钛微合金化热轧高强钢奥氏体晶粒粗化行为

对钛微合金化热轧高强钢奥氏体晶粒粗化行为进行了实验研究。结果表明:当保温时间相同时,随着加热温度的升高,实验钢奥氏体平均晶粒尺寸呈现出先缓慢上升后迅速上升的趋势;当加热温度相同时,实验钢奥氏体平均晶粒尺寸随着等温时间的延长呈抛物线规律长大,1150℃加热奥氏体平均晶粒尺寸与保温时间的经验公式为:D1150℃=17.1 t0.2385,1250℃加热奥氏体平均晶粒尺寸与保温时间的经验公式为:D1250℃=29.9 t0.2916。综合考虑加热温度与保温时间对实验钢奥氏体晶粒尺寸的影响,并考虑微合金元素的溶解与析出规律,实验钢的加热温度定为1250℃左右,保温时间定为40 min较合适。     

Nb、V微合金钢筋高温热塑性及奥氏体长大规律

在实验室采用Gleeble 3500与箱式电阻炉分别对试验钢的高温热塑性及奥氏体晶粒长大规律进行了测试,研究了Nb对V微合金化高强钢筋高温热塑性与奥氏体长大规律的影响。结果表明：Nb的加入使V微合金化高强度钢筋的高温低塑性区扩大至1035 ℃,并使800~1000 ℃范围内的塑性减小,但对650 ℃以下的塑性有所改善。奥氏体平均晶粒尺寸变化曲线表明,与保温时间相比,加热温度对晶粒尺寸的影响更大;不含Nb试验钢奥氏体晶粒异常长大的温度为1050 ℃,含Nb试验钢奥氏体晶粒异常长大的温度为1100 ℃;当加热温度≥1050 ℃时,含Nb试验钢的晶粒尺寸比不含Nb试验钢细小,减小20 μm左右。     

微量Nb元素对DT300钢奥氏体晶粒长大的影响

在不同温度下对Nb微合金化DT300钢进行奥氏体化保温,研究了该试验钢奥氏体平均晶粒尺寸和硬度随温度的变化规律,得到了Nb微合金化DT300钢的晶粒长大激活能,并且确定了该钢的晶粒粗化温度tGC.在相同温度、保温时间条件下,与不含Nb元素的DT300钢相比,Nb微合金DT300钢的晶粒尺寸明显小于不含Nb元素DT300钢,这主要是由于碳化物NbC在奥氏体晶界的弥散析出,对奥氏体晶界起到了钉扎作用,抑制了奥氏体晶粒的长大,并通过透射电镜观察了DT300钢中析出的NbC碳化物形貌.     

Q370qE-HPS钢轧制加热温度优化研究

针对新一代低碳铌微合金化Q370qE-HPS高性能桥梁钢的生产,为了兼顾钢坯加热时Nb的溶解与原始奥氏体晶粒的细化以实现成品钢板良好的综合性能,借助热力学计算、模拟加热、组织观察等方法,研究了加热温度对Nb的溶解-析出行为与含Nb第二相粒子的影响,以及对原始奥氏体晶粒的影响,并据此来优化加热温度制度。结果表明,随着加热温度的升高,Q370qE-HPS钢中Nb的固溶量增加、原始奥氏体晶粒长大;加热温度为1 200 ℃时,Nb的溶解量超过80%、原始奥晶粒尺寸小于100 μm,是理想的加热温度。     

铌对微合金化高碳钢奥氏体晶粒长大的影响

研究了铌对钒微合金化高碳钢在不同加热温度和保温时间下的奥氏体晶粒长大规律的影响。结果表明,含铌A钢在1100℃以下具有较好的抗晶粒粗化能力,组织中存在大量以Nb C为主的析出物,其奥氏体晶界迁移能仅为44.2 k J/mol;而不含铌B钢,不具有某一温度下的抗晶粒粗化能力,同时组织中仅发现较少量VC析出物,其奥氏体晶界迁移能高达197.2 k J/mol;在高碳钢中,同一奥氏体温度下,V降低Nb C完全溶解温度。     

Nb含量对20CrMnTiH钢奥氏体晶粒长大行为的影响

研究了不同Nb含量的20CrMnTiH齿轮钢的奥氏体晶粒长大行为。采用光学显微镜和透射电镜分析了试验钢分别加热到950~1200℃奥氏体化保温1 h后的奥氏体晶粒变化和析出相情况。结果表明,随着Nb含量的增加,晶粒粗化温度不断提高。保温时间为1 h的情况下,每增加0.03%Nb,晶粒粗化温度提高50℃;超过晶粒粗化温度后,含Nb析出相的数量因溶解而大大降低,对晶界的钉扎作用消失,奥氏体晶粒长大。     

Nb元素对中碳钢加热过程中晶粒长大的影响

通过金相显微镜、透射显微镜以及热力学软件研究了Nb元素在加热过程中对中碳钢奥氏体晶粒长大的影响。结果表明:由于Nb溶质原子的拖曳和含Nb析出物钉扎的综合作用,相同加热条件下含Nb钢的奥氏体晶粒尺寸要小于无Nb钢。随着加热温度的升高,无Nb钢的奥氏体晶粒尺寸基本呈线性增加,含Nb钢在1200℃以下晶粒生长较慢,当加热温度高于1200℃时,由于含Nb析出物的溶解以及生长驱动力突然增加,晶粒生长速度突然提高。     

