湘钢ML40Cr钢线材表面混晶原因分析及控制

湘钢生产的ML40CrQ-1成品盘条奥氏体晶粒度难以满足客户需求,通过对成品盘条进行奥氏体晶粒度检测,确认ML40Cr成品盘条近表面部分区域存在混晶现象,混晶现象是由于钢中AlN分布不均匀造成。将钢中Al含量适当调低,控制初轧的终轧温度,提高钢轧加热温度和吐丝温度,有利于后期AlN均匀析出,减轻混晶现象。     

Nb-Ti微合金钢碳氮化物的析出热力学模型及分析

以规则溶液亚点阵模型为基础,针对Fe-Nb-Ti-C-N系统,进行了热力学平衡计算。计算结果表明,高温阶段的析出相为TiN,微细的TiN强烈地抑制奥氏体晶粒长大;低温阶段的析出相以碳化物(NbTi)C为主,NbC和TiC是抑制奥氏体再结晶及再结晶后晶粒长大的主要因素。析出相形成元素Ti的增加引起其形核化学驱动力增大,并加快析出的动力学过程。     

25Cr2Mo1VA钢奥氏体晶粒长大规律探讨

 为了研究不同加热温度和保温时间下25Cr2Mo1VA钢奥氏体晶粒长大规律,利用金相显微镜、TEM、EDS以及截距法分析了不同状态下奥氏体晶粒大小、形貌,析出相类型及其大小分布等。结果表明,当加热温度在900 ℃以下,试验钢的奥氏体晶粒长大缓慢且细小;随着温度加热至950 ℃,奥氏体晶粒出现了“混晶”现象,再加热超过1 000 ℃后,奥氏体晶粒异常长大。随保温时间的延长,奥氏体晶粒也会长大,但保温时间对奥氏体晶粒尺寸的影响没有加热温度显著。试验钢中出现近似球形状的析出相,即为富钒的非计量化合物M₈C₇析出相。根据Anelli改进模型和回归分析,建立了试验钢奥氏体晶粒长大的热力学模型,并结合析出相粒子对奥氏体晶粒钉扎作用,探讨了25Cr2Mo1VA钢的奥氏体晶粒长大规律及成因。     

Nimonic 80A合金螺栓的组织织构及高温应力松弛行为

利用SEM与EBSD技术研究Nimonic 80A高温合金螺栓的组织织构特点,并对不同温度下的高温应力松弛行为及组织织构演变进行分析。结果表明,合金中γ相组织未形成显著织构,晶粒取向择尤情况与晶粒尺寸无对应性。合金中第二相主要为γ′相与Cr的碳化物,γ′相在基体中弥散分布,而Cr的碳化物分别在晶界析出和沿螺栓轴向“链状”分布,其分布特征与γ晶粒组织及取向无显著关联性。应力松弛前后,晶粒组织、碳化物分布及织构均无明显变化,但γ′相发生了一定的粗化。载荷一定时,温度对应力松弛行为存在显著影响,即较高温度下样品的应力松弛率较高。较高温度下位错滑移更易开动,与样品中更多晶粒表现出较高晶粒取向散布(GOS)值相对应,但各晶粒GOS值的高低未表现出晶粒取向与晶粒尺寸依赖性。     

Nimonic 80A合金螺栓的组织织构及高温应力松弛行为

利用SEM与EBSD技术研究Nimonic 80A高温合金螺栓的组织织构特点,并对不同温度下的高温应力松弛行为及组织织构演变进行分析。结果表明,合金中γ相组织未形成显著织构,晶粒取向择尤情况与晶粒尺寸无对应性。合金中第二相主要为γ′相与Cr的碳化物,γ′相在基体中弥散分布,而Cr的碳化物分别在晶界析出和沿螺栓轴向“链状”分布,其分布特征与γ晶粒组织及取向无显著关联性。应力松弛前后,晶粒组织、碳化物分布及织构均无明显变化,但γ′相发生了一定的粗化。载荷一定时,温度对应力松弛行为存在显著影响,即较高温度下样品的应力松弛率较高。较高温度下位错滑移更易开动,与样品中更多晶粒表现出较高晶粒取向散布(GOS)值相对应,但各晶粒GOS值的高低未表现出晶粒取向与晶粒尺寸依赖性。     

