NM400高强度低合金耐磨钢的组织与性能

采用Ti-Cr-B微合金化成分设计、奥氏体再结晶区直接轧制及淬火加低温回火的热处理工艺,开发出低成本的NM400级别高强度、高韧性的低合金耐磨钢板.利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)等对其组织、性能、断口形貌及析出物进行了研究.结果表明:试验钢的组织主要为高密度位错板条马氏体及分布在板条上的碳化物;抗拉强度≥1400 MPa,表面硬度≥HV450,-40℃冲击功在60 J以上;钢板淬透性好,厚度方向硬度分布均匀;除固溶强化和细晶强化外,马氏体板条上的大量位错以及10 nm左右的Ti(C,N)析出颗粒起到强烈的硬化作用;经能谱分析,断口韧窝处存在的第二相粒子主要为MnS和Al2O3颗粒,最大尺寸在2 μm左右.     

Q345qE桥梁钢冲击性能不合原因分析及改进

针对Q345qE出现冲击性能不合格的问题，对冲击性能不合板坯进行了表面质量检测、显微组织与冲击断口形貌观察，同时也进行了金相检验以及EDS成分分析。经综合分析可知，此次造成Q345qE桥梁钢冲击性能不合主要是由局部Mn元素偏析所导致的钢质不均匀，以及沿钢板轧制方向存在较多2.5-3级左右且不连续分布的MnS的A类夹杂所致。     

镁-钢无匙孔搅拌摩擦点焊接头机械连接状态分析

采用无匙孔搅拌摩擦焊对DP600镀锌钢和AZ31镁合金进行点焊搭接试验,利用扫描电镜观察其微观组织,分析拉伸断口推断其断裂过程.结果表明:镁-钢接头成形受转速与轴肩下压量影响敏感,可施焊工艺参数窗口小;在最优工艺参数下,接头成形良好,镁和钢相互嵌入锁合充分明显,具有典型"机械连接"特征;接头宏观形貌上,镁和钢分别呈多钩状互相嵌入对方并呈涡流状缠绕在一起;微观形貌上,由于搅拌针直接穿过钢板,钢侧搅拌针作用部分区域被撕裂与搅碎,镁、钢层叠交错分布,流向性明显,并存在少量由于镁蒸发造成的微观孔洞;拉断试验中,镁、钢分离起始于搅拌区外围不存在机械连接作用的区域,直至裂纹扩展至焊核区镁、钢互相缠绕部分钢的裂纹处,沿裂纹发生撕裂将钢板从镁板上剥离,断后在钢板的搅拌区域形成较大孔洞;接头横截面显微硬度显示,无论镁层钢层,其硬度分布均呈"W"型,符合普遍搅拌摩擦焊接头硬度分布特征.     

影响S460M钢板韧性的因素分析

根据韶钢生产S460M钢板的冲击功分布情况,分析了典型冲击功不合格试样的断口形貌及微观组织。结果表明:由于成分设计及生产工艺制定不合理,导致钢板中心偏析严重,厚度方向晶粒差异较大,越往中心晶粒越粗大。晶粒粗大且分布不均匀致使晶间结合力减弱,裂纹扩展阻力变小,最终导致钢板韧性变差。     

80mm厚高韧性工程机械用Q460级TMCP钢的研制

采用低碳Cr-Mo系添加微量强碳化物形成元素的成分设计,通过TMCP工艺控制,获得均匀铁素体/贝氏体组织,充分发挥析出强化、细晶强化和贝氏体组织强化作用,研制80 mm厚高韧性工程机械用Q460钢。试制钢板力学性能均匀,不仅具有良好的拉伸力学性能,且低温冲击韧性优良,-60℃冲击功大于180 J,冲击断口呈明显塑性变形;SEM分析表明,断口微观形貌韧窝特征明显,面积约为55%,韧窝内圆形氧化物夹杂细小;钢板厚度方向铁素体/贝氏体组织均匀,晶粒尺寸约为8～10μm;TEM分析表明,晶内存在高密度位错,大量细小弥散的第二相粒子沿位错线析出。     

预硬型塑料模具钢4140的研制开发

在研制开发预硬型塑料模具钢4140过程中,以P20钢成分为依据设计了Cr-Mo和Cr-Mo-V两种成分体系,并根据现场实际情况制定了TMCP+回火工艺方案。Cr-Mo成分体系钢板硬度分布极不均匀,心部硬度在热处理前低于HRC28,不符合技术要求;Cr-Mo-V成分体系钢板平均硬度为HRC28～32,同板硬度差≤HRC2,组织为回火贝氏体。     

添加元素Cu、Mo对镍基合金喷焊层组织和性能的影响

选择两种(Ni-A、Ni-B)成分不同的Ni基合金粉末,在STB A22钢基体上用火焰喷焊技术制备两种喷焊层.XRD和SEM背散射电子实验结果表明,喷焊层内的基体都是Ni和Ni₃Fe相,其中Ni-A的基体中含有少量Cu.在Ni-A、Ni-B的喷焊层内分布有大量富Cr硬质第二相,在Ni-A的喷焊层中,该相有两种形态,且含有较多Mo元素.在Ni-B的喷焊层中,第二相分布均匀,且无Mo元素.高温硬度实验表明,由于喷焊层中形成了富Cr硬质第二相,Ni-A、Ni-B喷焊层的硬度较高,而由于Ni-A第二相中含有较多Mo元素,Ni-A的高温硬度比Ni-B高,两种喷焊层的高温硬度均比基材常温时高70%以上.     

