Modification of the Structure of Low-Carbon Pipe Steel by Helical Rolling,and the Increase in Its Strength and Cold Resistance

The paper reports the investigation results on the microstructure and mechanical properties of low-carbon pipe steel after helical rolling. The processing of the steel leads to the refinement of ferritic grains from 12 (for the coarse-grained state) to 5 μm, to the strengthening of ferrite by carbide particles, a decrease in the total fraction of perlite grains, a more uniform alternation of ferrite and perlite, and the formation of regions with bainitic structure. The mechanical properties of the steel have been determined in the conditions of static and dynamic loading in the range of test temperatures from +20 to–70°С. As a result of processing, the ultimate tensile strength increases (from 650 to 770 MPa at a rolling temperature from 920°С) and the viscoplastic properties at negative temperatures are improved significantly. The ductile–brittle transition temperature of the rolled steel decreases from–32 to–55°С and the impact toughness at the test temperature–40°С increases eight times compared to the initial state of the steel.     

热处理对不同碳含量3.5Ni钢力学性能和低温韧性的影响

利用光学显微镜及SEM进行组织观察,通过拉伸和低温冲击试验研究了热处理对两种不同碳含量3.5Ni钢的力学性能和低温韧性的影响。两种3.5Ni钢热轧板分别经860 ℃×1 h空冷的正火处理和860 ℃×1 h水淬+(580, 610, 640)×1 h回火的调质处理。结果表明:含碳量较高的3.5Ni钢热轧态强度低塑性高,但－100 ℃冲击吸收能量低,经正火处理后试验钢的整体性能降低,而调质处理后强度和低温冲击吸收能量均明显提升,塑性略有降低;含碳量较低的3.5Ni钢热轧态已经具有优异的拉伸性能和低温冲击性能,经热处理后拉伸性能和低温韧性没有得到明显提升。     

高温停留时间对X80管线钢焊缝粗晶区组织与性能的影响

利用Gleeble-3500热模拟机、组织分析、力学测试、扫描电镜等方法研究了高温停留时间对X80管线钢焊缝热影响粗晶区(Coarse-grained heat-affected zone,CGHAZ)组织性能的影响。研究结果表明,X80管线钢热影响区粗晶区的组织主要由粒状贝氏体、贝氏体铁素体以及M/A组元组成。随着高温停留时间的增加,碳氮原子扩散速度增加,成分更加趋于均匀化,粒状贝氏体和贝氏体铁素体交错分布程度增加,M/A岛状组织以及碳氮化合物分布更加弥散,粗晶区韧性值逐渐增加,当高温停留时间为18 s时,粗晶区冲击性能最佳,-10 ℃的冲击吸收能量为288 J,硬度值适中,为270 HV0.3。当高温停留时间大于18 s时,粗晶区冲击吸收能量有所下降,硬度值增大。高温停留时间为8 s时,粗晶区韧性最低,冲击吸收能量仅为49 J,硬度值最高,为283 HV0.3。     

Strength and impact toughness of low-carbon steel with fibrous ultrafine-grained structure

The effect of severe warm rolling on the structure and mechanical characteristics of the 12GBA low-carbon steel has been studied. A fibrous ultrafine-grained structure has been formed; the average transverse size of structural elements was 0.5 μm and the length of fibers in the longitudinal section was 20–25 μm. An analysis of this ultrafine-grained structure in transverse and longitudinal sections was carried out using the method of electron backscatter diffraction. It has been shown that the formation of the fibrous structure results in a twofold increase in the strength of the steel in comparison with the original coarse-grained state, with retaining satisfactory ductility. The additional annealing of the steel leads to a slight decrease in its strength characteristics, but results in the complete restoration of its ductile characteristics to the values typical of the coarse-grained state. Impact tests at negative temperatures have shown that, after rolling, the cold-brittleness threshold shifts toward a lower temperature range (from ?30 to ?60°C) in comparison with the coarse-grained state. It has been found that the formation of the ultrafine-grained state leads to a decrease in the cold-brittleness threshold of the 12GBA steel, as well as to an increase in its impact toughness in the low-temperature range and in the contribution of the crack-propagation work to the total work of fracture of a specimen.     

