铁素体基Ti-Mo高强钢连续冷却相变及组织性能

摘要：为了深入了解铁素体基Ti-Mo高强钢在连续冷却相变过程中组织及硬度的变化及其原因，通过热膨胀法、金相及硬度等实验研究了Ti-Mo微合金钢在连续冷却条件下组织及性能的变化，探讨了冷却速率对组织、硬度及相变行为的影响机理，揭示了（Ti，Mo）C在奥氏体和铁素体中Ti/Mo原子比变化的原因。结果表明，随着冷却速率由0.06℃/s增加至17.9℃/s，组织依次为多边形铁素体+珠光体→多边形铁素体+粒状贝氏体→粒状贝氏体，硬度由144HV逐渐增大至228HV。当冷速由0.14℃/s增大至0.90℃/s时，组织中多边形铁素体比例不断增大，珠光体比例不断降低，硬度的提高主要来自于铁素体晶粒尺寸的细化及纳米级（Ti，Mo）C粒子的增多；当冷速由1.79℃/s增大至17.9℃/s时，组织中多边形铁素体比例不断降低，贝氏体比例不断提高，硬度的提高主要是由于贝氏体组织的细化及其比例的增加。（Ti，Mo）C粒子主要有2类：一类是奥氏体中析出的10～20nm的粒子，Ti原子数分数约为88%，另一类是铁素体中析出的小于10nm的粒子，Ti原子数分数约为68%，EDS测量结果与计算结果大致相当。     

碳化钒析出对X80管线钢焊接热影响区韧性的影响

通过Gleeble-3500热模拟机对钒(V)含量分别为0.06%和0.02%的X80管线钢进行了峰值温度为1350℃和750℃的焊接热模拟试验,利用硬度计和光学显微镜(OM)分别分析了焊接热模拟试样硬度和试样中马氏体-奥氏体岛状组织(M-A)的数量、尺寸和形貌。利用透射电镜(TEM)对母材、粗晶区和部分相变区中粒子析出进行了表征。结果表明,与0.02%含V量X80管线钢相比,0.06%含V量的X80管线钢由于V含量较高,在受到多道次焊接热循环影响时,部分相变区有较大量碳化钒(VC)粒子析出,明显阻碍位错运动,使其强度明显提高的同时脆性增大、塑性变形难以进行,导致其焊接热影响区韧性下降。     

一种Cr系耐候钢表面锈层稳定剂的研发

以硫酸铬作为促进剂,以聚乙烯醇缩丁醛酯作为成膜剂,制备了一种耐候钢表面锈层稳定剂。通过周期浸润腐蚀试验和电化学测试,研究了该稳定剂对耐候钢表面锈层结构、成分和耐蚀性的影响。结果表明：锈层稳定剂可避免锈液流挂现象,降低耐候钢的腐蚀速率,促使Cr元素在内锈层与基体结合处发生聚集,细化锈层晶粒,增大了锈层电阻,提高了耐候钢的耐蚀性。     

超低碳马氏体的EBSD结构表征

通过EBSD等实验手段研究了超低碳马氏体钢的结构特征及奥氏体形变对其结构和性能的影响。结果表明,超低碳马氏体具有多尺度结构,从大到小依次为原始奥氏体晶粒→板条束→板条块→亚板条块→板条;奥氏体无变形时,超低碳马氏体的板条块宽度大于传统低碳马氏体,导致其强度增量较低;奥氏体形变能够明显细化超低碳马氏体板条块,从而提高其强度。     

系泊链用10CrNi5MoV钢的力学及耐腐蚀性能

通过静态全浸腐蚀试验研究了人工海水条件下10CrNi5MoV钢的耐腐蚀性能并与传统R3级钢进行了对比,通过慢应变速率拉伸试验对比研究了系泊链用10CrNi5MoV钢在不同回火温度热处理后的应力腐蚀断裂敏感性。结果表明:10CrNi5MoV钢在640~660℃回火热处理具有低的应力腐蚀断裂敏感性,且常规力学性能较好;随回火温度进一步升高,组织中出现大量的MA(马氏体-奥氏体)岛,断口的韧窝由等轴韧窝变为剪切韧窝,应力腐蚀断裂敏感性较高。10CrNi5MoV钢常规力学性能以及在人工海水中的耐蚀性都优于R3级钢。     