铸坯取样位置对经济型双相不锈钢2101热塑性的影响

为了解大型铸锭在轧制过程中产生边裂的原因,通过对比铸坯中部和边部的成分、不同温度下相比例、两相硬度差等的变化规律,利用光学显微镜,扫描电子显微镜和电子背散射衍射观察分析试验钢的微观组织和断口形貌,分析了边部容易开裂的原因.结果表明,和中部相比,边部晶粒细小,且铁素体含量较多,但边部开裂更严重.这说明晶粒尺寸和相比例并不是影响使边部开裂严重的主要原因.而和中部比,铸锭边部试样两相硬度差较大,使两相在热变形过程中应变分配不均匀,容易在相界处产生应力集中,导致开裂.同时边部析出物较中部多,相界析出物的产生破坏了基体的连续性,容易在相界处产生显微裂纹,导致开裂.     

钢中非金属夹杂物对显微组织的影响

使用金相法对碳素结构钢Q235B钢板的拉伸试样非正常断口进行分析,研究了钢中夹杂物类型和形态以及钢的显微组织。结果表明,Q235B钢板拉伸试样非正常断口及附近部位夹杂物严重,且存在粗大的带状组织,带状铁素体中有明显的非金属夹杂物。粗大带状组织的形成原因是由于铁素体以非金属夹杂物为结晶核心并沿着非金属夹杂物的变形方向生长而形成的。     

热处理工艺对316H不锈钢中厚板力学性能影响研究

采用扫描电镜对316H钢中厚板冲击、拉伸试样断口进行观察,结果表明,冲击不合和屈服强度较低试样断口形貌均为脆性断裂,因断口上有大量富铬钼的σ相,严重影响了钢的塑性、韧性。分析了钢板在轧制及热处理过程中可能出现σ相的环节,对钢板热轧后的冷却速率,钢板固溶过程中的加热速度、保温温度、保温时间进行了一系列调整,调整工艺后生产的316H不锈钢中板厚度方向不再析出σ相,各个位置力学性能满足要求。     

塑料模具钢1.2311连铸坯成形厚板的生产工艺研究

针对南钢由连铸坯成形塑料模具钢1.2311厚板的生产工艺、显微组织和夹杂物进行研究分析,结果表明:钢中的夹杂物以含量较低的非金属夹杂物为主;显微组织为回火贝氏体,组织均匀、致密,厚度方向的硬度均匀性良好。此外,回火工艺影响研究证明:回火温度升高或回火时间延长均会导致钢板硬度下降,回火时间对硬度的影响弱于回火温度。     

耐磨钢NM600组织和硬度均匀性对耐磨性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜和激光共聚焦显微镜等检测手段,研究耐磨钢NM600组织和硬度均匀性及其对耐磨性能的影响。结果表明：耐磨钢NM600的组织为高碳马氏体,钢板厚度截面硬度范围为593HV～665HV,具备良好的耐磨粒磨损性能。与瑞典SSAB公司同级别、同厚度HARDOX600钢板对比,耐磨钢NM600钢板厚度截面硬度均值略高,但厚度方向组织与硬度的均匀性相对较差;其松散磨粒磨损性能为HARDOX600钢板的1.13倍,但平行样间磨损失重量的波动较大、磨损面粗糙度较高。     

调质型WQ1150E钢板的研制开发

舞钢公司针对高强钢成分、工艺进行研究,通过添加适量的Nb、V、Ti等微合金元素,采用合理的冶炼、轧制以及热处理工艺,成功研制开发出40 mm厚高强度WQ1150E钢板。钢板显微组织均匀,晶粒度达到8. 5级以上,全厚度方向硬度分布均匀,内部质量良好,并具有优良的低温冲击性能。舞钢公司自检结果与合肥通用机械研究院的检验结果一致,完全满足用户使用要求。     

钛合金TB5板坯脆断原因分析

通过对发生脆性断裂的钛合金TB5试制板坯的化学成分、断口形貌、微观组织进行分析,结果表明板坯化学成分均匀,满足国标要求;断口呈解理及准解理断裂特征,断口有析出相存在,但无夹杂物出现;板坯组织为粗大的等轴晶,晶内有长针片状的析出相,分布均匀且规则.分析显示:板坯发生脆断行为与化学成分无关,导致板坯脆性断裂的原因是板坯晶粒粗大,同时晶粒内析出了粗大的析出相,割裂了β基体,阻碍变形时位错运动,严重降低了板坯的塑性.     