焊接线能量对高强钢焊接接头组织性能的影响

采用1.3、1.6、1.9 kJ/mm 3种不同线能量对960QT钢进行焊接，研究了线能量对960QT钢焊接接头组织和性能的影响。研究表明，随着线能量的增加，焊接接头强度下降，但塑性提高，焊缝冲击韧性变化不大，热影响区冲击韧性先降低后增大，热影响区冲击韧性均高于焊缝。对3种线能量下960QT高强钢的焊接接头进行金相分析，发现焊缝组织主要为针状铁素体和粒状贝氏体。随着线能量的增加，针状铁素体发生粗化，数量相对减少，粒状贝氏体数量增多。焊接接头热影响区的金相组织主要为板条M/B和粒状贝氏体。随着焊接线能量的增大，冷却速率减小，粒状贝氏体组织数量相对增加，而板条贝氏体组织的数量逐渐减少。     

焊接线能量对高强钢焊接接头组织性能的影响

采用1.3、1.6、1.9 kJ/mm 3种不同线能量对960QT钢进行焊接,研究了线能量对960QT钢焊接接头组织和性能的影响。研究表明,随着线能量的增加,焊接接头强度下降,但塑性提高,焊缝冲击韧性变化不大,热影响区冲击韧性先降低后增大,热影响区冲击韧性均高于焊缝。对3种线能量下960QT高强钢的焊接接头进行金相分析,发现焊缝组织主要为针状铁素体和粒状贝氏体。随着线能量的增加,针状铁素体发生粗化,数量相对减少,粒状贝氏体数量增多。焊接接头热影响区的金相组织主要为板条M/B和粒状贝氏体。随着焊接线能量的增大,冷却速率减小,粒状贝氏体组织数量相对增加,而板条贝氏体组织的数量逐渐减少。     

核电用不锈钢双钨极氩弧焊接头组织与性能

针对核电站乏燃料不锈钢水池6 mm厚的304L不锈钢板材,采用高效双钨极氩弧焊工艺焊接试板,对双钨极氩弧焊接头进行拉伸性能、冲击性能、弯曲性能、硬度、金相组织、铁素体含量、抗晶间腐蚀性能及粗晶区晶粒度评级等试验研究. 结果表明,采用双钨极氩弧焊焊接核级304L不锈钢材料,焊接接头综合性能良好;双热源的工艺虽然增加了热量,但金相组织仍为奥氏体和少量铁素体的典型形貌,铁素体含量在5% ~ 12%范围内,同时焊接接头粗晶区未发现明显的粗化现象,具备一定的抗热裂性能且保持了良好的塑韧性;晶间腐蚀试验未发现接头有敏化现象,表明该焊接接头耐腐蚀性能优良. 综上试验说明核电站不锈钢水池双钨极氩弧焊接头综合性能可靠.     

焊接热循环对09MnNiDR钢热影响区低温韧性的影响

利用Gleeble-3800研究了焊接热循环对09MnNiDR钢焊接热影响区粗晶区（CGHAZ）和中间临界再热粗晶区(IRCGHAZ)低温韧性的影响. 结果表明,热输入为15 kJ/cm、层间温度为150 ℃时,CGHAZ组织形态为板条状马氏体+下贝氏体,下贝氏体的存在限制了马氏体的生长,提高了低温韧性,而IRCGHAZ继续保持了CGHAZ的组织. ?70 ℃冲击试验中,IRCGHAZ相比于CGHAZ具有较好的低温冲击韧性,热输入为15 kJ/cm、层间温度为150 ℃时,冲击吸收能量最高为65 J. 根据热模拟结果,采用焊接热输入15 ~ 22 J/cm、层间温度为150 ℃的工艺参数对09MnNiDR钢进行焊接,?70 ℃冲击试验中热影响区冲击吸收能量值为101 J,冲击断口存在大量的等轴韧窝,具有较好的低温韧性;?70 ℃拉伸试验屈服强度为477 MPa、抗拉强度607 MPa、断后伸长率为28.5%,表现出较好的强度和塑性;硬度试验结果表明母材、焊缝和热影响区硬度依次增大,且没有软化现象.     

