高强度耐候钢焊接热影响区的组织转变

利用热模拟试验机对高强度耐候钢进行了不同热输入条件下的焊接热影响区的模拟,绘制焊接热影响区连续冷却(SH-CCT)曲线,并对模拟后的热影响区组织和性能进行了分析.结果表明,在120℃/s快速加热条件下,焊接热影响区奥氏体开始形成温度比标准测试条件下的开始相变温度提高了36℃.冷速较低时,焊接热影响区粗晶区组织为先共析铁素体、针状和粒状铁素体、珠光体和粒状贝氏体;随冷速加快,粒状贝氏体的量不断增多,显微硬度逐渐增加.     

析出硬化型贝氏体钢连续加热转变研究

用热膨胀相变仪测定了贝氏体析出硬化钢10Ni3MnCuAl的连续加热转变曲线,并探讨了加热过程中的相变机制。结果表明,当加热速率小于1℃/s时,在300~600℃之间发生析出反应,为扩散型相变;在600~900℃之间,奥氏体化过程分两个阶段进行。第一阶段转变为扩散型相变,扩散激活能为505kJ/mol,第二阶段转变为切变型相变,较低的加热速率是造成奥氏体化过程分为两个阶段的原因。加热速率大于1℃/s时,无析出反应,奥氏体化过程只有一个阶段为切变机制。     

铸态GCr15钢在连续加热过程中的奥氏体化动力学特征与组织演变

利用DIL805A热膨胀仪记录了铸态GCr15钢在不同的加热速率下(0.5、3、5、30、100 ℃/s)的线膨胀量,获得了不同加热速率下的热膨胀曲线和奥氏体体积转变分数曲线,研究了加热速率对奥氏体化的影响。采用高温光学显微镜对该钢在连续加热过程中的奥氏体转变过程进行了观察分析。研究表明:GC15钢在连续加热过程中的奥氏体转变可分为3个阶段:在760~790 ℃为珠光体向奥氏体的转变、(Fe, Cr)₃C_II向奥氏体中的溶解和奥氏体的成分均匀化温度分别为790~890 ℃及890 ℃以上。并且随着加热速率提高,相变临界温度提高,相变速率提高。在连续加热过程中,铸态GCr15钢的奥氏体转变是一个形核和长大交替进行的过程。     

大线能量焊接船体钢的研究

大线能量焊接时由于高温停留时间长、相变冷却速度慢,焊接热影响区奥氏体晶粒急剧长大,得到侧板条铁素体为主的组织,韧性恶化。降低钢中的C含量及碳当量(Ceq)、细化焊接热影响区奥氏体晶粒尺寸以及改善焊接热影响区的组织是发展大线能量焊接用钢的主要技术措施。"氧化物冶金"技术利用钢中细小的氧化物,通过促进晶内针状铁素体形核明显改善焊接热影响区的组织,成为大线能量焊接用钢最有效的技术途径。实验结果表明:Ti-Mg复合处理明显细化钢中氧化物颗粒尺寸,促进了晶内针状铁素体形核,在100～200kJ/cm的大线能量焊接条件下粗晶热影响区得到针状铁素体为主的组织,-20℃冲击功达到350J。     

12Cr2Mo1VR钢SH-CCT曲线测定及分析

文中叙述了在Gleeble-3180热模拟试验机上采用热膨胀法进行12Cr2Mo1VR钢的热模拟试验,获得不同冷却速率下的相变点、显微组织和维氏硬度,并对其进行分析,绘制出12Cr2Mo1VR钢的模拟焊接热影响区奥氏体连续冷却转变图。结果表明:冷却速率小于0.25℃/s时,组织转变为铁素体和珠光体;冷却速率为0.25℃/s及以上时,贝氏体转变开始,硬度逐渐升高。     