Nb对2000 MPa桥索钢再加热过程中组织变化的影响

针对不同Nb含量的2种桥索钢,采用热膨胀仪、光学显微镜、扫描电子显微镜和硬度测试仪对其在箱式电阻炉连续加热过程中的组织演变和水冷淬火后的硬度进行了对比分析。结果表明:Nb元素可以细化桥索钢的原始组织,使其存在大量的铁素体和渗碳体的晶界,在连续加热过程中的开始阶段提供更多的奥氏体形核位置,使得奥氏体逆共析转变的起始温度降低,而终了温度升高,逆共析转变区域增大。同时,Nb元素形成的碳化物在加热阶段对奥氏体晶粒的长大具有拖拽作用,降低桥索钢在奥氏体形核后的长大速度,使得淬火后得到马氏体的硬度值降低,因此需要较高的温度来溶解合金碳化物使桥索钢充分奥氏体化。     

生产工艺对65Mn带钢奥氏体化行为的影响

通过奥氏体化实验,对比分析了薄板坯连铸连轧工艺(FTSR)和常规中板坯连铸连轧工艺(CCDR)生产的同规格65Mn带钢在奥氏体化过程中晶粒长大行为。结果表明:相比较于FTSR工艺,CCDR工艺生产的带钢珠光体组织更细小、均匀,层片间距更小。在较低奥氏体化温度下,晶粒正常形核、长大,CCDR生产的带钢可以获得更加细小、均匀的晶粒。而在较高奥氏体温度下,晶粒有异常长大的趋势,两种工艺生产的带钢获得了相近尺寸的奥氏体晶粒。     

Nb对2000 MPa桥索钢再加热过程中组织变化的影响

针对不同Nb含量的2种桥索钢,采用热膨胀仪、光学显微镜、扫描电子显微镜和硬度测试仪对其在箱式电阻炉连续加热过程中的组织演变和水冷淬火后的硬度进行了对比分析。结果表明:Nb元素可以细化桥索钢的原始组织,使其存在大量的铁素体和渗碳体的晶界,在连续加热过程中的开始阶段提供更多的奥氏体形核位置,使得奥氏体逆共析转变的起始温度降低,而终了温度升高,逆共析转变区域增大。同时,Nb元素形成的碳化物在加热阶段对奥氏体晶粒的长大具有拖拽作用,降低桥索钢在奥氏体形核后的长大速度,使得淬火后得到马氏体的硬度值降低,因此需要较高的温度来溶解合金碳化物使桥索钢充分奥氏体化。     

合金元素对双相钢形变及退火织构的影响

分析了双相钢冷变形过程中形变织构的演变规律以及合金元素对双相钢形变织构的影响规律。分析结果表明,虽然存在有少量珠光体,但双相钢冷变形织构与体心立方金属相近;非碳化物形成元素Si的加入对形变织构没有明显的影响;碳化物形成元素Cr和Nb导致形变织构在α取向线的{112}<110>取向位置上的取向密度增强。测试分析了双相退火过程中钢的织构演变规律。结果表明,退火时晶粒的取向将沿着α取向线向γ取向线位置转变,Si或Cr对晶粒取向改变的阻碍作用不明显,微合金元素Nb明显阻碍晶粒取向改变,退火织构仍保持很高的α取向线织构组分。对上述的实验结果进行了理论分析。     

高碳铬钼钢贝氏体碳化物形貌及其形成机理

 取9Cr2Mo钢和GCr15钢,奥氏体化后进行中温等温转变,采用金相显微镜和QUANTA-400扫描电子显微镜研究贝氏体碳化物的形貌及其形成机理。结果表明,9Cr2Mo钢和GCr15钢的上贝氏体组织呈羽毛状,上贝氏体碳化物呈长短不一的薄片状或短棒状,分布在铁素体亚片条或亚单元之间,其排列与贝氏体铁素体片条轴向大体上平行分布;下贝氏体组织呈竹叶状或针状,下贝氏体碳化物呈细片状或纤维状等形状,分布在铁素体片中间,大多数与片条的主轴方向交角排列,但角度不等。钢中贝氏体碳化物在γ/α相界面上形核,向奥氏体中和铁素体亚单元间长大,是碳原子沿着相界面扩散的过程。     

氮对AHPV10钢奥氏体中VC析出动力学的影响

以材料热力学及动力学为基础,以Fe-V-C-N四元系为研究对象,对比研究了1 130℃恒温条件下,碳化物VC及V(Cy,N1-y)在奥氏体中从形核、长大到熟化的连续过程.各元素在碳化物-基体界面处达到局部平衡,根据基体成分以及每个碳化物的大小分别计算出生长速度.当碳化物生长进入熟化阶段,在Gibbs-Thomson效应作用下,小颗粒开始回溶,大颗粒继续长大,表现为总颗粒数量减少,平均半径变大.结果表明氮主要参与碳化物的形核过程,并强烈促进碳化物的形核,使更多的细小碳化物生成,在熟化阶段,通过降低温度的方式可以抑制细小碳化物的回溶,从而达到最终细化碳化物的目的.     