低倍缺陷对38CrSi钢力学性能的影响

用酸蚀方法研究38CrSi钢的低倍缺陷与力学性能的关系。结果表明,低倍缺陷对钢的强度和塑性影响不大,而它对钢的冲击性能有明显作用,这种作用与钢中非金属夹杂物含量有关,夹杂物含量越高,钢的冲击韧性越低,通过电镜分析认为是α-MnS夹杂物。     

FATIGUE PROPERTIES OF META-BAINITE IN STEEL 40CrMnSiMoVA

The microstructure,strength,toughness and fatigue properties of an ultra-high strength steel40CrMnSiMoVA have been investigated.The so-called meta-bainite,composed of thin re-tained austenite films within or between the bainitic ferrite lathes was found in the steel afterisothermally quenched at 300℃ for 1h.In comparison with the martensite structure obtainedby isothermally quenching in martensite range,the meta-bainite has more excellent strengthand plasticity,lower notch sensitivity,stronger strain harden ability,higher fatigue strength,longer strain or impact fatigue life,slower crack propagation rate and more remarkableoverload effect on increasing fatigue life.     

X80管线钢埋弧焊接头性能分析

从焊接性和焊接接头使用性能两个方面入手，结合焊接接头的硬度、拉伸和冲击韧度的测试，对X80管线钢的焊接性能进行了试验分析：结果表明，焊接热影响区的性能发生了较大变化，其中粗晶区出现硬化脆化现象，并导致韧度下降，而不完全重结晶区和回火区则存在一个软化区。通过组织分析，对焊接热影响区的组织状态对焊接接头力学性能的影响进行了讨论。     

回火工艺对1Cr12Ni3MoVN钢组织和性能的影响

通过显微组织分析、室温拉伸试验、冲击试验、硬度试验,研究不同回火制度下1Cr12Ni3MoVN钢的显微组织与力学性能。结果表明,随着回火温度的增加,1Cr12Ni3MoVN钢析出相数量不断增加,对材料的强度、冲击性能具有增强效果;碳化物聚集长大,基体组织逐渐由马氏体向回火索氏体转变,杂质元素在晶界处偏聚而降低了材料的断裂抗性,冲击韧性降低,回火温度应取较低温度;随565 ℃回火时间的延长,1Cr12Ni3MoVN钢抗拉强度、屈服强度、硬度下降,塑性变化不大,冲击吸收能量略有增加,回火保温时间不宜过长;随回火冷却速度的降低,1Cr12Ni3MoVN钢强度先升后降,塑性变化不大,冲击吸收能量显著下降,硬度变化不大,建议以空冷方式进行回火冷却。最佳的回火热处理工艺为565 ℃保温2 h,空冷。     

贝氏体含量对F/B双相管线钢力学性能的影响

采用700、720、740、760℃临界区热处理的方法,依次获得了4种不同贝氏体体积分数(16％、28％、41％、48％)的铁素体/贝氏体(F/B)双相管线钢.利用SEM、TEM及力学性能测试手段,研究了贝氏体含量对管线钢的强度、塑性和韧性的综合影响规律.结果表明,相比原始组织,F/B双相管线钢具有较低的屈服强度和相当...     