屈服强度1 400 MPa级低合金超高强钢的SH-CCT曲线及其粗晶热影响区组织

采用热模拟和显微金相、显微硬度检测等技术研究了1 400 MPa级低合金超高强钢的奥氏体化相变温度、冷却时间t_8/5对其焊接热影响区粗晶区组织和性能的影响。结果表明,试验钢奥氏体化开始温度A_c1为710℃,奥氏体化结束温度A_c3为820℃;随着t_8/5的增大,热影响区粗晶区的组织由全部为板条马氏体转变为粒状贝氏体+板条马氏体的混合组织,再转变为全部粒状贝氏体组织,最终转变为贝氏体+珠光体+铁素体组织;随着t_8/5的增大,显微硬度从500 HV5逐渐降至250 HV5,而试验钢母材硬度值范围为502～523 HV5,因此在t_8/5较大时,即在较大的焊接热输入条件下,1 400 MPa级低合金超高强钢软化现象严重,焊接过程应严格控制焊接热输入。     

1.0 GPa级冷轧增强成形性双相钢的组织性能

采用热膨胀-显微组织-显微硬度相结合的方法,绘制了1.0 GPa级冷轧增强成形性双相钢的静态连续冷却转变曲线(CCT曲线),并研究了退火工艺对实验钢显微组织与力学性能的影响。结果表明：实验钢过冷奥氏体冷却转变过程主要存在铁素体相变区、贝氏体相变区和马氏体相变区的3个相变区;当冷速低于1℃/s时,实验钢主要发生铁素体与贝氏体相变,并存在少量马氏体相变;当冷速在3～20℃/s之间时,发生马氏体与贝氏体相变;当冷速达到30℃/s及以上时,完全发生马氏体转变。随冷却速率的增加实验钢的显微硬度逐渐增大,前期显微硬度提升较快,冷速达到20℃/s后逐渐趋于平稳,与对应冷速下的显微组织一致。实验钢的组织主要为铁素体、马氏体和残留奥氏体,三者匹配有利于变形过程基体强塑性的提升。当均热温度为810℃时,实验钢中残留奥氏体含量最高,为4.9%,变形过程中相变诱导塑性(TRIP)效应显著,力学性能最佳,屈服强度为791.7 MPa、抗拉强度为1041.7 MPa、伸长率为19.37%、强塑积达到20.18 GPa·%。     

热变形对塑料模具钢SDFT600贝氏体相变的影响

利用热模拟试验机、热膨胀仪、扫描电镜等研究了热变形对塑料模具钢SDFT600连续冷却过程贝氏体相变的影响。结果表明,在适用于塑料模具钢模块锻造生产的参数条件下,热变形会促进贝氏体相变。相同连续冷却速率下,动态CCT试样贝氏体开始转变温度高于静态CCT试样,0.5 ℃/s时两者差值达到96 ℃;热变形会降低过冷奥氏体的稳定性,0.5 ℃/s时动态CCT试样的贝氏体含量较高;连续冷却速率小于0.1 ℃/s时,动态CCT试样残留奥氏体含量低于静态CCT试样;热变形条件下试样的硬度均匀性较好,有利于提高大模块的最终质量。     

奥氏体未再结晶区小变形对675装甲钢相变的影响

根据过冷奥氏体连续冷却转变曲线,结合显微组织分析和显微硬度测试,研究了未再结晶区小变形对675装甲钢在冷却速度0.1～30℃/s下相变和组织的影响。结果表明,经850℃未再结晶区变形25%之后,促进了贝氏体相变和马氏体相变,使相变起始温度得到一定提高,贝氏体相变开始温度提高了约20℃,马氏体相变开始温度提高了约10℃,相变终了温度无明显变化。经850℃未再结晶区变形25%之后,慢冷(0.1～0.4℃/s)条件下得到了粒状贝氏体,在其上的岛状物更加细小、分布更均匀,板条或针状贝氏体铁素体尺寸变小;快冷条件(0.4～30℃/s)下得到的板条马氏体相对于针状马氏体比例增多;与未变形相比,相同冷却速度下得到的675装甲钢的显微硬度得到一定程度的提高。     

贝氏体等温温度对980 MPa TRIP钢力学性能和显微组织的影响

利用DIL805A膨胀相变仪、Gleeble-3500热模拟试验机、X射线衍射和拉伸试验等研究了TRIP钢贝氏体区(360~440℃)等温处理对组织和性能的影响。结果表明,贝氏体区等温温度影响残余奥氏体体积分数与残奥中碳浓度,是决定TRIP钢力学性能的关键因素。试验钢在800℃×180 s+400℃×300 s处理条件下,可得到17%残余奥氏体,其碳含量为1.5%,此时可获得较佳的相变诱发塑性和较好的强韧性配合,其强塑积可达到31 200 MPa.%。     

