超大型集装箱船用特厚止裂钢的发展

 超大型集装箱船用特厚止裂钢板由于优异的止裂韧性,能够显著减小复杂交变应力对甲板上部大开口部位形成的安全威胁。通过系统总结止裂韧性的评价体系、对比分析国内外超大型集装箱船舶的发展趋势和特厚止裂钢板的生产状况,综述了超大型集装箱船用特厚止裂钢板的显微组织特征和有可能实施的生产工艺。全厚度细小的等轴铁素体、多边形铁素体配合有限的细化贝氏体及心部γ线上的织构强化是改善特厚钢板止裂韧性的关键。东北大学提出的NEU-Rolling控轧工艺能够解决TMCP态特厚止裂钢板的生产难题。     

锌锅用热轧钢板解理断裂行为分析

通过断裂试样断口的宏观和显微分析、显微组织表征、拉伸和冲击试验以及解理断裂应力条件,讨论分析了锌锅用低强度级别钢板弯曲成形断裂的微观解理断裂行为。结果表明,钢板发生解理断裂的微观机制与冲击试样断裂相同,即晶粒尺寸控制的穿过晶界的裂纹扩展是解理断裂的临界事件。粗大的铁素体晶粒的面积分数过高显著降低了裂纹扩展阶段所需的局部解理断裂应力σf。断口宏观分析判断在钢板边部应存在导致应力集中的初始裂纹源,这极大降低了启动解理断裂的断裂应力并同时提高裂纹源前端的正应力σyy,扩大了解理断裂活跃区至初始裂纹前端,从而不可避免地发生脆性解理断裂。     

奥氏体变形状态对EH960海工钢组织与性能的影响

控制轧制中未再结晶区变形量是调控 DQ-T钢板组织与性能的关键参数。针对EH960钢板,将3 块 60 mm 厚钢坯热轧至 40 mm 厚度中间坯,待温至 850 ℃ 后再轧至 10、15、30 mm 厚度,随后进行直接淬火(DQ10、DQ15 和 DQ30)和 620 ℃ 回火(DQ10-T、DQ15-T 和 DQ30-T)热处理,研究了控制轧制中未再结晶区变形量对DQ钢板及DQ-T钢板组织与性能的影响。结果表明:提高未再结晶区变形量,可以有效地细化直接淬火后DQ钢板的马氏体板条组织。高温回火后的DQ-T钢板中遗传自马氏体板条的高密度晶体缺陷促进了碳化物的析出,提高了屈服强度;由于其原始奥氏体变形而呈现压扁形态,在冲击过程中产生断口分层扩大了纤维区,从而提高了低温韧性。但是,奥氏体变形量过大会导致淬火时马氏体相变偏向于某一取向,不利于马氏体区块等亚结构的形成,从而减少了大角度晶界的密度,不利于钢板低温冲击韧性。DQ15-T钢板具有较好的综合力学性能,其屈服强度为1 070 MPa,抗拉强度为1 098 MPa,-40 ℃冲击功为100 J。     

极寒环境下厚规格船舶用钢的发展

北极地区能源和贸易航线潜力、南极地区科考行动等受到越来越多的关注,促进了大型高技术极寒环境下服役船舶的需求和发展,同时对满足极寒环境服役条件船舶用低温钢的各项性能提出了更高的要求,厚规格、具有优异低温韧性和易焊接的更高强度级别的极寒环境下船舶用低温钢是今后的发展趋势。介绍了国内外船舶用低温钢的发展状况和低温钢的成分、生产工艺特点,建议采用低碳当量成分设计的新TMCP工艺技术路线,应用纳米相强韧化理论并控制其组织构成,从而实现优异的低温强韧性和止裂性能。     

动态相变制备超细晶钢理论研究进展

晶粒细化能够同时提高钢铁材料的强度和韧性,但工业应用最广泛的TMCP技术对显微组织的细化存在极限,通常仅能将晶粒细化至5 μm。利用动态相变(DT)技术能够制备出晶粒尺寸小于2 μm的超细晶钢,对于满足工业发展需求具有重要意义。介绍了动态相变理论的研究进展,主要综述了动态相变形核驱动力、形核方式以及流变应力等方面的研究,以及变形参数、原奥氏体晶粒尺寸和化学成分等因素对超细晶铁素体形成影响的研究。最后指出,利用动态相变技术可以解决TMCP轧制过程中晶粒尺寸细化程度受限、轧制负荷偏大的难题并降低形成超细晶所需的应变,是TMCP技术新的发展方向之一。     