铌微合金化对高铁车轮钢奥氏体形核和长大的影响

 针对碳质量分数为0.47%中碳高铁车轮钢,研究了铌微合金化对前驱体为铁素体-珠光体的组织发生奥氏体逆相变的影响。结果表明,铁素体-珠光体钢的逆相变是一个由碳原子扩散控制的过程,奥氏体优先在珠光体内的铁素体与渗碳体（α/Fe3C）片层界面处形核,并且沿平行于珠光体片层方向的长大速率比垂直于珠光体片层方向更快。含铌车轮钢细化的珠光体组织可以提高奥氏体的形核率,有利于细化奥氏体晶粒。随着再加热温度的提高,含铌车轮钢的奥氏体混晶温度（960 ℃）比不含铌的钢高80 ℃,因此通过铌微合金化可扩大再加热奥氏体化温度窗口。结合Thermal-Calc热力学计算和透射电镜分析,铌在中碳钢中主要以析出物的形式存在,析出钉扎作用是其细化奥氏体晶粒、推迟混晶现象出现的主要机制。     

汽车用齿轮钢奥氏体晶粒长大与第二相粒子控制技术研究进展

伴随着全球双碳政策的实施,节能减排成为汽车制造业发展的首要目标之一.汽车用齿轮钢采用的更高温度结合更短时间的渗碳工艺是目前各齿轮生产企业最为直接的降碳措施,但齿轮钢在高温渗碳生产过程中却时常发生奥氏体晶粒异常粗大的问题,且渗碳温度越高混晶现象越严重.因此,各企业对齿轮钢进行微合金化,通过添加微合金元素在加热过程中析出第二相粒子产生钉扎作用来阻碍奥氏体晶粒异常长大,从而需要对复杂的齿轮钢奥氏体晶粒长大与第二相粒子析出机制进行研究.通过对奥氏体晶粒度、奥氏体晶粒长大机制及模型、第二相粒子(Nb(C,N)/AlN)对奥氏体晶界移动的钉扎作用及模型、以及加热温度与保温时间对奥氏体晶粒长大和第二相粒子钉扎作用的影响等进行了文献综述,阐明了奥氏体晶粒长大规律、第二相粒子的控制方法与抑制奥氏体晶粒长大的钉扎机制,为高质量齿轮钢的生产提供参考.     

矿用高强度链环钢23MnNiMoCr54奥氏体晶粒长大行为的研究

研究结果表明:链环钢23MnNiMoCr54奥氏体晶粒的粗化温度为900℃,为避免“混晶现象”的发生,最佳奥氏体化工艺在850℃下保温30 min.在相同保温时间下,奥氏体晶粒随着加热温度在850～1 100℃内升高呈指数关系长大.在相同加热温度下,平均奥氏体晶粒尺寸与保温时间的关系符合Beck模型,晶粒长大指数n随着...     

未变形和变形奥氏体→贝氏体相变后的钢热蚀表面的扫描电镜观察

利用扫描电镜对12Cr2MoWVTiB钢在HM-100型高温金相显微镜动态实验后的热蚀表面进行了观察。发现在未变形奥氏体中,贝氏体铁素体优先在细小夹杂处形核。但是,在变形奥氏体中,贝氏体铁素体的主要形核地点是奥氏体晶粒和亚晶粒边界。奥氏体形变不仅促进贝氏体铁素体的形核,而且能抑制它的生长,结果导致贝氏体组织细化。     

