超细晶粒钢的生产工艺及发展概况

简要论述了超细晶粒钢的几种主要生产工艺以及国内外超细晶粒钢研究的发展情况。通过对各工艺的优缺点进行分析比较,认为将奥氏体晶粒超细化和后期相变控制有效结合起来的超细晶生产工艺具有良好效果。     

800MPa级超细晶粒钢研究现状和发展趋势

800MPa 级超细晶粒钢是通过多向变形热处理,大角度交叉轧制,大变形应变诱导动态相变和 铁素体动态相变,大变形诱导铁素体相变,弛豫析出控制相变,促进针状铁素体形成等轧制技术,将钢中的晶 粒尺寸由10 μm 降到1 μm 以下,从而达到高强韧性的一种低碳(0.05%C)微合金化钢。介绍了国内外800MPa级超细晶粒钢的理论研究、生产工艺和焊接技术的新进展和今后发展趋势。     

超细晶粒钢的显微组织

分析了以普碳钢成分生产的超细晶粒钢的显微组织。结果表明：工业生产的超细晶粒钢的显微组织由铁素体和珠光体组成,铁素体的晶粒尺寸为4—5μm,组织中珠光体所占体积分数较低。珠光体中渗碳体以短棒状或颗粒状存在,细小的铁素体晶粒使晶粒内的位错塞积密度减少,有利于提高钢的强度和韧性。     

超细晶粒钢及其焊接性

介绍了超细晶粒钢的特点,针对这些特点,讨论了超细晶粒钢的焊接性,其中包括HAZ性能、焊缝性能、HAZ和焊缝的裂纹倾向等。     

微米级超细晶粒钢细化工艺的研究进展

超细晶粒钢是近年来钢铁材料研究的热点,本文综述了微米级超细晶粒钢细化技术的主要研究成果,探讨了微米级超细晶技术的理论依据,并且介绍了它的工业生产情况。     

超细晶粒钢的制备原理及技术

 介绍了国内外超细晶粒钢的发展情况;阐述了晶粒细化对钢铁材料综合性能的影响,从微合金化、形变诱导相变、热处理和新型机械控制轧制技术及磁场或电场处理等方面介绍了获得细化晶粒钢的关键技术,最后从实际应用角度出发,提出了超细晶粒钢生产及应用中存在的问题。     

锰含量对超细晶粒C-Mn钢显微组织和机械性能的影响

研究了锰含量对两种超细晶粒C-Mn钢(碳含量为0.2%)显微组织和机械性能的影响.大压下量温变形和连续退火可形成超细晶粒显微组织,最终钢的显微组织由含有细小渗碳体颗粒的超细粒状铁素体组成.渗碳体颗粒内锰富集,因此,铁素体晶粒的平均尺寸随锰含量的增加而减小(锰含量从0.74%增加到1.52%时,晶粒尺寸由1.3μm减小到0.8μm).锰含量越高,晶粒越细.延展性和韧性相同的情况下,增加锰含量将提高钢的强度.     

超细晶钢在不同温度下塑性变形机制的研究

将晶粒尺寸分别为2、7、80μm的微合金钢在295～973K温度范围内进行单轴拉伸试验，通过对比分析3种不同晶粒尺寸微合金钢的工程应力一应变曲线及微观组织，讨论了超细晶粒钢在不同温度下的塑性变形机制。在295～473K范围内，3种不同晶粒尺寸微合金钢的塑性变形机制以位错运动为主；在573K，晶界滑动开始在超细晶粒钢中出现，在973K，成为塑性变形的主导机制；粗晶粒钢在573～973K范围内以位错运动为塑性变形的主要机制。     

鞍钢超细晶粒钢的开发

主要介绍了鞍钢超细晶粒热轧卷板和线材的研制情况，总的研制思路是结合鞍钢设备的实际情况，探索低成本的超细晶粒钢的生产工艺路线。开发的产品已能稳定的大批量生产，使用性能良好。     

超细第二相粒子强化钢铁材料的研究进展

 综述了钢中有关第二相粒子的研究进展情况,分析了第二相粒子对钢强韧性能的影响及第二相粒子细化钢晶粒的基本理论,概括了获得超细第二相粒子的基本方法,指出了存在的问题并提出了获得超细第二相粒子的新思路。     

超细晶粒钢技术的实验室试验研究

利用Gleeble-2000热模拟试验机和实验室中φ150mm的两辊小型试验轧机对Q235钢进行了低温热模拟变形试验，从机理上分析了获得超细晶粒组织的工艺参数的要求，试验获得了晶粒尺寸小于5μm的超细晶粒组织。     