加热温度对含Nb中碳钢奥氏体晶粒长大的影响

利用微合金析出物与临界晶粒尺寸的定量关系,研究了Si含量较高的中碳Nb微合金钢在不同加热温度下的奥氏体晶粒长大规律。结果表明,随着加热温度的升高,试验钢中奥氏体晶粒逐渐长大,当温度高于1100℃时,晶粒开始粗化。由经验模型可得,随着温度的升高,析出相的体积分数逐渐减少,而颗粒半径逐渐增大,由于二者的共同作用导致了奥氏体晶粒在高于1100℃时迅速粗化;在实验的基础上,得到了适用于试验钢的晶粒长大模型。     

Cr-Mo-V高铁制动盘用钢的奥氏体晶粒长大行为

研究了在不同加热温度和保温时间下Cr-Mo-V系制动盘用钢的奥氏体晶粒长大行为,并采用光学显微镜以及截距法分析了加热温度和保温时间对钢的奥氏体晶粒尺寸和分布的影响。依据Thermo-Calc热力学计算软件计算了试验钢在400~1600℃范围内的析出相以及析出相的元素组成。结果表明:随着加热温度的升高,奥氏体晶粒尺寸不断增加,在850~900℃范围内,钢的奥氏体晶粒尺寸增长缓慢,晶粒较细小,950℃时奥氏体晶粒出现了异常长大现象,随后奥氏体晶粒快速长大。随着保温时间的延长,奥氏体晶粒尺寸也不断增加,但保温时间对奥氏体晶粒尺寸的影响比奥氏体化温度对奥氏体晶粒的影响小。结合扫描电镜分析,确定了本试验钢晶界处的析出相为V(C,N)。根据Sellars模型,确定了Cr-Mo-V试验钢的晶粒长大模型。     

Nb-Ti微合金化超低碳低合金高强度钢中第二相的析出行为

研究了Nb-Ti微合金化超低碳低合金高强钢在控轧控冷及回火过程中含Nb和Ti相的析出行为及其与硬度的关系.结果表明,Nb-Ti微合金化超低碳低合金高强钢在控轧控冷驰豫过程及随后的回火过程中均有第二相析出,在变形过程中Nb(CxNy)相析出颗粒更为细小,在回火过程中Nb(CxNy)依附于TiN形核长大,600 ℃回火2 h后其硬度高于其它温度回火后的硬度.     

Nb微合金化对18CrNiMo7-6钢奥氏体晶粒长大的影响

对比研究了含Nb和不含Nb的18CrNiMo7-6试验钢在加热温度(900~1100 ℃)和保温时间(1~8 h)下的奥氏体晶粒长大行为,建立了两种试验钢的奥氏体晶粒长大的数学模型。结果表明,随着加热温度的升高和保温时间的延长,试验钢的奥氏体晶粒逐渐长大,相同加热条件下18CrNiMo7-6-Nb钢的奥氏体晶粒尺寸要小于18CrNiMo7-6钢。将试验钢的晶粒长大过程分为抑制长大阶段(900~1000 ℃)和自由长大阶段(1000~1100 ℃),分别建立了适用于含Nb和不含Nb的两种18CrNiMo7-6试验钢的晶粒长大数学模型。     

控制冷却工艺对Ti微合金化中碳钢板组织和性能的影响

采用控制轧制-控制冷却-淬火-回火工艺制备20 mm 厚的Ti微合金化中碳钢板,研究了控制冷却工艺(冷却速度)对该钢有效晶粒尺寸和析出相的影响,并探讨了其强韧化机理。结果表明:冷却速度越快,有效晶粒尺寸越小,马氏体板条宽度越窄,含Ti析出相越细小,使其兼具高强度和良好的塑性韧性。主要是由于快速冷却保留了轧制时获得的晶体缺陷和形变能,使再加热奥氏体细化,而且快速冷却抑制了Ti在冷却过程中析出,使Ti处于过饱和状态,再加热过程中逐渐析出细小的含Ti析出相,能更有效地阻止奥氏体晶粒长大。有效晶粒细化以及纳米级含Ti析出相使该钢板具有良好的力学性能。     

82B高碳钢奥氏体晶粒长大行为

利用直线截点法计算各试样的奥氏体平均晶粒尺寸,得出82B高碳钢的奥氏体粗化温度为950℃,通过Thermo-calc热力学计算和能谱分析可知,晶粒粗化的主要原因是950℃时V、Ti、Nb碳氮化物数量的大大减少,即析出相粒子钉扎作用的减弱和消除.随着加热温度的升高和保温时间的延长,82B高碳钢奥氏体晶粒尺寸增大,其生长模型的公式为D=6.82×104t0079 exp(-8.04×104/RT).当加热温度为1000℃,保温时间为60～90 min时,82B原奥氏体晶粒尺寸小于67μm,晶粒细小均匀,且微合金元素V充分溶解在奥氏体中.     

