含铌钢中铌的应变诱导析出行为

借助热模拟试验机、物理化学相分析与透射电镜(TEM)等分析手段研究了含铌钢中铌的应变诱导析出行为,并探讨了应变诱导析出与总析出的关系。结果表明,其他条件不变时,析出相的含量随着变形温度的升高而减少,随着弛豫时间的延长而增加;此外,应变诱导析出并非总析出,若要准确计算和分析应变诱导析出,就必须从总析出中扣除温度变化引起的析出,由此得到的应变诱导析出规律才更为真实。     

中碳铌微合金钢的应变诱导析出行为

通过应力松弛法验证了修正后的DS析出模型,得到了中碳铌微合金钢的应变诱导析出规律,结果表明:修改后的DS模型由于考虑了Si、Mn元素对碳氮化物应变诱导析出的影响,得到的PTT曲线与试验测得的曲线基本吻合,可用于Si、Mn含量较高的铌微合金钢应变诱导析出行为的预测;对于本试验用钢,PTT曲线具有典型的"C"型特征,鼻子温度在900℃左右,并且,随着应变速率的增大,PTT曲线左移,析出孕育期缩短。     

钛微合金化IF钢第二相粒子应变诱导析出行为

 在Gleeble-3500热模拟试验机上,利用应力松弛试验研究了钛微合金化IF钢奥氏体区第二相粒子析出行为。试验结果表明：因第二相粒子析出钉轧位错与晶界,应力松弛曲线呈现出3个阶段的特征。试验钢的析出-时间-温度曲线呈现出典型的“C”曲线形状,最快析出鼻子点温度约为900 ℃,在此温度下,第二相粒子析出开始时间与结束时间分别为10 与160 s;随着等温弛豫时间的延长,第二相粒子析出数量逐渐增加,当弛豫时间超过析出结束时间后,析出物数量将不再增加而尺寸增加。试验用Ti-IF钢主要观察到TiN、Ti4C2S2、TiC 3种析出物,Ti4C2S2与TiC沉淀物的形状和尺寸相差不多,无法从形状和大小上来区分,易于沿奥氏体晶界或亚晶界析出,奥氏体亚晶的尺寸大约分布在0.1～0.4 μm。900 ℃应变诱导析出物数量较800 ℃多,该结果与试验钢PPT曲线析出鼻子点温度900 ℃是相符的。对于Ti-IF钢,其热轧工艺过程应有利于C,N化物的析出和聚集长大,最终形成粗大、稀疏的第二相粒子,因此宜采用“三低一高”快速大压下的热轧工艺制度,以提高Ti-IF钢的深冲性能。     

含铌低碳贝氏体钢再结晶与应变诱导析出研究

利用热模拟技术研究了不同热变形温度条件下双道次变形及不同道次间隙时间等工艺参数对一种铌微合金化低碳贝氏体钢再结晶规律的影响。根据静态再结晶软化率曲线图和双道次热变形后奥氏体晶粒随着间隙时间的晶粒长大趋势,研究了应变诱导析出Nb（C,N）与热变形中奥氏体再结晶的相互作用规律。结果表明,1000—900℃的变形温度内,由于发生应变诱导析出,再结晶过程被延迟,在本试验的道次间隙时间内都为部分再结晶,同时随着变形温度的降低,经过双道次累计应变后,发生完全再结晶,奥氏体晶粒明显细化。     

钛对铌微合金化钢夹杂物析出行为的影响

采用高频真空感应炉在1 550℃的Ar气氛中冶炼不同钛含量的钛、铌微合金化钢并对其进行热处理。分析了钛加入量对钢的成分、组织结构、钢中典型夹杂物及宏观力学性能的影响。研究结果表明:采用Al脱氧后的钛、铌微合金化钢氧含量降低到0.002 0%左右,合金元素的利用率超过80%。钢中的夹杂物主要有球形或近似球形的Al2O3、SiO2、TiOx及其复合夹杂。(Ti,Nb)(C,N)、NbC、TiC夹杂以氧化物夹杂为核心析出。随着钛合金加入量的增加,钢样中的部分夹杂物形貌由球形发展成长方形。经共聚焦激光扫描高温显微镜热处理过的钢样中析出较多细小的(Ti,Nb)(C,N)夹杂物。随着钛含量的增加,热处理后的钢中小于1μm夹杂物数量急剧增加,尺寸大于1μm的夹杂物的数量呈现减少的趋势。高温在线金相组织分析表明:钢中钛加入量增加,高温奥氏体晶粒变小,钢的组织细化,从而钢的宏观硬度增高。     

