经济型铁素体/贝氏体高扩孔钢的组织与性能

 通过TMCP工艺实验,研究了Si、Mn含量对低碳Si Mn钢显微组织、力学及成形性能的影响,探讨了铁素体/贝氏体双相钢(FB钢)在扩孔过程中的裂纹形成及扩展行为。研究结果表明,增加Si含量,实验钢中等轴铁素体的体积分数增加,扩孔性能得到改善;而增加Mn含量,实验钢的强度和韧性显著提高,但塑性和扩孔性能有所下降。FB钢中的裂纹扩展主要是以微孔聚集机制进行,当遇到贝氏体时,裂纹通过铁素体 贝氏体相界面并剪断铁素体进行扩展。合理选择Si、Mn含量和TMCP工艺参数,可以获得690 MPa级的经济型热轧FB高扩孔钢,扩孔率达到了95%,综合性能较好。     

含Nb低碳FB钢组织与扩孔性能的研究

 通过TMCP试验,研究了不同Nb含量低碳FB钢的微观组织和扩孔性能。试验结果表明,随着终轧温度或卷取温度的降低,试验钢强度提高,而扩孔性能降低。随着Nb含量的增加,试验钢的抗拉强度与扩孔性能明显改善。当终轧温度控制在860 ℃,冷却中间温度在710 ℃,卷取温度在450 ℃时,Nb的质量分数约为0.02%的试验钢的铁素体晶粒尺寸细化到6.3 μm,抗拉强度达到570 MPa,扩孔率为91%左右,获得了良好的综合性能。     

FB双相钢延伸凸缘性能与组织的关系

通过对比观察不同扩孔率双相钢的显微组织,研究了铁素体贝氏体双相钢的延伸凸缘性能与组织之间的关系。试验结果表明,当显微组织由多边形铁素体和粒状贝氏体组成时,FB双相钢能达到优异的延伸凸缘性。多边形铁素体有利于扩孔率的提高而下贝氏体和板条马氏体则有害;M-A的尺寸对延伸凸缘性影响很大,随着M-A岛尺寸的减小,扩孔率逐渐增大,当M-A岛的宽度为0.7μm时,FB双相钢的扩孔率能达到120%。     

冷却条件对42CrMo钢的组织和性能的影响

研究了冷却条件对42CrMo钢的组织和性能的影响。研究表明：随着冷却速度的增加，42CrMo钢组织变化依次是多边形铁素体组织、针状铁素体组织、上贝氏体和板条马氏体的混合组织。其中，针状铁素体使钢的组织细化、韧性提高。热温度过高，冷却速度快会形成网状铁素体组织，在高温区冷却速度慢会形成块状铁素体组织。这两种组织使钢的力学机械性能降低。     

轧后冷却工艺对V-N-Cr微合金化Q550E高强钢组织性能的影响

对低碳V-N-Cr微合金化钢进行了控轧控冷实验,终冷后采用了随炉冷、保温毡缓冷、空冷3种冷却制度,并对3种不同冷却制度钢板进行了显微组织、综合力学性能和断口形貌的分析。研究表明,空冷钢板显微组织为细小多边形铁素体及针状铁素体复相组织,铁素体晶粒尺寸5～8μm,针状铁素体由交织的板条组成,宽度1～3μm。在随炉冷及保温毡缓冷时,由于冷却速率缓慢,多边形铁素体及针状铁素体发生了回火,并析出细小弥散的碳化物。3种冷却条件下,屈服强度均≥585 MPa,抗拉强度≥694 MPa,延伸率≥27%,而且1/2试样-60℃冲击功≥36 J,综合力学性能优于Q550F级国标要求。细晶强化、析出强化、组织强化为本钢种的主要强化方式,冲击断口均由韧窝组成,呈现韧性断裂模式,控轧控冷引起的晶粒细化及针状铁素体的形成有效阻碍解理裂纹的扩展,从而增强低温韧性。     

铁 素 体 贝 氏 体 钢 的 扩 孔 性 能

 通过力学拉伸实验和扩孔实验对铌、钛复合微合金化低碳热轧铁素体贝氏体钢板的力学性能和成形性能进行了研究,以了解控轧控冷工艺参数和微观组织对其性能的影响,并分析了影响扩孔率的因素以及铁素体贝氏体钢的裂纹扩展机制。研究结果可为开发高强度、高扩孔性能的汽车底盘用钢板提供实验依据。     