1 300 MPa级超高强钢临界粗晶热影响区组织和韧性

采用热模拟和显微金相、显微硬度检测等技术研究了1 400 MPa级低合金超高强钢的奥氏体化相变温度、冷却时间t_8/5对其焊接热影响区粗晶区组织和性能的影响。结果表明,试验钢奥氏体化开始温度A_c1为710 ℃,奥氏体化结束温度A_c3为820 ℃;随着t_8/5的增大,热影响区粗晶区的组织由全部为板条马氏体转变为粒状贝氏体+板条马氏体的混合组织,再转变为全部粒状贝氏体组织,最终转变为贝氏体 + 珠光体 + 铁素体组织;随着t_8/5的增大,显微硬度从500 HV5逐渐降至250 HV5,而试验钢母材硬度值范围为502～523 HV5,因此在t_8/5较大时,即在较大的焊接热输入条件下,1 400 MPa级低合金超高强钢软化现象严重,焊接过程应严格控制焊接热输入。

     

压铸用模具钢4Cr5Mo2V的过冷奥氏体连续冷却转变

通过测定不同冷却速度下的相变膨胀曲线、显微组织和硬度,得到了4Cr5Mo2V钢的过冷奥氏体连续冷却转变(CCT)曲线;结合CCT曲线,研究了不同冷却速度下组织形貌演变及硬度变化的规律;比较分析了4Cr5Mo2V钢与H13钢过冷奥氏体连续冷却转变的异同。结果表明:经过不同冷却速度冷却后,4Cr5Mo2V钢的相变产物主要为贝氏体(B)和马氏体(M);冷速小于0.06℃/s时,相变产物主要是贝氏体组织;冷却速度在0.06~0.14℃/s之间,相变产物中出现了贝氏体和马氏体的混合组织;当冷速大于0.14℃/s时,相变产物为马氏体组织。4Cr5Mo2V钢与H13钢的CCT曲线相比,位置向右整体偏移,无铁素体+珠光体转变区,且贝氏体生成区变小,相同冷速下硬度明显提高。     

Ni-Cr-Mo钢原位纳米相对焊接热循环组织的影响

在高强度舰船船体结构钢(Ni-Cr-Mo钢)980基础上,通过降碳、优化合金元素等方法,采用纳米微钛处理方法,从参考钢A制备出新型纳米增强Ni-Cr-Mo钢B。对钢A和钢B进行轧制-调质处理后,在t8/5=80 s条件下进行焊接热循环试验。研究了纳米析出相对模拟焊接热影响区组织的影响。结果表明,钢B在凝固过程和焊接热循环过程中产生大量小尺寸、热稳定性高的析出相粒子,这些析出相有效阻碍了奥氏体晶粒在焊接热循环升温过程中的长大,细化了模拟焊接热影响区的奥氏体晶粒。     

S355J2微合金结构钢奥氏体晶粒长大的热模拟研究

通过热模拟和热处理试验研究了欧标S355J2微合金结构钢奥氏体晶粒的长大规律。热模拟焊接的试验结果表明,当峰值加热温度低于1250℃时,S355J2钢焊接热影响区(HAZ)奥氏体晶粒较细小,并随着保温时间的延长而不断长大;当峰值加热温度高于1250℃时,奥氏体晶粒急剧长大,长大幅度随着保温时间的延长而减小。热处理试验结果为,在低于1050℃加热时,S355J2钢奥氏体晶粒较细小,并且随着保温时间的延长奥氏体晶粒长大不明显;当加热温度高于1200℃时,奥氏体晶粒急剧长大,并且随着保温时间的延长长大幅度较大。     

无钛热冲压成形钢的连续冷却与等温转变规律

利用Thermo-Calc热力学软件(TCFE 9数据库)、DIL805A/D变形热膨胀相变仪和场发射扫描电镜(FE-SEM)研究了连续冷却转变及等温转变过程中无钛热冲压成形钢的微观组织演化规律。结果表明:试验钢的Ac₁=749 ℃,Ac₃=863 ℃。绘制了CCT曲线和TTT曲线;无钛热冲压成形钢的马氏体相变开始温度Ms=385 ℃,马氏体相变结束温度Mf=130 ℃。过冷奥氏体冷却过程中,发生马氏体相变的临界冷却速度为5 ℃/s;当等温温度高于750 ℃时,热冲压成形后可获得全马氏体组织。     

