1000MPa级高强钢显微组织与析出相分析

利用金相显微镜、扫描电子显微镜及透射电子显微镜等分析手段,对1 000 MPa级高强钢的显微组织与析出相进行了研究。结果表明,试验钢的显微组织为板条状贝氏体和板条状马氏体,并存在少量残余奥氏体。大量析出相分布在基体上,平均尺寸30～60 nm,组织强化、析出强化、位错强化是高强钢主要的强化方式。     

稀土对高强IF钢退火过程中的第二相析出行为的影响

以不同稀土含量的440 MPa高强IF钢为研究对象,在盐浴炉中模拟现场的连续退火,退火温度810℃,分别保温30 s、60 s,通过TEM与XRD对退火后的试样进行第二相分布、形状及成分分析,以研究稀土对高强IF钢第二相析出行为的影响。实验结果表明,保温时间基本不影响第二相的析出;不加稀土的高强IF钢析出的第二相呈弥散分布,且尺寸大小均匀,均在30 nm以下;加了稀土的高强IF钢析出的第二相分布在晶界处,并且伴随着团聚的现象,第二相尺寸不均匀,大颗粒在30 nm^100 nm之间;不加稀土的试验钢在810℃保温60 s下的析出相种类有FeTiP、TiC、TiN、NbN。实验结果为440 MPa高强IF钢在退火条件下第二相析出奠定了理论基础。     

磷、钛对含磷IF高强钢织构的影响

借助电子背散射衍射(EBSD)技术,以罩退生产的冷轧Ti-IF钢及含磷Ti-IF高强钢为目标,分析不同磷、钛合金质量分数对产品特征织构的影响。结果表明,磷元素虽然有利于γ取向线上{111}〈112〉织构的增加,但也增加了组分强度差,不利于塑性应变比r值,并且磷元素对{111}织构发展的促进作用取决于钢中过剰钛的质量分数,过剩钛质量分数过高会促进FeTiP二相粒子的析出,从而阻碍{111}取向再结晶晶粒的长大,弱化{111}面织构的强度。研究结果对该材料合金成分的调整起到了指导作用。为了保证所生产的含磷IF高强钢获得一定的强度,同时兼备良好的冲压性能,应降低IF钢中的钛质量分数,适当加入铌以弥补因钛减少对间隙原子固定产生的影响。     

B对含P高强度无间隙原子钢{111}面织构的影响

借助光学显微镜(OM)、X射线衍射(XRD)技术及电子背散射衍射(EBSD)技术,分析了2种含P高强度无间隙原子(IF)钢的热轧组织和热轧、冷轧及退火织构,结果表明:不含B与含B的高强IF钢热轧后,均得到多边形铁素体,但不含B热轧板晶粒尺寸较大。2种钢热轧板织构均比较散漫,γ纤维织构强度较弱,而不含B的IF钢经过80%大变形量冷轧以后,获得强的γ纤维织构,{111}面织构的体积分数达到41.41%,而含B的IF钢冷轧后{111}面织构的体积分数为33.83%。含B的IF钢冷轧后{112}110织构组分的体积分数比不含B的IF钢要高。2种实验钢在810℃退火60~180s以后,{111}面织构强度进一步增强,不含B的IF钢退火120s后{111}面织构的体积分数最大达到72.8%,而含B的IF钢退火120s后{111}面织构的体积分数最大达到66.6%。     

1300 MPa级Nb微合金化DH钢的组织性能

设计了不同相构成的超高强DH钢,抗拉强度均大于1300 MPa,组织由铁素体、马氏体、残留奥氏体和极少量碳化物构成。对比了不同相构成对超高强DH钢力学性能和应变硬化行为等的影响,并深入研究了残留奥氏体在超高强度DH钢中的作用机制。结果表明:随着马氏体和残留奥氏体体积分数的增大,铁素体体积分数的减小,实验钢屈服和抗拉强度同时升高,而延伸率呈先增大后减小趋势。软韧相铁素体体积分数的减小和硬相马氏体体积分数的增大导致屈服强度和抗拉强度增加。相对于回火马氏体,淬火马氏体对强度的提升更显著,在拉伸过程中转变的残留奥氏体的量是引起延伸率变化的主要原因,组织中显著的带状组织会造成颈缩后延伸率的明显降低。通过对应变硬化行为的分析表明,随着真应变的增大,应变硬化率呈减小的趋势,在真应变大于2%后的大范围内,对于应变硬化率,DH1>DH2>DH3,主要与铁素体体积分数有关;在真应变大于5.73%后,DH2钢的应变硬化率高于DH1钢和DH3钢,主要与DH2钢中更显著的TRIP效应有关。除了残留奥氏体体积分数,残留奥氏体中的碳含量对TRIP效应同样有显著的影响。较高比例的硬相马氏体组织结合适当比例的软韧相铁素体和残留奥氏体有助于DH2钢获得最良好的强塑积13.17 GPa·%,其中屈服强度达880 MPa,抗拉强度达1497 MPa,均匀延伸率为6.71%,总伸长率为8.8%,颈缩后延伸率为2.09%,屈强比0.59。      