低焊接裂纹敏感性钢07MnNiMoDR的组织性能研究

对低焊接裂纹敏感性钢07MnNiMoDR的调质工艺和组织性能进行了研究.结果表明:实验钢淬火后能够获得铁素体+粒状贝氏体组织,大量的碳化物均匀弥散的分布在铁素体基体和晶界上,随着淬火温度的提高屈服强度提高,钢板厚度方向的组织差异性缩小.经600℃回火后,实验钢的屈服强度获得提高,抗拉强度基本不变,组织转变为碳化物+多边形铁素体,厚度方向上组织均匀性进一步缩小.经930℃淬火600℃回火后,实验钢厚度1/2处低温冲击韧性明显下降,此外经900℃淬火630℃回火后,实验钢厚度1/2处抗拉强度出现了不合格,其最佳的热处理生产工艺为900℃淬火+600℃回火.     

10CrNiCu钢冷弯裂纹分析

10 CrNiCu钢冷弯裂纹有两种:一种宽长,另一种细小.宽长裂纹试样浅表层处出现粗晶区,粗晶内部为长条状或多边形状结构,长板条最长可达50μm.粗晶区硬度比钢板内部细晶区的硬度低42 HV0.1,浅表层与内部组织、性能的差异导致钢板弯曲时开裂.粗晶区原奥氏体晶界上出现了断续呈链状分布的铁素体组织,说明钢板回火时表面温度超高,导致浅表层组织相变,析出铁素体.细小裂纹是由钢板表面残留氧化铁皮引起的.     

厚规格高层建筑用钢性能不合格原因浅析

通过直读光谱仪、金相显微镜、扫描电镜和能谱仪等手段,分别对Q345GJB钢性能不合格试样的化学成分、金相组织、夹杂物级别以及拉伸试样断口形貌进行检测分析,并与性能合格试样进行对比,发现性能不合格Q345GJB钢中含有较多的夹杂物和较严重的带状组织,沿轧制方向分布的大量长条状硫化物夹杂成为裂纹源,带状组织降低了钢板的横向塑性,导致拉伸断口出现分层,造成试样断后延伸率不合格。采取炼钢、轧钢工艺改进措施,改善板材内部质量,最终提高性能合格率。     

不锈钢热压变形组织不均匀性的有限元分析与试验

 采用有限元方法对AISI 304钢经1100℃,0.1,1,10s-1的热压变形过程进行了数值模拟,分析了变形试样上等效应变的分布情况,确定了实际变形条件与试验设定条件之间的关系及合理的组织观察位置,研究了不均匀变形对奥氏体显微组织变化的影响。结果表明：不锈钢热压试样变形与组织不均匀性十分明显,心部的等效应变比实际设定值大40％左右,而端面值小于设定值的1/6,且应变速率对等效应变的分布情况影响不大;1100℃,1s-1,设定真应变为1（工程应变为63.2%）的试验条件下,变形试样心部组织发生完全动态再结晶,变形轴线端面位置组织与未变形组织形貌相似,且试样截面上硬度分布不均匀,沿变形轴线方向,硬度从端面到心部逐渐增大,端面硬度最小值为238HV,心部硬度最大值为251HV。     

预硬型塑料模具钢1.2312生产实践

对沙钢预硬型塑料模具钢1.2312的生产实践过程进行分析总结。结果表明,通过高S、高Mn成分设计并配合洁净钢生产技术,钢中MnS夹杂物短小、分布均匀,钢板切削性能改善;通过控制轧制单道次压下量及轧制温度,钢板表面开裂问题得到解决;通过正火、回火热处理,钢板组织均匀,性能稳定,硬度均在30-34 HRC,完全达到设计和使用要求。     

反应等离子喷涂TiN复相涂层的组织与性能研究

采用工业纯钛粉,利用反应等离子喷涂技术,在45钢表面原位合成TiN复相涂层。利用X射线衍射仪分析了涂层的物相组成,采用扫描电镜观察涂层的组织结构、显微压痕、断口和磨损形貌,采用能谱仪分析压痕微区成分,测试了涂层的显微硬度和耐磨性能。结果表明:复相涂层由TiN、TiN0.3、Ti3O组成;涂层具有典型的层状组织结构,且层与层之间、层与基体之间结合较好;涂层的显微硬度为983~1 254 HV0.1;显微压痕形状清晰、规则,且压痕周围无翘边现象;断口形貌说明涂层具有一定的韧性,为介于陶瓷材料与韧性材料之间的混合断裂机制;涂层在低载荷时耐磨性能最佳。