加热工艺对微合金钢Ti、Nb固溶及奥氏体晶粒长大的影响

研究含Ti、Nb微合金钢HJ58轧制前不同加热温度和保温时间对Ti、Nb固溶量及奥氏体晶粒尺寸的影响规律，讨论微合金元素Ti、Nb的存在状态及作用机理，提出了合理的加热工艺以指导生产。     

38CrMoAl钢的奥氏体晶粒长大行为

将38CrMoAl钢加热至1000~1200 ℃ 的奥氏体化温度,保温时间为0~300 s,研究了奥氏体化温度和保温时间对奥氏体晶粒长大行为的影响。试验结果表明,试验钢奥氏体平均晶粒尺寸随奥氏体化温度升高而增大,且晶粒长大速率随着温度的升高而增大。在同一奥氏体化温度下,奥氏体平均晶粒尺寸随保温时间的增加逐渐增大,且晶粒长大速率随时间的延长逐渐减小。根据试验钢奥氏体晶粒尺寸试验数据,建立了38CrMoAl钢奥氏体晶粒尺寸与奥氏体化温度和保温时间关系的Sellars模型,并验证了模型的准确性。     

钒微合金化中锰马氏体耐磨钢奥氏体晶粒长大行为

利用热模拟试验机、OM和TEM研究了钒微合金化中锰马氏体耐磨钢的奥氏体晶粒长大行为,分析了不同加热温度和保温时间下第二相粒子的形貌、尺寸和粒径分布及其与奥氏体晶粒长大行为的交互作用。结果表明,在820℃保温10 s时,试样的平均奥氏体晶粒尺寸为3.98μm,继续保温3600 s后仅长大1.47μm,具有较强的抗粗化能力。这是因为基体中细小的V(C, N)粒子钉扎奥氏体晶界,抑制了奥氏体晶粒的长大。随着保温温度升高和时间的增加,V(C, N)粒子发生溶解和粗化,钉扎能力减弱,奥氏体晶粒快速长大。利用增加时间指数的新型Sellars模型,通过预设误差函数的新型计算方法,建立了两段奥氏体长大模型,其与传统Beck模型相比,预测精度大幅度提升。     

低合金高强钢加热过程奥氏体晶粒尺寸及合金元素固溶率

研究了低合金高强钢加热过程奥氏体晶粒长大规律和合金元素的固溶规律。结果表明,随着保温时间延长,奥氏体平均晶粒尺寸逐渐增大。加热到1200 ℃时,未溶相主要为NbC、TiC,均热时间为6 min时Ti、Nb固溶达到平衡,固溶率分别为92.4%和13.6%。实验室条件下,适宜加热温度选定在1150~1200 ℃之间,保温时间约6 min。     

18Ni马氏体时效钢奥氏体晶粒长大规律研究

对18Ni(1800 MPa级)马氏体时效超高强度钢的奥氏体晶粒长大规律进行研究.结果表明,随加热温度的升高和保温时间的延长,奥氏体晶粒尺寸逐渐增大,当温度高于1000℃时,晶粒迅速发生粗化,当温度低于1000℃时,晶粒尺寸随保温时间的延长变化不明显;晶粒平均尺寸与保温时间的关系符合Beck方程,且温度越高,晶粒生长指数越大;在850～1150℃,18Ni(1800MPa级)马氏体时效钢奥氏体晶粒长大激活能为223.106kJ/mol,其奥氏体晶粒平均尺寸与加热温度之间符合Arrhenius关系,并建立了该马氏体时效钢的奥氏体晶粒度长大数学模型.     

含Nb高碳钢的奥氏体晶粒长大模型

通过热处理试验和组织观察,研究了在1123~1523 K内加热温度和时间对含Nb高碳钢奥氏体晶粒尺寸变化的影响,分析了奥氏体化过程Nb的析出状态,并推导了含Nb高碳钢等温加热过程的奥氏体晶粒长大模型。结果表明:随着加热时间的延长,在低温区(1123~1423 K)加热时,晶粒长大速率较慢;在高温区(1423~1523 K)加热时,晶粒发生快速长大。所建立的模型适合奥氏体化过程晶粒尺寸演变的计算。     

加热工艺参数对12%Cr钢晶粒长大行为的影响

研究了不同加热工艺参数下(加热温度1050～1300℃,保温时间0.25～24 h) 12%Cr超超临界转子钢的奥氏体晶粒长大行为,并通过光学显微镜(OM)观察晶粒尺寸的变化规律,建立晶粒长大数学模型。结果表明:随着加热温度增加,晶粒尺寸逐渐增加,加热温度低于1150℃时,晶粒尺寸增加明显,而温度高于1150℃后,晶粒尺寸逐渐趋于稳定;随着保温时间的增加,晶粒尺寸逐渐增加,保温时间增加到3 h后,晶粒尺寸增加趋势放缓。采用非线性回归方法和Arrhenius晶粒长大模型,建立了该钢的晶粒长大数学模型。