汽车摇臂用440MPa高扩孔钢的研究与开发

针对低碳微合金钢进行了440 MPa级汽车用热轧酸洗用高扩孔钢的工业研制与开发。通过对合金成分以及冷却工艺研究,明确了合金元素以及冷却工艺对力学性能和扩孔率的影响,结果表明:成品钢板的组织由铁素体和贝氏体组成,钢板的抗拉强度高于440 MPa,伸长率大于37%,扩孔率大于95%,钢板成型性能和扩孔性能满足用户使用要求。     

60kg汽车用热轧高扩孔钢生产与应用

针对传统60 kg高强钢无法满足特殊用户使用要求的现状,宝钢采用低碳低硫的成分及特定的精炼方式,结合特殊的热轧工艺,开发出一种新型60 kg高扩孔钢。通过比较分析60 kg高扩孔钢和传统60 kg高强钢的化学成分、生产工艺、金相组织、力学性能,发现高扩孔钢具有更好的综合力学性能。扩孔裂纹传播特征及扩孔裂纹扩展的机理分析表明,由于传统高强钢存在珠光体及带状特征,加速了扩孔裂纹的萌生及快速扩展;而高扩孔钢以多边形铁素体为主,有效阻碍了裂纹的扩展,因此组织均匀性是获得高扩孔率的关键因素之一。最后,以车轮轮辐为例介绍60 kg高扩孔钢的应用,60 kg高扩孔钢冲压轮辐中心孔及螺栓孔等关键部位成形良好,并通过用户成形认证。     

V-N-Cr微合金化Q550E高强钢组织性能控制研究

对低碳V-N-Cr微合金化钢进行了控轧控冷实验,终冷后采用了随炉冷、保温毡缓冷、空冷三种冷却制度,9mm厚钢板获得了细小多边形铁素体及针状铁素体复相组织,铁素体晶粒尺寸5～8μm,针状铁素体由交织的板条组成,宽度1～3μm,在随炉冷及保温毡缓冷时,由于冷却速率缓慢,多边形铁素体及针状铁素体发生了回火,并析出细小弥散的碳化物。三种冷却条件下,屈服强度均≥585MPa,抗拉强度≥694MPa,延伸率≥27%,而且1/2试样-60℃冲击功≥36J,综合力学性能优于Q550F级国标要求。细晶强化、析出强化、组织强化为主要强化方式,冲击断口均由韧窝组成,呈现韧性断裂模式,控轧控冷引起的晶粒细化及针状铁素体的形成有效阻碍解理裂纹的扩展,从而增强低温韧性。本次实验室组织性能研究工作为V-N-Cr微合金化钢的工业化试制提供工艺参考。     

600 MPa级汽车车轮用钢的工业试制

针对高强度车轮钢高成形性和高疲劳寿命的要求,在C、Mn成分基础上采用Cr等合金化的成分设计,采取分段冷却和中温卷取工艺,济钢开发出高延伸凸缘性能的汽车车轮用钢,其微观组织为铁素体、贝氏体及少量马氏体,抗拉强度在600 MPa以上,延伸率≥24%,扩孔率≥70%,制成的车轮较原普通低合金高强度车轮减重10%以上,车轮弯曲疲劳寿命达到60万次以上。     

锰对低碳耐候钢组织与强韧性的影响

在真空感应炉冶炼了2炉不同锰质量分数的低碳耐候钢,利用热模拟机和金相显微镜分析了其组织特征和相变规律,并通过室温拉伸、冲击实验且结合断口分析表征了实验钢的强韧性。热模拟实验表明,低碳高锰耐候钢组织在低冷速下（＜1 ℃/s)为铁素体＋少量珠光体,而在较大冷速内(1～10 ℃/s)为贝氏体＋铁素体复相特征,随冷却速度的增加则钢中贝氏体增多。分析轧态组织表明,2组实验耐候钢中主要组织均为等轴铁素体;增加钢中锰则其强度明显增大,虽塑性和冲击韧性有所降低,但仍可获得良好的强韧性组合。     

锰对低碳耐候钢组织与强韧性的影响

在真空感应炉冶炼了2炉不同锰质量分数的低碳耐候钢,利用热模拟机和金相显微镜分析了其组织特征和相变规律,并通过室温拉伸、冲击实验且结合断口分析表征了实验钢的强韧性。热模拟实验表明,低碳高锰耐候钢组织在低冷速下（＜1 ℃/s)为铁素体＋少量珠光体,而在较大冷速内(1～10 ℃/s)为贝氏体＋铁素体复相特征,随冷却速度的增加则钢中贝氏体增多。分析轧态组织表明,2组实验耐候钢中主要组织均为等轴铁素体;增加钢中锰则其强度明显增大,虽塑性和冲击韧性有所降低,但仍可获得良好的强韧性组合。     

