纳米析出高强度钢的高温性能研究

采用Gleeble-3500热/力模拟试验机测定了新开发的纳米析出高强度钢在1 300～600℃的力学性能。结果表明:随拉伸温度降低,试验钢的抗拉强度逐渐升高,在1 000～750℃之间拉伸时,断面收缩率出现低谷,1 000℃时塑性仍很低,此温度区间即为该钢的第三脆性区,750℃时的断面收缩率最低,而在1 100～1 250℃之间钢的塑性良好。金相显微组织观察和扫描电镜观察发现,钢的第三脆性区拉伸试样断面呈现沿晶断口特征,以脆性断裂为主,表明纳米析出高强度钢的高温强度高,钢的塑性低谷的温度范围宽,易在连铸连轧生产过程中产生裂纹等缺陷,给实际生产工艺带来困难,需要注意制造工艺设计。     

C-Mn-Cr系冷轧热镀锌双相钢高温力学性能及热力学研究

通过Thermo-Calc热力学计算软件结合Gleeble-3800热/力模拟试验机,研究了C-Mn-Cr系冷轧热镀锌双相钢的高温力学性能及热力学行为.采用圆柱试样压缩的方法,分析了实验钢在不同变形条件下热变形抗力的变化规律.结果表明:热变形抗力随变形量、变形速率的增加而增加,随温度的升高而降低,并且这种态势随变形温度、变形速率的提高逐渐趋缓.通过热力学计算,C的活度随铁素体相变变化较大,而Fe的活度随温度降低缓慢升高,Si、Mn、Cr的活度随温度变化不大.此外,热变形通过改变奥氏体的晶界能和位错能,使得渗碳体和M7C3相在不同温度下各合金元素扩散速度加快,因而加剧了相组成的重排过程.     

高强度C-Mn-Si系冷轧双相钢的研究与开发

研究了两种不同成分的C-Mn-Si系冷轧双相钢经过热轧、酸洗和冷轧后,在两相区不同温度下加热和淬火工艺对双相钢力学性能的影响规律,利用光学显微镜和扫描电镜对试制的双相钢进行了显微组织分析.结果表明,通过调整化学成分,采用不同热处理工艺可以获得不同比例的两相组织,从而获得800 MPa到1 000 MPa不同强度级别的高强度冷轧双相钢.     

Al对冷轧双相钢高温热塑性的影响

采用Gleeble2000高温力学性能模拟试验机对不同铝含量双相钢高温热塑性进行了对比研究.结果表明,Al的加入使得双相钢的高温低塑性区向高温区域偏移,温度区间由低铝时的710～920 ℃升高到高铝时的800～1020 ℃;为了避免铸坯表面产生裂纹,高铝双相钢矫直段温度应控制在1050～1150 ℃范围内,冷却水应采用弱冷水制度,并合理控制钢中的N、S及O的含量.同时发现,试验钢高温热塑性随着应变速率的增大而提高.     

双相15号钢力学性能及断裂特征研究

本文通过不同温度亚温淬火及回火,在15号钢中得到具有不同体积百分比及不同强度比的铁素体马氏体双相组织,并研究了这些组织对铜的力学性能及断裂过程的影响。结果表明:力学性能与双相钢中的马氏体数量及马氏体强度有关。     

热轧双相钢显微组织和力学性能

以热轧Si-Mn系双相钢为研究对象,在实验室通过控制轧制和控制冷却实验,研究了变形工艺参数对高强热轧双相钢显微组织和力学性能的影响.研究表明,具有高密度位错亚晶结构的马氏体形貌和分布对双相钢的力学性能有很大影响,通过控制卷取温度、冷却速度和精轧温度,可以得到不同的微观组织形貌和力学性能的热轧双相钢.     

高性能双相钢的研究进展

双相钢以其低屈服点、高的加工硬化率,以及连续屈服行为等优良的冲压成型性能,已成为未来发展轻质量高安全性汽车的主要材料.本文通过对高性能双相钢的合金化特点、生产工艺、力学性能以及发展现状等方面的介绍,揭示了其在汽车工业中的广泛应用前景,并探讨了我国高性能双相钢研发的有效途径.     