P92钢的焊接连续冷却转变曲线

利用热膨胀法,通过Gleeble1500热模拟机测定了P92钢焊接连续冷却转变过程中的膨胀曲线。采用共聚焦显微镜,扫描电镜对不同冷却速度下的试样进行显微组织观察及分析;利用显微硬度计测量了不同冷速下的显微硬度。通过对P92钢连续冷却特性分析和比较得出P92钢的焊接连续冷却转变曲线(SH-CCT曲线)。结果表明,P92钢的焊接CCT曲线分为两个区域,在高温区的类珠光体转变区,在低温区的马氏体转变区。P92钢在0.01~0.1℃/s的冷速范围内获得类珠光体+马氏体+残留奥氏体的混合组织;当冷却速度大于等于0.5℃/s时,获得马氏体与残留奥氏体的混合组织。     

退火工艺对Ti+Nb-IF钢组织与性能的影响

在实验室条件下研究了Ti Nb-IF钢的相变点、再结晶规律及退火工艺对其组织与性能的影响。结果表明:从奥氏体到铁素体的转变温度为873℃,为奥氏体区热轧提供理论依据;Ti Nb-IF钢再结晶温度为710℃,在800℃恒温条件下,再结晶完成时间为60 s;经850℃×120 s退火,IF钢综合力学性能最优。     

X90���߸�SHCCT���ߵIJⶨ�����

为了弄清t8/5对X90管线钢焊接热影响区组织和硬度的影响,利用Gleeble-3500热模拟试验机对该钢焊接热影响区在t8/5=10~300s下的热循环过程进行了模拟;结合热膨胀法和金相法建立了SHCCT曲线;针对各模拟样品,采用光学显微镜和透射电镜观察了显微组织,测定了维氏硬度HV0.3。结果表明:随着t8/5的减小,试验钢焊接热影响区相变开始和结束的温度降低,粒状贝氏体数量减少,板条贝氏体数量增多,原奥氏体晶粒和贝氏体铁素体细化,使该区域的硬度值升高。该钢环焊的t8/5宜控制在10~20s。     

X90管线钢SHCCT曲线的测定与分析

为了弄清t8/5对X90管线钢焊接热影响区组织和硬度的影响,利用Gleeble-3500热模拟试验机对该钢焊接热影响区在t8/5=10~300s下的热循环过程进行了模拟;结合热膨胀法和金相法建立了SHCCT曲线;针对各模拟样品,采用光学显微镜和透射电镜观察了显微组织,测定了维氏硬度HV0.3。结果表明:随着t8/5的减小,试验钢焊接热影响区相变开始和结束的温度降低,粒状贝氏体数量减少,板条贝氏体数量增多,原奥氏体晶粒和贝氏体铁素体细化,使该区域的硬度值升高。该钢环焊的t8/5宜控制在10~20s。     

压应力对Cr-Mo钢连续冷却贝氏体相变的影响

采用Gleeble-1500热模拟试验机测量了Cr-Mo钢在1～90℃/s的冷却速度下奥氏体连续冷却过程中的温度-膨胀曲线,用origin软件进行数据处理,获得了实验钢的CCT曲线;同时测量了施加轴向载荷为0、40MPa、80MPa和120MPa的压应力时奥氏体连续冷却过程中的温度-膨胀曲线,冷却速度分别为50℃/s、70℃/s和90℃/s.利用杠杆定律,根据不同温度下的膨胀量计算得到贝氏体相变动力学曲线,研究了压应力对贝氏体相变动力学和贝氏体相变温度的影响.结果表明,在以冷却速度为50℃/s和70℃/s连续冷却时,压应力抑制前期阶段的贝氏体相变,促进后期阶段的贝氏体相变;在以冷却速度为90℃/s连续冷却时,压应力对整个贝氏体相变过程都有促进作用,特别是应力较大时:压应力使贝氏体相变开始温度Bs升高,贝氏体相变终了温度Bf降低.