流冷却相比,试验钢采用超快冷后组织中出现针状铁素体和贝氏体,晶粒尺寸细化,位错显著增加,析出物粒子更为细小,试验钢力学性能显著提高。超快冷的主要强化机制为相变强化、细晶强化、位错强化和析出强化。超快冷+层流冷却模式下,随着终冷温度的降低,软相组织减少、硬相组织增多,试验钢的强度升高。随着出超快冷温度的降低,多边形铁素体体积分数逐渐减少且晶粒更为细小,针状铁素体体积分数增多,试验钢强度得到提高,断后伸长率略有降低。以上结果为超快冷工艺条件下开发低成本含Nb钢奠定了理论基础。     

超快冷工艺下工程机械用550MPa级钢的组织与性能

制备了低成本工程机械用550MPa级钢,研究了轧后超快冷工艺对该钢组织与性能的影响。结果表明:超快冷工艺有效提高了该钢的力学性能,其屈服强度、抗拉强度和断后伸长率分别可达600MPa,755MPa,19%,-20℃的冲击功为253J;超快冷后钢的组织为贝氏体,其强化相为细小的贝氏体及基体中分布着的细小析出相。     

不同类型的贝氏体组织对低碳钢力学性能的影响

低碳贝氏体钢是高强度、高韧性、多用途的新型钢种,它的出现是社会需求和现代冶金技术发展的必然结果.目前,低碳贝氏体钢已经在工程机械上得到广泛应用.然而,实际生产中得到的低碳贝氏体钢并不是由单一贝氏体组织组成,往往是多种显微组织并存,因此并不能直接体现钢的力学性能与贝氏体组织之间的对应关系.针对这一情况,以低碳Mn-B-Cr-Mo-Nb钢为研究对象,在国内某钢铁公司进行控轧控冷试验.通过对终冷温度的控制,分别得到由全部粒状贝氏体,全部板条贝氏体以及粒状贝氏体+板条贝氏体组成的3种不同类型的低碳贝氏体钢.经过对这3种不同类型的贝氏体钢进行拉伸和冲击试验后发现:在化学成分相同的条件下,粒状贝氏体钢的强度最低,韧塑性最好;板条贝氏体钢板的强度最高,韧塑性最差:由粒状贝氏体+板条贝氏体组成的钢,其强度、韧塑性居中.由此可知,终冷温度对热轧钢板的显微组织和力学性能影响很大,通过对中温转变组织的控制,就可以进一步提高低碳贝氏体钢的综合力学性能.     

低成本Q345钢高强度厚板的开发

采用TMCP工艺制备了厚度为85 mm的Q345高强度钢板,通过拉伸和冲击试验、组织及断口形貌观察等对其组织和性能进行了分析。结果表明:制备的Q345钢厚板的表面组织为多边形铁素体+大量贝氏体的混合组织,其余部位均为铁素体+珠光体组织,屈服强度达到320 MPa以上,伸长率在29%以上,冲击韧性良好;该钢不添加微合金元素,轧后不进行热处理,降低了生产成本,实现了强韧性的良好匹配。     

20Cr1Mo1VTiB钢的连续冷却转变行为

采用热膨胀仪测定20Cr1MolVTiB钢在不同淬火温度(9501100℃)下的贝氏体转变点和较佳淬火温度下的连续冷却相变点,结合组织观察和硬度测试绘制连续冷却转变曲线;利用经验公式建立相变点和相转变量与冷却速率的关系,并计算相变激活能。结果表明:随着淬火温度升高,试验钢中贝氏体转变温度降低,较佳淬火温度为1050℃;冷却速率不高于0.5℃·s-1时,过冷奥氏体转变产物为先共析铁素体、珠光体和贝氏体,冷却速率超过0.5℃·s^-1时则为单一贝氏体;相变点-冷却速率和相转变量-冷却速率拟合曲线与试验结果吻合较好,先共析铁素体和贝氏体相变激活能分别为744.8,274.9 kJ·mol^-1。     

硼对低合金高强钢大热输入焊缝韧性的影响

对不同硼(B)的质量分数的低合金高强钢大热输入焊缝进行组织性能研究,分析、讨论B对低合金高强度(High strength low alloy, HSLA)钢焊缝韧性的影响规律。研究表明,低合金高强钢焊缝中适量增加B元素质量分数可提高组织中针状铁素体质量分数,有效细化焊缝组织,而当B元素过量时则使焊缝组织中的针状铁素体质量分数下降,组织粗化。同时,适量B元素还可抑制晶界先共析铁素体的产生;随着焊缝中B质量分数的增大,贝氏体转变得到促进,M-A组元总量提高,从不含B时的2.4%提高到B质量分数为0.008 8%时的5.7%,且其尺寸也相应增大,由平均尺寸2.14 μm增加至2.83 μm。由于B质量分数增加先促进针状铁素体后促进贝氏体形成,因此其对焊缝韧性的影响呈现抛物线变化规律,即低温冲击吸收能量随着B质量分数的增加先上升后下降。在焊缝Ti质量分数约为0.03%的条件下,B质量分数为0.005 2%时,焊缝获得了最佳的低温冲击韧度。     

轧后冷速对X100管线钢组织和力学性能的影响

通过热模拟试验机、光学显微镜对X100管线钢在连续冷却转变下的显微组织进行了研究,然后对其进行热轧,研究了轧后冷速对试验钢组织和力学性能的影响。结果表明:随冷速增大,试验钢组织中依次出现多边形铁素体、粒状贝氏体和贝氏体铁素体;当轧后冷速为20～42℃·s-1时,试验钢可获得由粒状贝氏体和贝氏体铁素体组成的组织以及良好的力学性能。