微观组织对C-Mn钢低温脆性的影响

常规TMCP工艺生产的C-Mn钢厚板出现-40℃低温冲击脆化现象,为了确定引起脆化的微观组织因素,通过实验室重复冲击实验、微观组织的定量化统计分析、断口观察发现钢板不同部位的铁素体晶粒尺寸分布和珠光体含量有极大差别,解理脆性断裂试样铁素体晶粒粗大且服从对数正态分布,珠光体含量高于20%,而韧性断裂试样具有细小均匀的铁素体晶粒,晶粒尺寸服从正态分布,珠光体分布均匀、含量低于10%。经验公式计算表明脆性断裂试样的铁素体晶粒尺寸和珠光体含量使韧脆转变温度比韧性断裂试样高约60℃,因此可以确定铁素体晶粒尺寸和珠光体含量是影响钢的低温脆性的主要因素。靠近钢板表面部位具有与脆性断裂试样类似的微观组织特征,而靠近厚度中间部位具有与韧性断裂类似的微观组织特征,这使得表面与厚度中间部位韧脆转变温度近60℃的差异。厚度方向微观组织差异是由钢板轧后的不同厚度发生相变的过冷度差异引起的,而低温终轧是导致钢板表面温度低而在空冷阶段先发生相变的工艺因素。     

超快冷工艺对高强船板组织与性能的影响

通过拉伸性能和冲击韧性试验及显微组织观察分析了厚板生产线控制轧制(CR)后采用超快冷(UFC)和层流冷(AcC)两种冷却工艺对AH32高强船板力学性能、焊接热影响区(HAZ)冲击韧性和显微组织的影响。结果表明,与AcC钢板相比UFC钢板性能明显提高,其屈服强度提高54 MPa且塑性不恶化,-60℃冲击功达到260 J以上,韧脆转变温度大幅降低。UFC使钢的显微组织明显细化,晶粒尺寸达到11.5级,且厚度方向显微组织更均匀,而AcC钢晶粒尺寸为9.5级。UFC对钢的焊接热模拟试样冲击韧性没有明显影响。用铁素体(α)形核动力学和Hall-Petch效应分析了晶粒细化机理及对强韧性影响。UFC降低了奥氏体(γ)转变温度,提高了α形核速率而细化了铁素体晶粒,同时也细化了贝氏体和珠光体,明显提高了钢的力学性能。     

含Nb-Ti低碳钢的析出与细晶强化效应研究

采用控轧控冷(TMCP)工艺制备的0.013%Nb-0.013%Ti钢和C-Mn钢性能对比显示,添加微量Nb-Ti明显提高了钢的强度和冲击韧性,原因是微量Nb-Ti细化了铁素体晶粒并得到更高体积分数的弥散分布(Nb,Ti)(C,N)析出颗粒。用Hall-Petch晶粒尺寸强化和Ashby-Orowan弥散强化模型计算铁素体晶粒尺寸、析出颗粒尺寸和体积分数等微观组织变量对强度的量化贡献,结果表明,Nb-Ti钢的主要强化机理为细晶强化和弥散强化,而降低韧脆转变温度的主要机理是晶粒细化和微合金碳氮化物析出降低了钢中的自由氮含量。     

直接淬火对EH690钢组织与性能的影响

对比离线淬火(RQ)工艺,研究了在线直接淬火(DQ)对EH690钢组织与性能的影响.对经两种工艺淬火及回火后的试样,采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和电子背散射衍射(EBSD)分析其微观组织,采用X射线衍射法分析了织构,并测试了室温拉伸曲线和-40℃夏比冲击吸收能量.结果表明:直接淬火回火(DQT)后钢的屈服...     

超高强度结构钢的研究及发展

超高强度结构钢是一种具有1200 MPa以上屈服强度以及良好的断裂韧性和延性的钢,被广泛应用于航空、航天、舰船、海洋工程、工程机械等高端制造领域.同时保持超高强度、高塑性和高韧性是超高强度结构钢研究领域中的关键难题.本文归纳总结了典型低合金超高强度钢、二次硬化超高强度钢和马氏体时效钢的发展历程和研究进展,重点介绍了超高...