微观组织演变对超高强耐磨钢板力学性能的影响

对一种含Nb中碳合金钢进行了两阶段控制轧制和随后的水冷-过冷奥氏体低温弛豫-空冷控制冷却处理(TMCP),之后加热至900℃保温30 min水淬,再对淬火态的实验钢进行200~400℃温度区间、40 min的回火处理(QT),结合力学性能测试结果,利用OM,SEM,TEM和XRD对处于不同处理状态的实验钢进行显微组织表征,研究微观组织演变对力学性能的影响.结果表明,TMCP状态的实验钢综合力学性能优于QT态,这得益于TMCP态保留了轧制细化的原始奥氏体组织,使最终组织细化,空冷马氏体相变过程发生缓慢,利于过冷奥氏体的稳定,从而获得残余奥氏体含量较高的室温组织.各状态下实验钢微观组织以板条马氏体为主,同时包含少量相变孪晶.     

Nb对中低碳超级贝氏体钢组织与性能的影响

针对无Nb和0.05wt%Nb两种中低碳钢,研究了Nb对0.25wt%C超级贝氏体钢组织与性能的影响。结果表明,对两种试验钢采用轧后先快冷后缓冷的等温工艺,均可获得贝氏体组织。300 ℃等温8 h,含Nb钢贝氏体含量达到80%,屈服强度提高12% (109 MPa),冲击吸收能量达到52 J。通过Thermal-Calc软件计算并结合TEM观察发现,含Nb钢中Nb元素与Mo等元素形成复杂碳化物,析出的细小碳化物钉扎板条边界,细化贝氏体板条,抑制板条合并与粗化,提高板条的稳定性。等温8 h后,含Nb钢的贝氏体铁素体板条尺寸在150~200 nm之间。利用背散射电子和EBSD分析发现,Nb元素通过促进碳化物的析出,降低过冷奥氏体稳定性,促进贝氏体转变,抑制马氏体转变,细化残留奥氏体,提高了组织的均匀性和稳定性,是性能提高的主要机制。     

热处理工艺对纳米贝氏体钢显微组织的影响

研究了终冷温度和等温时间对中低碳纳米贝氏体钢显微组织演变的影响。结果表明,实验钢采用缓冷至低于Ms0温度后等温工艺,可获得纳米贝氏体钢。随着终冷温度降低,贝氏体增多,残留奥氏体的含量先升高后降低,300℃终冷,组织中未转变奥氏体大量转变为贝氏体,残留奥氏体减少,贝氏体板条最细,可达200~300 nm;300℃等温,随着等温时间增加,碳含量不同的未转变奥氏体,在低于实验钢Ms0温度高于未转变奥氏体Ms'温度时,相继发生贝氏体转变,组织中贝氏体的含量不断升高,等温5 h后,贝氏体含量高于75%。     

微观组织对X70管线钢浆料磨损特性的影响

利用湿砂橡胶轮磨损试验机对同成分不同组织的三种管线钢进行了浆料磨损实验,随后对磨损后的试样表面进行扫描电镜观察和三维白光干涉分析,研究组织类型影响耐磨性的原因及磨损的微观机理.结果表明:当磨损机理以微观犁沟和微观疲劳为主时,复相组织中共存的两相硬度差别越大,磨痕的微观变形越不易协调,磨损质量损失越明显;当整体力学性能接近时,粒状贝氏体+针状铁素体的复相组织最为耐磨,粒状贝氏体+多边形铁素体复相组织次之,板条贝氏体+多边形铁素体复相组织耐磨性最差.      

碳、铬、钼元素对X70管线钢显微组织与性能的影响

对X70管线钢的化学成分进行调整,研究了碳、铬、钼元素对该管线钢显微组织、力学性能和耐磨性能的影响。结果表明:不同成分试验钢的显微组织均为针状铁素体+准多边形铁素体+粒状贝氏体,力学性能均满足API SPEC 5L对X70管线钢的要求;适当增加碳元素或铬元素含量均可提高试验钢的抗拉强度和耐磨性能;钼元素对试验钢的抗拉强度没有显著的影响,当钼质量分数由0增至0.22%时,耐磨性能先降后升。     

锰对中锰耐磨钢组织形态及相变的影响

通过DIL805A热分析仪、扫描电子显微镜、电子背散射衍射、透射电子显微镜、力学分析等方法研究Mn对中锰耐磨钢组织形态、相变及力学性能的影响.随着Mn的质量分数以2%的增量从3%提高到9%,室温奥氏体含量逐渐增多,抗拉强度及硬度逐渐降低,抗拉强度和室温奥氏体体积分数都在5%到7%时变化明显,马氏体与奥氏体的位向关系发生改变,马氏体形态类型逐渐由亚结构以位错为主的板条状α马氏体变化为亚结构以位错、相变内孪晶和层错为主的束状细片α马氏体和细片状ε马氏体.      

含Nb无碳化物贝氏体/马氏体钢的组织与性能

研究了TMCP和回火工艺参数对含Nb无碳化物贝氏体/马氏体钢组织与力学性能的影响。结果表明,轧后空冷可获得超高强无碳化物贝氏体/马氏体复相钢,屈服强度高于1000 MP、抗拉强度高于1800 MP;贝氏体含量略高,钢的回火稳定性较好。空冷有利于微合金元素Nb第二相粒子析出,发挥细晶强化作用,提高钢的强韧性。回火过程中,随着回火温度的升高,抗拉强度逐渐降低,冲击性能呈现“W”型变化趋势。350~400 ℃回火时,强韧性最优,450 ℃回火时,发生回火脆性。