25Cr5MoA渗氮钢的高温力学性能

为使25Cr5MoA钢适用于齿轮、轴承、柱塞套等零件的渗氮,防止其在服役过程中出现偶然过热,研究了该钢的高温力学性能和高温下奥氏体组织。结果表明,25Cr5MoA钢的奥氏体化温度为910～950℃;25Cr5MoA钢的工作温度在室温～600℃之间时,其抗拉强度(Rm)在757～650 MPa之间,200℃时25Cr5MoA钢的抗拉强度达到最大值1032 MPa,说明该钢在600℃以下有较好的红硬性,但在200～400℃时,伸长率只有4.72%,因此要避免在200～400℃内受到冲击或形变。     

双相钢中马氏体相变热力学分析

本文根据双相钢中马氏体显微组织及相变特点,通过热力学分析,提出双相钢中马氏体相变驱动力及M_3点表达式。用膨胀仪实测了马氏体相变开始温度M_s及终了温度M_f,实测的M_s值与理论计算值符合较好。发现M_s和M_f值不仅与马氏体含碳量有关,而且随铁素体含量的增加而上升。     

热轧双相钢组织细化工艺的研究

在实验室通过热轧实验,研究了热轧双相钢在奥氏体再结晶区和未再结晶区变形和卷取温度对高强热轧双相钢组织细化和力学性能的影响。通过研究可以发现,变形对组织细化有一定的作用,但是卷取温度和化学成分对组织细化、马氏体体积分数以及力学性能也有比较大的影响。在实验室条件下,通过合理控制变形工艺参数,可以使热轧双相钢的屈服强度达到450 MPa、抗拉强度在750 MPa以上,并且伸长率在21%左右。     

热轧双相钢组织细化工艺的研究

在实验室通过热轧实验,研究了热轧双相钢在奥氏体再结晶区和未再结晶区变形和卷取温度对高强热轧双相钢组织细化和力学性能的影响.通过研究可以发现,变形对组织细化有一定的作用,但是卷取温度和化学成分对组织细化、马氏体体积分数以及力学性能也有比较大的影响.在实验室条件下,通过合理控制变形工艺参数,可以使热轧双相钢的屈服强度达到450MPa、抗拉强度在750MPa以上,并且伸长率在21%左右.     

高强度热轧双相钢分段相变行为及性能

研究了C-Mn-P-Cr成分设计热轧双相钢分段冷却过程的相变行为,分析了分段冷却工艺参数和卷取温度对铁素体和马氏体相变组织及性能的影响。结果表明,在分段冷却控制相变过程中,两段水冷间隔空冷开始温度和空冷时间影响铁素体转变体积分数、形态和晶粒尺寸,从而也影响残留亚稳奥氏体的体积分数和分布。卷取温度影响亚稳奥氏体的转变,进而也影响马氏体的自回火过程和铁素体的过时效过程。两段水冷间隔空冷温度宜控制在650~660℃,以促进多边形铁素体均匀充分转变。空冷开始温度降为630~640℃,则会出现针状铁素体。当650~660℃空冷时间从5 s延长到8 s,铁素体体积分数从65%增加到87%,且马氏体明显细化。卷取温度250~300℃时,铁素体马氏体两相界面处有约300 nm的较大碳化物颗粒,且马氏体内部有一定程度的回火,析出了少量的细小碳化物,会使得屈服强度偏高约80 MPa。采用150~200℃卷取可获得较为理想的双相组织和力学性能。     

奥氏体化温度对TAM钢力学性能及微观组织影响北大核心CSCD

通过奥氏体化预处理、两相区临界退火以及贝氏体等温处理这3个过程制备了含退火马氏体组织的TRIP钢(TAM钢),利用拉伸试验机、扫描电镜、透射电镜以及X射线衍射对其力学性能和微观组织进行了表征,在此基础上研究了奥氏体化预处理温度对力学性能及微观组织的影响规律。结果表明,含退火马氏体组织的TRIP钢,具有良好的断后伸长率和强塑积,尤其是在奥氏体化预处理温度为950℃时,其断后伸长率高达40%以上,强塑积高达27 GPa·%;其微观组织由铁素体、贝氏体、残留奥氏体以及退火马氏体构成,退火马氏体精细结构呈现板条状,板条间存在残留奥氏体;奥氏体化预处理温度对残留奥氏体体积分数没有显著影响,但对最终组织中的退火马氏体体积分数以及晶粒大小有显著影响。     

双相钢冲蚀磨损性能与其动态力学性能关系初探

对15Cr、20Cr、40Cr三种钢职相态和淬火低温回火态试样进行了室温喷砂式冲蚀磨损和准静态(应变速率ε=10^-1s^-1)及冲击拉伸(应变速率ε=1300s^-1)试验，结果发现：材料冲蚀磨损率与其动态总伸长率、动态机械能密度之间存在反比线性关系，而用准静态力学性能则不能圆满说明问题；由于采用较圆整的磨粒，冲蚀机理主要是多次塑变破坏。     

含Al双相钢相变行为及退火温度对力学性能的影响

利用Formastor热膨胀仪测试了一种含Al中硅中锰双相钢的连续冷却过程的相变行为,采用连续退火热模拟试验机进行了连续退火试验,测试了力学性能,观察了微观组织。结果表明,试验钢以10℃/s的加热速率加热过程中,Ac1和Ac3分别为713 ℃和918℃,与热力学平衡状态相比,分别需要29 ℃和58 ℃的过热度;连续冷却过程中,发生铁素体相变的临界冷速为3~5 ℃/s之间,贝氏体相变的临界冷速为15~30 ℃/s;连续退火过程中,随淬火温度的提高,抗拉强度呈逐渐升高的趋势,而伸长率呈逐渐降低的趋势,应变硬化指数n值对淬火温度不敏感。     