高强IF钢第二相粒子的应变诱导析出行为

在 Gleeble- 3500型热模拟试验机上,利用应力松弛试验研究了含磷高强IF钢第二相粒子的析出行为。结果表明,微合金元素析出钉扎住了位错与晶界,导致应力松弛曲线呈现出3个阶段的特征。试验用钢的PTT曲线呈现典型的“C”曲线形状,最快析出的鼻子点温度约为850 ℃,在此温度下,第二相粒子析出开始时间与结束时间分别为14和246 s,随着弛豫时间的增加,第二相粒子的析出数量逐渐增多,形貌逐渐粗化,析出粒子为Ti4C2S2 和TiC,主要呈圆形颗粒形貌。由于试验钢种采用磷强化,在析出的第二相粒子中存在棒形和长条形FeTiP,同时由于磷的晶界偏聚,所以FeTiP同样存在晶界析出的规律。     

钢中钛与铌的行为差异性研究

为了获得综合机械性能,高强度钢通常是钢中添加元素Ti和Nb的低合金钢。钢中添加微合金化元素Ti和Nb的目的是形成碳化物、氮化物和碳氮化合物从而细化钢中的晶粒进而提高钢的综合机械性能。但是,通过采用具有夹杂物分析功能的扫描电镜的研究发现,钢中添加元素Ti后,在钢中形成大量含Ti的硫化物,而Nb没有发现为硫化物。在非Ti的硫化物中大量存在Ti,而存在Nb的量比较少。结果使得钢中Ti的有效成分变化大,而Nb的有效成分变化小,即高强度钢中添加Nb的效果优于Ti,产品性能更加稳定。     

铌钒微合金钢中应变诱导析出及强化机理研究

从理论和实验两方面研究了Nb,V微合金钢中析出相的应变诱导析出和粗化动力学。对应变诱导析出相粒子的尺寸分布和在变形后等温过程中粒子尺寸的变化规律作了探讨,得到了微合金钢中两种类型的应变诱导析出动力学曲线和考虑形变影响的粒子粗化动力学表达式。此外,探讨了析出相在三阶段控轧中的重要作用。结果指出,微量元素在α中的析出显,不仅影响析出强化效应本身,而且控制着位错,亚结构强化效应的发挥。讨论了复合添加微量元素的优越性。同时,用轧向和横向嵌镶块尺寸的比值Dγ/Dα代替位错密度,并找到一个能表征织构强比的参数,来估算材料的屈服强度,结果令人满意。     

新型Fe-Cr-Ni耐热合金的应变诱导析出行为

??The isothermal strain- induced precipitation behavior of Fe- Cr- Ni heat- resistant alloy at temperature of 600, 650, 700, and 750?? and compression of 0. 4 on a Gleeble- 3500 thermal mechanical simulator was studied by stress relaxation method. The experimental results show that the PTT curve of the material is a typical C curve, and the fastest precipitation temperature is about 650??. There are three kinds of precipitates in austenite of this material, M23C6, NbC and Laves- Fe2Nb, and nanometer NbC is the main precipitation strengthening phase.     

新型Fe-Cr-Ni耐热合金的应变诱导析出行为

在Gleeble-3500热力模拟机上采用应力松弛法研究新型Fe-Cr-Ni耐热合金在600、650、700、750℃,压缩量为0.4的等温应变诱导析出行为。试验结果表明,材料的PTT曲线是典型的C曲线,并且存在一个最快的析出温度,在650℃左右。本材料奥氏体中主要有3种析出物,M23C6、NbC以及Laves-Fe2Nb相,纳米级的NbC是主要的析出强化相。     

铌的析出行为对形变诱导相变的影响

在Gleeble热模拟试验机上,研究含铌微合金钢中铌的析出物在形变诱导相变过程中的作用机理,结果表明:当加热温度为1000℃时,部分铌的碳化物未溶解于奥氏体中,而加热温度为1100℃时,铌的碳化物能够全部溶解到奥氏体中,含铌微合金钢加热温度范围约在1000～1100℃之间。铌的未溶解碳化物和在冷却过程中析出的碳化物都能作为铁素体形核位置,从而促进γ→α相变的发生。     

Nb微合金化低碳贝氏体钢的再结晶和应变诱导析出

通过Gleeble-2000热模拟试验机研究了850～1 050℃双道次变形(第1道次60%,20 s-1,第2道次20%,10 s-1)及不同道次间隔时间(10～50 s)对含铌低碳贝氏体钢(%:0.21C、1.50Cr、0.20Mo、0.047Nb)再结晶的影响和应变诱导析出Nb(CN)与热变形奥氏体再结晶的相互作用.结果表明,该钢在1 000～900℃变形10 s后,开始应变诱导析出Nb(CN),延迟静态再结晶过程;通过双道次变形,可获得≤10 μm奥氏体晶粒.     