新一代钢铁材料研究的进展

介绍了日本、韩国、欧洲和国内近年来在新一代钢铁材料方面的研究进展情况，并对日本在800MPa超细晶粒钢、1500MPa超高强度钢、耐热钢、耐腐蚀钢等的研究成果和将来的研究项目进行了详细介绍。     

超细晶粒钢筋焊接接头的疲劳强度

 超细晶粒钢是一种细晶强化的新一代钢铁材料，焊接加工对焊接接头疲劳性能的影响是人们关注的问题。参照建设部《钢筋焊接接头试验方法标准》的规定，对超细晶粒钢建筑钢筋闪光对焊、电渣对焊接头的疲劳寿命进行了测试。测试结果表明：高载荷下，闪光对焊接头的疲劳寿命明显优于电渣对焊接头，随着载荷的降低，2种接头的差距变小。在200万次循环下，两者的疲劳强度基本相当。     

超细晶粒高强度钢的延迟断裂行为

惠卫军等从降低应力集中和夹杂元素晶界偏聚等角度对超细晶粒高强度钢的延迟断裂行为进行了探讨。对于微合金化处理的42CrMoVNb钢，通过快速循环热处理的方法获得最小2μm的超细奥氏体晶粒，     

超细晶粒钢热轧生产工艺及力学性能研究

在安钢1780热连轧机组上,用普碳钢成分生产出了抗拉强度和屈服强度分别达到500 MPa和400 MPa以上的超细晶粒热轧钢板,其显微组织为铁素体和珠光体,铁素体晶粒尺寸为5 μm左右,热轧钢板各向异性小,具有良好的冷弯性能,实现了在安钢1780普通热连轧机上生产超细晶粒钢的技术创新.     

高炉炉壳用钢的开发

通过合理的冶金成分和生产工艺控制,成功开发了高炉炉壳用钢。钢板正火后按标准取样进行分析和检验,结果表明,试验钢晶粒细小均匀,钢板探伤（Ⅱ级）检测合格,力学性能优异,各项指标均能满足高炉炉壳用钢的技术要求。     

超细晶粒钢及其力学性能特征

探索了在新一代钢中获得超细晶粒的方法。通过低温轧制和应变诱导铁素体相变，可以在碳素结构钢中获得晶粒尺寸小于5μm的超细晶粒，屈服强度大于400MPa。采用应变诱导铁素体相变可以在微合金钢中得到晶粒尺寸为1μm的超细晶粒。低碳微合金钢的屈服强度达到了600MPa，超低碳微合金钢的屈服强度超过了800MPa。采用微合金化和循环热处理可以在合金结构钢中获得2μm的奥氏体晶粒，1500MPa级抗拉强度下改善了耐延迟断裂性能。     

超细晶粒钢力学性能研究

在攀钢1450热连轧机上,生产出了Q235普碳钢成分的超细晶粒热轧钢板。超细晶粒热轧钢板的显微组织为铁素体和珠光体,铁素体晶粒尺寸为4μm左右。热轧钢板的抗拉强度和屈服强度分别达到510MPa和400MPa以上,热轧钢板各向异性小,钢中夹杂物弥散分布,钢板具有良好的冷弯性能。     

陕西省自然科学研究计划项目

 钢和铁基合金通过等径弯曲通道变形(ECAP)可获得超细晶组织，从而改善材料的性能。成功实现了C方式650 ℃时珠光体65Mn钢的等径弯曲通道变形，累积等效真应变约为5。片层状珠光体组织演变成超细的渗碳体颗粒均匀分布于铁素体基体的组织，而且铁素体基体为均匀等轴晶粒，平均晶粒尺寸约为0 3 μm。     

热轧钢材的晶粒细化与超级钢开发

根据开发超级钢的经验,提出晶粒适度细化的概念。对热轧带钢晶粒可细化到3．5μm,对中厚钢板和棒线材可细化到5～10μm。这种晶粒细化程度已经不适合于笼统称为“超细晶粒”。为此,根据晶粒尺寸的物理冶金学特征和实际加工过程可实现的途径,提出对晶粒细化程度进行分类的想法。建议把晶粒尺寸在0．1μm以下,称为纳米晶,0．1～1μm称为微细晶,1～5μm称为超细晶,5～10μm称为细晶粒,10μm以上可根据产品的钢种、形状和尺寸的特点来探讨晶粒细化作用。晶粒细化在超级钢的开发中起到了重要的作用,将晶粒细化与相变强化、析出强化等其它强化方式相结合,用于开发新一代400MPa以上级别的高质量热轧钢材,是一条有效的途径。