中碳Cr-Mo-V钢连续冷却时的组织转变规律

采用Formastor-FⅡ全自动相变仪实现不同冷却速度,利用金相显微镜、扫描电子显微镜和透射电子显微镜,研究了45CrMoV钢在不同冷却速度下的组织转变规律以及回火温度对组织的影响。结果表明,随着冷却速度的变慢,45CrMoV钢的组织由马氏体变为马氏体、先共析铁素体、下贝氏体和粒状贝氏体的混合物。冷却速度进一步变慢,先共析铁素体数量增多,下贝氏体和粒状贝氏体总量减少,材料硬度不断下降;45CrMoV钢中的粒状贝氏体为岛状、颗粒状,也有不规则形状,下贝氏体铁素体板条比低碳钢和超低碳钢中的板条更宽,分布更分散,板条形态不规则;随着回火温度的升高,45CrMoV钢中的渗碳体由细针状变为细条状,最后长大为椭球状,材料强度下降,韧性上升。     

贝氏体形态对细晶铁素体/贝氏体双相钢室温力学性能的影响

基于过冷奥氏体动态相变的思想,通过两道次压缩变形结合控制冷却的热模拟轧制工艺,获得不同贝氏体含量及形态的细晶铁素体贝氏体双相钢。通过显微组织观察及力学性能测试,考察了第二相贝氏体特征对双相钢室温拉伸变形行为的影响。研究结果表明,形变后快速冷却可获得无碳板条状贝氏体,较慢的冷速或在贝氏体转变区保温处理可获得粒状贝氏体。贝氏体体积分数大于20%左右的细晶铁素体/贝氏体双相钢具有低的屈服强度,高的抗拉强度,高的伸长率,低屈强比以及连续屈服特性。屈服强度既与铁素体晶粒尺寸相关,也与贝氏体形态和数量相关。板条贝氏体引起的屈服强度提高大于粒状贝氏体,粒状贝氏体具有比板条贝氏体更好的塑性。     

成分及冷却工艺对复相钢、马氏体钢组织与性能的影响

在实验室用真空感应炉冶炼复相钢和马氏体钢,锻坯、控轧成3 mm厚的板材后采用不同冷却模式进行控制冷却.研究了成分、冷却工艺对组织与力学性能的影响.结果表明:卷取温度降低,钢的强度上升,伸长率下降,组织由铁素体 珠光体向贝氏体、马氏体转变;低温卷取时钢的强度主要取决于碳含量,硅含量的提高使钢的强度和塑性均有所提高;分段冷却对组织与性能的影响较复杂.通过不同的控制冷却工艺实现了用相同的成分获得不同强度等级要求的汽车用先进高强度钢.     

高强度汽车紧固件用钢SCr440连续冷却和等温冷却组织转变研究及应用

通过热模拟试验研究了高强度汽车紧固件用钢SCr440(0.40％C,1.00％Cr)的组织转变行为.从850℃连续冷却时,当冷速≤1℃/s时,转变后的组织为铁素体和珠光体;当冷速达到2℃/s时,组织中开始出现贝氏体和马氏体;当冷速≥7℃/s时,组织主要以马氏体和贝氏体为主.等温转变时,珠光体转变的温度为550～700℃...     

硼在低碳贝氏体钢中作用的实验研究

对不同成分的低碳贝氏体钢的组织、性能及冷却曲线进行了研究,分析了硼对低碳贝氏体钢组织、性能的影响.结果表明,硼使铁素体、珠光体转变点下降,CCT冷却曲线右移;含硼低碳贝氏体钢更易得到均匀的贝氏体组织,硼对强度的贡献作用很大;在一般工程应用中室温不预热条件下,含硼低碳贝氏体钢焊接不产生冷裂纹。同时简单探讨了冷却速率对硼淬透性的影响及含硼钢冲击韧性波动的原因。     

粒状贝氏体组织对低碳钢力学性能的影响

 在化学成分相同的条件下,分别研究了粒状贝氏体、铁素体 珠光体对低碳合金钢强度、塑性、冲击韧性的影响。结果表明：低碳粒状贝氏体钢比铁素体 珠光体钢具有更高的强度和冲击韧性,而且粒状贝氏体组织对钢的强化方式不仅仅是细晶强化和位错强化,弥散强化也是强化方式之一。