轧后冷速对调质态含Cu高强钢组织性能的影响

通过轧后分别采用快冷和慢冷的两种不同冷却方式,对调质态含Cu高强HSLA钢的微观组织和力学性能的差异进行了研究。利用OM、SEM、TEM等设备对HSLA钢轧后不同冷却方式下的微观组织进行了表征,并对其拉伸性能和低温韧性进行了测定。结果表明,相对于轧后空冷,轧后快冷后钢的组织得到细化,有效晶粒尺寸较小,组织得到遗传,从而快冷后钢经过调质后钢的强度较高,低温韧性更好,而且快冷后抑制了钢的冲击断口中的裂开流线的出现。     

超低碳含铜时效钢抗裂性研究

采用理论计算、热影响区最高硬度试验和小铁研试验方法研究了超低碳含铜时效钢的抗裂性。结果表明，与强度级别相同的12Ni3CrMoV钢相比，超低碳含铜时效钢具有更为优异的焊接性能，其热影响区淬硬倾向较小，在-5℃～0℃以及低于4000Pa绝对湿度下不预热焊接能够获得良好的焊接性能。     

氮对钒微合金钢粗晶热影响区(CGHAZ)的组织和性能的影响

用热模拟方法研究了氮含量对钒微合金钢粗晶热影响区(CGHAZ)的组织和性能的影响。结果表明,氮含量为0.0031%或0.021%时,CGHAZ的韧性较差。氮含量0.0031%时CGHAZ中有少量的Ti(C,N),晶界铁素体(GBF)较少,晶内有大量尺寸较大的侧板条铁素体(FSP),解理裂纹沿FSP的直线扩展使其韧性较差。氮含量0.021%时在CGHAZ中生成了较为粗大的(Ti, V)(C, N)和GBF,解理裂纹沿GBF扩展使其韧性较差。氮含量为0.012%时低温韧性较好,在CGHAZ中生成了大量细小的(Ti, V)(C, N)粒子,且GBF尺寸相对较小,晶内有大量的针状铁素体(AF)。这些因素都有利于阻止裂纹扩展,使其低温韧性显著提高。     

时效温度对直接淬火Ni-Cr-Mo-V-Cu钢组织及性能的影响

利用OM、SEM、TEM及物理化学相等方法研究了时效温度变化对直接淬火Ni-Cr-Mo-V-Cu低合金钢组织及力学性能的影响,同时在具有最佳强韧性匹配的时效态试样中建立了屈服强度模型。Ni-Cr-Mo-V-Cu钢的直接淬火组织为马氏体和少量贝氏体组成的混合组织。直接淬火Ni-Cr-Mo-V-Cu钢在400~600 ℃范围内的不同温度时效处理后,其强度及维氏硬度表现出典型的欠时效阶段、峰时效阶段及过时效阶段。试验钢位错回复程度、MC及富铜粒子的析出、bcc铁基体中固溶元素的脱溶等因素随时效温度的变化是时效态试验钢表现出上述3个阶段的重要原因。时效态试验钢的断后伸长率大体随时效温度的提高而改善。过时效态试验钢的-20 ℃冲击性能则随着时效温度的升高而提高。直接淬火试验钢在600 ℃时效处理时获得优越的强韧性匹配,MC及富铜粒子所提供的总析出强化增量约为240 MPa。     

耐酸性土壤腐蚀接地网用钢研究

采用硅藻土模拟法研究了Q235,A1和A2钢在模拟酸性土壤中的腐蚀行为,对比分析了材料的腐蚀失重,利用扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)等方法研究了材料的腐蚀形貌及腐蚀产物。结果表明,在模拟酸性土壤中,Q235,A1和A2钢周期360h的腐蚀速率别为0.48,0.14和0.097mm/a。碳层分析表明,降低碳含量有助于减少钢中的微电池腐蚀;Cr的加入可以提高基体的自腐蚀电位;腐蚀后内锈层位置Cr的富集可以提高锈层的致密性,并改变点蚀的扩展方式;3种材料主要腐蚀产物均为α-FeOOH,γ-FeOOH和Fe3O4,其中A1和A2钢内锈层腐蚀产物中α-FeOOH比例增大,其α/γ-FeOOH比值约为Q235的10倍,腐蚀产物保护性更优。     