微合金冷轧高强钢组织性能的研究

运用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、电子背散射衍射(EBSD)、透射电子显微镜(TEM)等分析方法对微合金钢280VK组织、织构及析出粒子的演变规律进行分析,研究冷轧高强钢组织性能变化规律。结果表明:280VK热轧板组织主要为多边形铁素体,晶粒不均匀,冷轧板组织为形变铁素体,退火后晶粒均匀长大且晶界上析出物增多;热轧板中只有高斯织构{011}100,冷轧板中含有旋转立方织构{100}011以及铜型织构{112}110的α纤维织构,也含有面织构{111}110的γ纤维织构,退火板中含有{111}110的α纤维织构和{111}110γ纤维织构。热轧板中的位错缠结,析出粒子多沿位错线析出,冷轧板内部析出粒子无显著增加。退火板析出粒子沿晶内位错大量析出且尺寸增大。     

热轧DP600汽车用钢的微观结构特征与力学性能

为了研究热轧DP600汽车用钢的微观结构特征及力学性能,使用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)等分析了试验钢的组织、夹杂物及位错结构等,借助万能拉伸试验机测试了试验钢的强度与塑性。结果表明,热轧DP600汽车用钢的组织是铁素体+马氏体,随着应变量的增加,位错密度增加,位错缠结更为严重,在夹杂物与基体界面处、铁素体晶界处萌生微孔,马氏体发生断裂。热轧DP600试验钢的屈服强度为394.9 MPa,抗拉强度为641.6 MPa,塑性应变指数为0.154,屈强比为0.616,力学性能超过同级别的冷轧退火双相钢板指标。     

高强IF钢应变硬化模型研究及在仿真对标中的应用

针对汽车用高强IF钢CR180IF和CR260IF,将拉伸试验机获得的工程应力-应变曲线转变为真实应力-塑性应变曲线,分别采用Swift和Hockett-Sherby应变硬化方程进行拟合,获得拟合参数.通过设定权重系数α,建立Swift-Hockett-Sherby混合应变硬化模型.通过拉伸试验仿真对标,当α值分别为0...     

汽车用440 MPa级加磷高强IF钢的研制

包钢自主研发的440 MPa级加磷高强IF钢在超低碳钢的基础上通过添加Si、Mn、P等合金元素提高强度,其成分及生产工艺控制要求严格,生产难度大。文章重点研究了化学元素对440 MPa级高强IF钢冲压性能的影响,采用金相显微镜、扫描电镜分析了钢带的微观组织、夹杂物形态及第二相粒子析出行为,解释了热轧工艺如终轧温度与卷取温度、冷轧连续退火工艺对微观组织及力学性能的作用机理。通过制定合理的工艺路线,并进行严格控制,试验钢带力学性能稳定且满足相关技术要求。     

CSP流程钛微合金化高强钢的第二相粒子析出行为

采用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜、物理化学相分析等方法并结合热力学计算,分析了CSP工艺生产的钛微合金化高强钢的析出物特征及析出规律.研究发现:屈服强度700 MPa级高强钢中存在大量球形的纳米级TiC和Ti(C,N)粒子及少量不规则形状、100 nm以上的Ti₄C₂S₂粒子,TiN在连轧前完成析出,TiC主要在卷取和空冷时析出.不含钼钢和含钼钢(0.1% Mo)中MC相的质量分数为0.049%和0.043%,由于钼的加入,含钼钢中Ti的析出量较少,但析出粒子更为细小,并定量得到了不含钼钢和含钼钢的析出强化效果分别为126 MPa和128 MPa.      