38MnSiVS非调质钢奥氏体晶粒长大模型

细化奥氏体晶粒是控制钢的组织与力学性能的重要方法。为了控制38MnSiVS非调质钢在轧制待温时间内的晶粒尺寸,利用热变形与定量金相方法,研究了38MnSiVS非调质钢变形后在不同待温温度、不同待温时间的再结晶奥氏体晶粒长大规律。结果表明,38MnSiVS非调质钢再结晶奥氏体晶粒长大过程与时间满足幂指数关系。基于试验数据,通过数值解析和非线性回归分析求得Anelli、Sellars与Sellars修正模型3种晶粒长大模型,其中Sellars修正模型预测误差最小为0.73%,能够更加精确地预测38MnSiVS非调质钢晶粒长大规律。由于形变储能等因素的影响,变形后再结晶奥氏体晶粒长大激活能为161 737.65J/mol,远小于再加热过程奥氏体晶粒长大激活能。     

热加工对含氮马氏体不锈钢组织转变和性能的影响

采用Thermal-calc计算了含氮马氏体不锈钢20Cr13的合金相图,据此进行了关键热加工工艺参数设计。采用金相、扫描电镜、X射线衍射、高温热模拟试验、拉伸试验和硬度测试等方法,研究了高温下均热温度对高温组织转变的影响以及高温铁素体对高温塑性的影响,同时研究了退火和淬火工艺对组织和性能的影响。结果表明:铸锭中的少量δ铁素体在单相奥氏体区高温长时间均热后并未消除;δ铁素体的存在降低了马氏体不锈钢的高温塑性;在临界温度长时间退火后,组织为铁素体基体上弥散分布球状碳化物的索氏体及沿晶界呈断续分布的点状碳化物,随退火温度的提高,索氏体晶粒尺寸增大,碳化物选择性地在晶界粗化长大,并呈断续状点状分布;950~1100℃奥氏体化淬火后的组织为板条马氏体+碳化物+少量残余奥氏体。淬火温度较低时,碳化物和残余奥氏体含量较高,淬火后马氏体硬度较低,提高淬火温度,碳化物充分溶解,奥氏体中的碳含量增加,淬火后板条马氏体硬度升高。     

加热参数对T122高铬耐热钢奥氏体晶粒异常长大的影响

 12Cr 2W Mo Nb V Cu N B钢(简称T122钢)是一种新开发、用于超超临界火电机组的马氏体耐热钢。在奥氏体化过程中,发现该钢种有异常晶粒长大现象。为此,研究了950~1 250 ℃奥氏体化温度下,保温时间和加热速率对奥氏体晶粒长大的影响,同时热力学计算的平衡相转变被用于更好了解加热过程中组织的演变。为了检测异常晶粒长大,系统研究了晶粒尺寸分布,并采用晶粒尺寸相对差(RD)比较了不同加热参数下奥氏体晶粒长大行为。结果表明,加热速率对奥氏体化晶粒长大有显著影响。当加热速率大于临界值时,存在一个异常晶粒长大的温度范围,此温度范围为1 000~1 100 ℃;加热速率小于临界值时,则不会出现异常晶粒长大现象。随着保温时间的增加,异常晶粒长大所造成的晶粒不均匀程度逐渐降低。     

奥氏体化温度对30Cr3SiMnNiWMo钢组织性能的影响

试验研究了860～980℃奥氏体化处理对30Cr3SiMnNiWMo钢(%:0.28C、0.74Mn、1.04Si、2.70Cr、1.15Ni、0.45Mo、1.04W、0.07V、0.05Al)组织以及260℃回火后钢的力学性能的影响。结果表明,30Cr3SiMnNiWMo钢860～920℃淬火组织中存在大量M6C碳化物,对回火钢的韧性不利;950℃淬火后,钢中M6C碳化物基本溶解,原奥氏体晶粒开始长大,回火后钢的强度降低;30Cr3SiMnNiWMo钢经920℃1h油淬+260℃2h回火可以获得具有少量残余奥氏体和未溶碳化物的板条马氏体组织,并具有优良的强韧性(Rm=1680 MPa, Rp0.2=1330 MPa,A=13%, Z=58.5%, AKU=85 J) 。     

变质处理对超高锰钢铸态和热处理组织的影响

通过显微组织观察、成分分析和热力学计算，研究了变质处理对超高锰钢铸态和热处理组织的影响。结果表明，变质处理可使铸态组织中的奥氏体晶粒明显细化，晶界碳化物的网状特征消失；使热处理组织中的夹杂物球化，碳化物细化，且分布更加均匀弥散；超高锰钢凝固时的形核次序为ＣａＳ（ＣｅＳ）→ＴｉＣ→Ｆｅ３Ｃ（奥氏体），它们可通过两次匹配异质形核的方式提高形核率，增强变质效果。