Ni对30CrMnSi2钢组织及力学性能的影响

对不同Ni含量的30CrMnSi2钢低温回火后的组织与性能进行了研究。结果表明,试验钢组织由板条状回火马氏体和M/A岛组成;随着Ni含量的增加,M/A岛明显细化,M/A组织由岛状转变为细长条。冲击断口均为韧性断裂,随Ni含量增加,断口的韧性区域面积增大,等轴韧窝加深,韧窝数量增多,冲击吸收能量增加,Ni含量大于1.0%时,冲击吸收能量的增加趋势减弱。1.0%Ni试验钢的强度最大,韧塑性较好,综合性能最佳。     

终轧温度对Cu合金化Fe-18Mn-0.6C TWIP钢微观组织和力学性能的影响

采用XRD、光学显微镜、扫描电镜、拉伸试验机和冲击试验机等研究了终轧温度(900 ℃和1000 ℃)对Cu合金化Fe-18Mn-0.6C TWIP钢微观组织和力学性能的影响。结果表明,低温终轧会明显提高TWIP钢的强度,但会使伸长率和强塑积降低;高温终轧更有利于提高TWIP钢塑性和室温冲击性能。高温终轧时可获得较大尺寸的奥氏体晶粒,降低孪生所需的临界应力,具有更高的应变强化能力,拉伸断口和冲击断口的韧窝更大更深,表现出优异的塑性和韧性。     

Q345E钢锻件的力学性能研究

直径220 mm、长约5 m的Q345E钢锻件,除要求常温强度和塑性性能外,还要求较高的低温冲击韧度。该锻件经调质处理后,低温冲击性能达不到要求。后来对该锻件采用合理的装炉方式并进行雾冷正火处理,结果其综合力学性能达到了要求。     

热处理工艺对ER7车轮钢力学性能的影响

ER7车轮钢经不同工艺热处理后,可获得珠光体片层间距以及铁素体含量不同的显微组织,并对不同工艺处理试样的拉伸性能及-20℃冲击性能进行了测试.结果表明,随冷却速度的增大,车轮钢铁素体含量增加,珠光体片间距和珠光体球团尺寸减小.增大冷却速率,会使车轮钢的屈服强度、抗拉强度、伸长率和断面收缩率都随之增加.随着珠光体片间距和...     

表面强化材料的韧性对疲劳性能及断裂性质的影响

对45钢正火态软氮化处理前后的旋转弯曲疲劳性能及其断口进行了定量和电镜分析。从断裂力学观点分析了疲劳最后断裂性质。结果表明:疲劳最后断裂性质取决于材料的强度和韧性。同时,冲击疲劳试验表明:软氮化处理使冲击疲劳性能劣化,这是因表面硬化层约束了柔软心部,使整体材料的韧性变差的结果。因此,表面硬化处理时,在保证设计要求的条件下,尽量减少层深,以保证材料有适应的韧塑性。     

固溶工艺对Ti12LC合金组织性能的影响

Ti12LC合金是西北有色金属研究院研制的一种低成本钛合金,用于取代TC11合金进行推广应用。本文对420mm Ti12LC合金铸锭进行常规锻造,得到等轴组织的170mm Ti12LC合金棒材。采用单重固溶＋时效、双重固溶＋时效两种不同的工艺对Ti12LC合金进行热处理,分析不同固溶工艺对Ti12LC合金显微组织及室温拉伸、室温冲击性能的影响。研究表明,在相同的固溶冷却速率下,增加单重固溶温度,初生等轴α相含量减少,合金强度增加、塑性减小、冲击韧性减小。单重固溶＋时效热处理后合金冲击韧性低、强韧性匹配差。与单重低温固溶＋时效相比,合金经高温预固溶慢冷＋低温固溶处理后,初生α相尺寸及相含量变化不明显,但可以获得更大尺寸的次生α相,合金的塑性稍有降低、强度增加、冲击韧性改善明显,综合力学性能匹配良好。     

Si、Mn复相耐磨铸钢复相热处理组织与性能研究

测定了以Ｓｉ、Ｍｎ为主合金化元素的耐铸钢的ＴＴＴ曲线,曲线存在明显的海湾,贝氏体转变区域较宽;根据ＴＴＴ曲线,研究分析了这种耐磨铸钢在不同工艺条件下等温淬火复相热处理后组织、性能;结果表明,等温淬火复相蝗所得 组织为板条状贝氏体铁素体和奥氏体、贝氏体铁素体间距随等温的升高而变宽,奥氏体量增我,其强度,硬度下降,塑韧性提高。