流动3.5%NaCl溶液中Cr对低合金钢锈层还原行为的影响

利用电化学极化曲线、EPMA、XRD以及XPS等方法,研究了3.5%(质量分数)NaCl流动溶液中碳钢及含Cr钢锈层的还原行为。试验结果表明,含Cr钢的腐蚀失重小于碳钢。随着腐蚀的进行,试验钢锈层中Fe~(3+)参与了阴极还原反应。Cr元素以Cr~(3+)的形式富集于试验钢内锈层中,提高了腐蚀过程中试验钢的自腐蚀电位,抑制了锈层中Fe~(3+)的还原,使内锈层中Fe_3O_4含量降低,降低了由于锈层还原造成的基体腐蚀。并且,锈层还原作用受到抑制降低了锈层的导电性,使锈层还原O_2的能力降低,进一步降低了基体的腐蚀。所以,在流动3.5%NaCl溶液中,Cr元素主要通过抑制电化学阴极反应改善试验钢的耐蚀性。     

热力学分析MnS夹杂物析出与控制

 为了深入研究与控制重轨钢中大尺寸MnS夹杂物,针对目前热力学计算MnS析出行为问题,提出在应用时需要根据实际条件做相应的选择进行计算。在比较了目前几个常用的热力学数据后,基于U75V钢中MnS夹杂物形成过程,建立了适合计算MnS夹杂物析出的分段计算方法。研究表明,采用FactSage 6.4商业软件计算MnS析出温度为1 631 K,与平衡热力学参数计算的结果1 694 K相差63 K。该方法可准确预测MnS的析出行为,降低了热力学分析MnS析出的难度。在1 473、1 573 和1 673 K 3个温度下固溶硫质量分数分别为0.000 67%、0.001 67%和0.010 8%。在铸坯轧制之前的开坯和保温温度为1 563 K时,需要将钢中硫质量分数降低到0.001 67%以下,才能有效控制大尺寸的MnS夹杂物。     

氮含量对钒微合金钢粗晶热影响区组织和韧性的影响

采用焊接热模拟的方法,研究了氮含量对实验钢焊接粗晶热影响区(CGHAZ)显微组织和韧性的影响规律。结果表明:随着氮含量的增加,CGHAZ的组织从晶界铁素体、贝氏体和侧板条铁素体转变成针状铁素体、多边形铁素体和少量的贝氏体,且铁素体晶粒细化;CGHAZ韧脆转变温度(FATT₅₀)先降低后升高,屈服强度升高。氮含量从0.004 4%增加到0.009 4%时,有效晶粒尺寸减小,导致CGHAZ的FATT₅₀降低;氮含量从0.009 4%增加到0.019 0%时,CGHAZ中固溶氮、屈服强度增量对FATT₅₀的综合作用大于晶粒的细化作用,导致FATT₅₀升高。      

正火型V-N-Ti和Nb-V-Ti海工钢焊接粗晶热影响组织和韧性研究

用焊接热模拟方法研究了V-N-Ti和Nb-V-Ti微合金化正火型海工钢模拟粗晶热影响区(CGHAZ)组织和韧性的变化规律。结果表明,组织的不同使V-N-Ti设计正火型海工钢的模拟CGHAZ韧性比Nb-V-Ti钢的好。对于V-N-Ti钢,较高的N含量提高了富Ti(Ti, V)(C, N)粒子析出温度和铁素体形核能力,使模拟CGHAZ原始奥氏体晶粒和(取向差角为15°)晶粒细化,并生成能阻止或使解理裂纹的偏转细小多边形铁素体,因此具有良好的低温韧性。而Nb-V-Ti钢模拟CGHAZ原奥氏体晶界上的链状M-A、粗大的原始奥氏体晶粒和有效晶粒尺寸,是模拟CGHAZ韧性差的原因。