钢中硼化物的析出行为

 为了有效地利用钢中微量硼的强韧化作用，采用α粒子径迹法和电子显微镜对硼化物的析出行为进行了研究。结果表明：试样在固溶处理后水冷甚至冰盐水冷却时都观察到奥氏体晶界上有硼化物Fe23(CB)6析出；当冷速为20℃/s时，除了晶界有Fe23(CB)6析出外，晶内也有Fe23(CB)6析出。经固溶处理后水冷的试样再在850℃恒温处理时，主要析出物是BN，它以MnS为核心在其周围析出，呈MnS+BN复合体形态。     

连铸过程中铸坯应变对碳氮化铌析出行为的影响

采用应变诱导析出模型分析了连铸过程中铸坯应变对碳氮化铌析出行为的影响。结果表明:拉速变化对碳氮化铌的最快析出时间有一定的影响,在同样的应变及应变温度下,拉速越快碳氮化铌最快析出时间越短;在连铸过程的矫直段及弯曲段,由于铸坯应变及应变速率较小,在研究连铸过程碳氮化铌析出行为时铸坯应变对碳氮化铌析出行为的影响可以忽略。     

含铈IF钢中含钛夹杂物的析出行为

通过热力学计算研究了IF钢中含钛夹杂物的形成过程以及铈对钢液中Al2O3夹杂物的变质机理,并采用扫描电镜、能谱仪观察和分析了IF钢和含铈IF钢中的含钛夹杂物。热力学计算和扫描电镜观察结果表明:TiN不能在熔炼温度下形成;在IF钢液凝固的过程中TiN以异质形核的形式生成并长大,生成TiN-Al2O3夹杂物;在含铈IF钢中TiN-Al2O3夹杂物被稀土铈变质为TiN-CeAlO3夹杂物,稀土铈减小了含铈IF钢中含钛复合夹杂物的尺寸。     

凝固过程中含钛析出物的析出行为

 研究了钛对洁净钢凝固组织的影响、凝固过程中钛析出物的生长方式及冷却速率对析出物大小和分布的影响。结果表明,严格控制实验条件,大量细小弥散的含钛析出物可作为异质形核核心,起到细化晶粒、提高等轴晶率的作用;随着冷却速率的提高,析出物数量增加、尺寸减小,另外还提出了最有利于作为异质形核核心的析出物形态特征。     

加热温度对钛铌复合微合金化高强钢析出和性能的影响

在实验室冶炼了一种低碳高强度微合金钢,进行了轧制和回溶试验,对轧制试样进行了拉伸试验﹑检验了金相组织,并用TEM对比分析了不同加热温度下试样的析出物形貌、成分、尺寸。结果表明,1 280℃加热保温后轧制产品的性能优于1 180℃加热轧制后产品的性能;两种加热温度下轧制试样的组织都由铁素体和珠光体组成,晶粒尺寸基本相同;轧制试样的析出物均为(Ti,Nb)(C,N)复合析出,但1 280℃加热温度的试样析出更加细小、数量更多。析出强化理论计算表明,加热温度高的试样析出强化要比加热温度低的试样高131 MPa。回溶试验表明,铸坯在1 280℃保温1.5 h后,析出物基本回溶,而1 180℃保温1.5 h后,析出物不能充分溶解,证明了加热温度对钛铌微合金化高强钢析出强化有较大的影响。     

钛处理钢凝固后夹杂物的析出行为

 利用扫描电镜和能谱分析研究了钛处理钢凝固结束后钢中夹杂物的形貌、组成和尺寸分布,并考查了加钛前后钢中夹杂物行为变化。研究表明通过钢液加钛处理,凝固结束后钢中夹杂物主要为以含钛复合氧化物为核心、外包硫化锰的复合质点,它们尺寸较小(2~3 μm),形状为球形,不易受力变形,可望成为钢中铜弥散化非均质形核的有效质点。     

铝、钛复合脱氧钢凝固过程中氧化物的析出行为

促进细小弥散氧化物粒子的析出是提高焊接热影响区韧性的有效手段。通过Al-Ti-O热力学计算,从理论上分析了铝、钛复合脱氧凝固过程中氧化物的析出规律,提出了Ti2O3在凝固前沿形成的热力学条件。试验结果表明,重点对铝、钛加入量和过程氧活度进行控制,可以得到细小的Ti2O3及其复合析出物粒子。对析出物的形貌、尺寸和分布进行...     

稀土铈对钢中含钛夹杂物析出行为的研究

应用热力学计算软件Factsage7.0在800～1 600℃温度范围内计算了含钛夹杂物、稀土对含钛夹杂物的析出情况,并采用扫描电镜及其能谱观察和分析了不添加稀土、添加稀土的钢中含钛夹杂物尺寸、形貌变化。热力学计算与扫描电镜结果表明:添加稀土元素Ce后可以减少钢中有害元素O、S含量,钢中Ti_4C_2S_2、Ti_3O_5析出量减少,有效Ti含量增加,细小弥散的Ti(C,N)析出量增多,稀土Ce能够有效的变质钢中大尺寸,具有坚硬性棱角的TiC-AlO_3复合夹杂,将其转变为尺寸相对较小,形状为椭圆形TiC-CeAlO_3夹杂,在一定程度上减少了因其形状对钢产生的有害作用,通过对夹杂物分析比较可得,钢中添加适量稀土可以提高钢的性能。