高强度双相钢的高温力学性能

利用Gleeble3500热模拟试验机对双相钢连铸坯的高温力学性能进行了研究,并通过Thermo-Calc热力学计算、差示扫描量热法(DSC)以及断口形貌与组织观察的方法,分析了其脆性区间产生的原因。研究表明,实验用钢的零强度温度(ZST)和零塑性温度(ZDT)分别为1450和1440℃,凝固前沿脆化温度区间较小,具有较好的抗高温裂纹特性。高温脆性区为1415~1440℃,其脆化的原因是晶界熔化,导致实验钢在应力作用下沿晶界开裂;低温脆性区为690~870℃,其脆化的原因是α-铁素体沿奥氏体晶界析出,导致实验钢在应力作用下沿晶界断裂。     

汽车用先进高强度冷轧双相钢的显微组织调控和强韧化机理

汽车用先进高强钢支撑了现代汽车工业的飞速发展。其中双相钢以优异的力学综合性能、良好的焊接和涂装性能及较低的成本,被广泛应用于汽车结构件和车身材料中,实现有效的结构减重并提升汽车的安全性能。合金成分和组织的优化设计是获得高性能双相钢的主要手段,而明确双相钢的组织特性影响因素以及与力学性能之间的关系则是指导双相钢的合金成分和组织优化设计的必然要求。本文围绕汽车用先进高强度冷轧双相钢的显微组织和力学性能研究的最新进展,首先概述了双相钢合金成分设计的准则以及利用合金元素对显微组织进行调控的方法。然后总结了双相钢在热加工过程中的显微组织演变的规律,探讨了轧制、两相区退火、冷却过程以及过时效过程对双相钢显微组织的影响。分析了双相钢力学性能和典型的失效形式,以及与显微组织之间的关系。最后简述了目前汽车用双相钢研究还存在的科学问题和挑战,并展望了未来的研究方向和发展趋势。     

高温暴晒和火灾服役条件下高强钢DP800的力学性能变化规律

为了揭示极端高温暴晒服役条件和火灾服役条件下DP800钢的力学性能,采用“加热-保温-空冷”与“加热-保温-水冷”方法分别模拟两种高温服役条件,通过显微组织观测和静载拉伸试验研究高温服役后DP800钢的微观组织形貌特征和力学性能变化规律。结果表明：不同高温空冷条件下(室温～200℃),DP800钢的组织均为铁素体和分布在其晶界上的岛状马氏体,随着服役温度的升高和时间的增加,其力学性能得到明显改善;高温水冷对DP800钢的微观组织和力学性能影响显著,随着服役温度的不断升高,两种保温时间下DP800钢的微观组织均经历了“马氏体铁素体化(300～700℃)→铁素体+马氏体双相组织(700～900℃)”的变化规律,其抗拉强度和屈服强度均呈现出“不断下降(300～700℃)→持续增大(700～850℃)→再次下降(850～900℃)”的变化规律。采用非线性回归法,构建了服役时间不超过60 min时高温水冷条件下DP800钢的抗拉强度、屈服强度随服役温度变化的经验预测模型,最大预测误差仅为7.88%,该模型可为高温服役后DP800钢力学性能变化评价提供理论参考。     

高硼奥氏体钢的高温力学性能

采用热力学模拟实验机研究了高硼奥氏体钢在850℃下的高温力学性能,采用光学体视显微镜和SEM研究了材料的组织状态。分析了B和C含量变化对材料室温及高温力学性能的影响。结果表明,添加B后,B在实验钢基体内以M2B(M为Fe,Cr或Mn)型硼化物的形式分布在奥氏体基体上,有效提高了材料的高温力学性能,材料硬度由200 HV提高到302 HV,850℃拉伸屈服强度由144 MPa提高到190 MPa,压缩屈服强度由140 MPa提高到168 MPa;而C含量提高时,高硼奥氏体钢基体内硼化物形态得到了圆整化、分布趋于粒状离散化,材料硬度由239 HV提高至312 HV,850℃拉伸屈服强度由165 MPa提高到197 MPa,压缩屈服强度由166 MPa提高到184 MPa。高硼奥氏体钢的高温力学性能优于用于对比的经电渣重熔的ESR-H13钢。     

双相钢钢管的试验研究

低碳锰硅钢无缝管采用台阶淬火和临界区热处理工艺而获得双相组织。试验结果表明:双相组织的力学性能远高于通常的铁索体+珠光体组织;在一定条件下,双相组织具有更好的耐蚀性,Ca(OH)_2有明显的缓蚀作用;采用台阶淬火工艺,不含Cr、Mo的低碳锰硅钢也易于获得热轧双相组织。