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。     

高氮钒铬微合金化工艺试制600MPa高强抗震钢筋

为适应建筑用钢升级换代发展的需求,开展了高氮钒铬微合金化工艺试制600 MPa高强抗震钢筋工业试验,采用拉力试验机、材料试验机、金相显微镜、透射电镜、X射线衍射仪,对钢筋力学性能、疲劳寿命、显微组织、析出相及夹杂物进行检验分析。结果表明:钢筋具有良好的抗震性、强韧性、疲劳性及高低温拉伸性能,综合性能优异;钢的显微组织为铁素体+珠光体(含量42%~48%),铁素体晶粒度大于10.5级,组织细小及分布均匀;钢的铁素体基体、晶界及位错线上析出了大量尺寸2~30 nm的细小弥散的V(CN)析出相,析出相数量占总钒量的70%以上,V的析出强化效果得到充分发挥;钢中夹杂物数量少、尺寸小,有利于塑韧性的改善。     

铁素体轧制对Ti-IF钢微观组织和性能的影响

研究了0.068%Ti(质量分数)的Ti-IF钢在铁素体区热轧、冷轧和再结晶过程中其微观组织和织构的变化规律,重点分析了不同阶段的第二相粒子的形态与分布情况,并对其力学性能进行了测试.实验结果与普通轧制的IF钢相比较有以下几个特征 铁素体轧制的Ti-IF钢板退火后晶粒尺寸比普通轧制IF钢大且尺寸均匀,铁素体轧制的TI-IF钢中出现了粗大的TiS,Ti4C2S2和较细小的FeTiP第二相析出物,同时形成强烈的γ纤维织构,其R值可达到2.9.     

硼对Ti-IF钢力学性能及再结晶过程的影响

 研究了硼对Ti-IF钢热镀锌板组织和力学性能的影响,并从硼对冷轧后再结晶过程影响的角度解释了硼对组织性能影响的原因。利用万能试验机、光学显微镜和透射电子显微镜对不同硼质量分数IF钢热镀锌板的力学性能、组织和析出物进行检测,采用X射线衍射仪对织构取向密度进行分析,采用电子背散射衍射技术（EBSD）对镀锌板晶界取向差分布进行分析,利用显微硬度计和金相显微镜研究了硼对IF钢再结晶过程的影响。结果表明,硼质量分数在0.000 5%以内,随着硼质量分数的提高,Ti-IF钢热镀锌板铁素体晶粒尺寸降低,屈服强度和抗拉强度提高,塑性应变比降低。硼对Ti-IF钢力学性能产生影响的原因为,硼固溶于铁素体中,抑制再结晶过程,提高再结晶温度,细化铁素体晶粒尺寸,使小角度晶界比例提高,{111}织构组分降低,从而使力学性能发生变化。     

DH36高强度船板钢综合强化机理

DH36船板钢是我国目前运用较为广泛的高强度船体结构用钢, 利用碳复型、XRD衍射、TEM观察分析等方法, 对控轧控冷后DH36钢中纳米析出物的类型、形貌、尺寸和数目等进行详细的讨论分析, 结果表明:DH36钢中的析出物组织形貌多为规则的方形, 其组成为（Ti, Nb）（C, N）; 试验DH36钢中析出的碳氮化物占基体的体积分数为0.00957 %, 总的析出强化贡献为211.24 MPa; 细晶强化为212.30 MPa; 固溶强化为122.93 MPa; 位错强化为134.43 MPa.      

碳强化型超低碳钢组织性能及强化机理

为了探索碳含量对超低碳钢力学性能的影响,在实验室冶炼了3种碳质量分数分别为0.002%、0.005%、0.008%的超低碳钢,将其轧制成热轧板,并分析碳含量和热轧卷取温度对钢板的力学性能、显微组织和第二相析出的影响。结果表明,随着碳质量分数由0.002%增加至0.008%,钢的屈服强度、抗拉强度明显增加,断后伸长率降低;随着碳含量的升高,580℃卷取时的强度变化比730℃卷取时的更显著。试验钢晶粒尺寸由碳质量分数为0.002%、卷取温度为730℃时的22μm减小至碳质量分数为0.008%、卷取温度为580℃时的11μm,第二相TiC粒子平均尺寸半径由碳质量分数为0.002%、卷取温度为730℃的35 nm减小至碳质量分数为0.008%、卷取温度为580℃时的10 nm。在碳质量分数为0.008%、卷取温度为730℃时,钢板的屈服强度达到230 MPa以上,计算得出其细晶强化值为64.5 MPa、析出强化值为56.8 MPa。工业生产数据显示,碳质量分数为0.008%时,超低碳钢的力学性能水平可满足高强IF钢的标准要求。     