卷取温度对51CrV4钢模拟热轧显微组织和力学性能的影响

利用OM、SEM、EBSD及TEM等技术研究了卷取温度对51CrV4钢组织和硬度的影响,探讨并分析了不同卷取温度下组织和硬度变化的原因。结果表明,随着卷取温度由600 ℃升高至720 ℃,试验钢的硬度先逐渐降低,690 ℃以上变化不大;先共析铁素体的体积分数由0.33%增大至5.9%,铁素体晶粒尺寸逐渐增大;珠光体平均片层间距由93 nm增大到177 nm。卷取温度由630 ℃升高至720 ℃,(V, Cr)C析出相的平均尺寸由8.3 nm增大至9.7 nm,体积分数由0.247%递减至0.176%。珠光体片层间距是影响试验钢不同卷取温度强度/硬度变化的最主要因素,铁素体晶粒尺寸和纳米(V, Cr)C析出相的影响次之。     

奥氏体化温度对51CrV4钢组织及疲劳性能的影响北大核心CSCD

利用拉-拉疲劳试验方法对比研究了51CrV4钢不同奥氏体化温度下试样的疲劳性能,并采用扫描电镜(SEM)对其微观组织变化和疲劳断口进行了分析。结果表明,当奥氏体化温度由850℃升高至900℃后,疲劳强度由840 MPa增加到883 MPa,疲劳断口表面二次裂纹数量增多,且主裂纹扩展路径更曲折,裂纹扩展速率降低。且随着奥氏体化温度的升高,组织中合金渗碳体得到细化,部分碳和合金元素从大尺寸合金渗碳体中回溶到基体中,增加了固溶强化,强度和硬度分别增加约32 MPa和20HV。通过分析发现,合金渗碳体细化及碳和合金元素的回溶是疲劳性能改善的主要因素。     

TiC和VC在低碳马氏体钢回火中的析出和粗化

 利用维氏硬度计、OM、TEM对在600 ℃回火不同时间后的钛、钒微合金化马氏体钢的维氏硬度、微观组织及钢中析出相随回火时间的演变进行了研究,并采用现有计算方法对马氏体钢中析出相的析出动力学进行了计算。结果表明：两钢在600 ℃回火,随回火时间的增加,其硬度变化均呈现先下降后升高再下降的规律,且在回火1 h后,两钢出现峰值硬度,且回火过程中钛钢的硬度均大于钒钢。分析认为,前期硬度下降是由于位错密度的降低所致,而当MC相析出时起到沉淀强化作用,引起硬度上升并出现峰值,而回火时间更长时,由于MC相粗化及基体回复导致硬度再次下降。钛钢中由于析出相粒子析出动力学比钒钢的快,而其粗化速率却低于钒钢中析出相,因此钛钢在回火过程中沉淀强化效果及对基体回复抑制的作用更为明显,故而其回火时比钒钢的硬度高。     

罩式退火铌微合金化汽车钢的强化机理

 通过比较相同冷轧与罩式退火工艺下Mn-Si系和铌微合金化2种汽车用低合金高强钢的显微组织与力学性能,研究微量铌在冷轧罩式退火低合金高强钢中的强化机理。利用OM、SEM、TEM和拉伸试验机分别对2种钢的显微组织与力学性能进行了表征。对比分析表明：相对热轧板来说,2种钢冷轧退火板的铁素体晶粒和第二相析出物的尺寸都有所长大,导致了强度降低。相对Mn-Si钢而言,铌微合金化钢热轧板和冷轧退火板中的铁素体晶粒和第二相析出物尺寸更细小,细小第二相析出物的数量也更多,在相同的伸长率水平下明显提高了强度。冷轧罩式退火板的强化机理分析表明,铌微合金化低合金高强钢的主要强化方式是细晶强化和NbC的沉淀强化;研究认为添加质量分数为0.025%的铌时细晶强化更强烈。     

V含量对Ti-V复合微合金钢组织和力学性能的影响

利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、电子背散射衍射(EBSD)及物理化学相分析法等技术研究了V含量对Ti-V复合微合金钢在不同卷取温度下组织和力学性能的影响。结果表明,两种Ti-V复合微合金钢在500~650℃卷取时,组织均由多边形铁素体和珠光体组成,增加V含量会抑制珠光体的形成;500~650℃区间卷取时,增加V含量使均匀延伸率和总延伸率有一定程度降低,而抗拉强度和屈服强度显著提高,卷取温度对均匀延伸率和总延伸率的影响不大,在600℃卷取时,两种实验钢的综合力学性能均达到最佳;V含量的增加使得在600℃卷取时尺寸小于10 nm的(Ti, V)C粒子数量显著增加,高钒钢的析出强化增量σ_p在183 MPa左右,其强化机制主要为沉淀强化和细晶强化,V含量是影响Ti-V复合微合金钢的沉淀强化增量和屈服强度的主要因素。