Cr对含Nb高强无取向硅钢组织、织构及性能的影响

 高强无取向硅钢主要应用于高速电机,要求其具备高强度和优异磁性能,但目前无取向硅钢的磁性能和强度难以兼顾。因此,设计并制备了添加微量Cr的含Nb高强无取向硅钢,通过光学显微镜、EBSD、万能拉伸试验机、四探针测试仪和磁性能测量仪等研究了Cr对含Nb高强无取向硅钢微观组织、织构、力学性能及磁性能的影响。结果表明,添加质量分数为0.5%的Cr抑制了热轧组织的回复,使常化和退火组织再结晶减弱,常化和退火后有利织构面积分数增加,不利织构面积分数减小。添加质量分数为0.5%的Cr使含Nb无取向硅钢的屈服强度显著增大,磁感略升高,但对铁损几乎没有影响。Cr对屈服强度的影响一方面是由于Cr的固溶强化作用,另一方面Cr促进了Nb的析出而使Nb的析出强化效果增强;而Cr提高含Nb高强无取向硅钢的磁感主要是由于促进有利织构形成的同时抑制了不利织构的形成,使得织构因子增大;添加Cr使无取向硅钢的电阻率增加从而使铁损降低,同时Cr促进了Nb的析出,而这种富Nb析出相不仅抑制晶粒长大且会阻碍磁畴移动而使铁损增高,在两方面因素的综合作用下,添加质量分数为0.5%的Cr对含Nb高强无取向硅钢的铁损几乎没有影响。因此,含Nb高强无取向硅钢中添加微量Cr,会由于Cr的固溶作用以及其促进Nb的析出而提高钢的强度并提高钢的综合磁性能。     

退火方式对含磷高强IF钢FeTiP析出及二次加工脆性的影响

通过同炉钢相同工艺工业试制获得冷轧卷,经过罩式退火和连续退火生产含磷高强IF钢退火卷,研究了2种退火方式对含磷高强IF钢FeTiP析出及二次加工脆性的影响。利用低温落锤冲击试验机、TEM和析出物萃取定量分析法等手段分别对2种退火卷进行二次加工脆性转变温度及析出物表征分析研究。结果表明：连续退火和罩式退火生产卷FeTiP析出相主要集中在100 nm以下,罩式退火时间较长,罩式退火生产卷的FeTiP析出相数量是连续退火卷的2倍以上;根据定量分析法检测含磷析出相总量结果,结合热力学和动力学分析,P在晶界处的富集程度由最大偏聚系数和有效扩散距离决定,罩式退火卷P在铁素体晶界处偏聚远远大于连续退火卷,连续退火可得到比罩式退火更低的二次加工脆性转变温度的含磷高强IF钢。     

23.8%Mn TRIP/TWIP钢的组织性能及强化机制

研究了锰含量(质量分数)为23.8%的低碳高锰钢的力学行为和组织演变,并对其强化机制进行了探讨.结果表明:23.8%Mn TRIP/TWIP钢的屈服强度约为300 MPa,抗拉强度可达610 MPa,断裂延伸率可达到63%.实验钢拉伸变形呈连续屈服,其应变硬化指数n值约为0.48.该钢在变形初期的强化机制以应变诱发孪生为主,变形后期出现应变诱发马氏体相变.位错与形变孪晶、马氏体之间的相互作用也对强度的增加做出贡献.     

稀土La对高强IF钢中磷元素及含磷相析出的影响

采用有无稀土镧的440 MPa高强IF钢为研究对象,分别在两种钢铸坯凝固、热轧卷取、冷轧、退火过程中取样,研究稀土镧对P元素及含P析出相析出行为的影响.对两种钢退火后组织、力学性能、析出物种类进行观察与测定.电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)测定两种钢不同状态下电解出的第二相中P元素浓度,并计算得析出P占成分中P的...