低成本900 MPa级工程机械用钢连续冷却转变行为的研究

针对当前不含Mo 低成本900 MPa级工程机械用钢的生产,采用Formastor-FⅡ相变仪,研究了900 MPa级工程机械用钢的连续冷却相变行为,分析了试验钢在连续冷却条件下的显微组织、显微硬度变化规律和贝氏体相变过程;结合热膨胀法和金相-硬度法绘制了试验钢的连续冷却转变曲线。结果表明:当冷却速率为0.25~0.5 ℃/s时,试验钢组织主要为铁素体和粒状贝氏体;冷却速率为1~2 ℃/s时,试验钢组织由粒状贝氏体和板条贝氏体组成;冷却速率为5~20 ℃/s时,试验钢组织为板条贝氏体和互锁状贝氏体,随着冷却速率的提高,板条贝氏体相变温度区间变窄,互锁状贝氏体相变温度区间变宽。冷却速率为5 ℃/s时,以板条贝氏体相变为主导,晶界形核速率高于晶内形核速率;冷却速率为10~20 ℃/s时,以互锁状贝氏体相变为主导,晶内形核速率高于晶界形核速率。冷却速率为0.25~2 ℃/s时,试验钢显微硬度随着冷却速率的增加而增加,硬度值从188HV升高到239HV;冷却速率为2~5 ℃/s时,出现硬度平台;冷却速率为5~20 ℃/s时,试验钢显微硬度随冷却速率的增加而增加,硬度值从240HV升高到270HV。     

超高强度船体结构用钢板F690连续冷却转变行为

在MMS-200热力模拟机上,利用膨胀法结合金相-硬度法,绘制了F690超高强度钢未变形和变形奥氏体的连续冷却转变曲线,研究了形变和冷却速率对F690钢相变行为及显微组织的影响.结果表明:850 ℃施加30%的变形后,一方面促进了较低冷却速率下(≤10 ℃/s)下的铁素体和粒状贝氏体相变,扩大了粒状贝氏体相变冷速范围;另一方面抑制了较快冷却速率下的板条贝氏体相变(>10 ℃/s).随着冷却速率的提高,显微组织由多边形铁素体+粒状贝氏体向板条贝氏体演变.     

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。     

含硼低碳贝氏体钢的TMCP工艺模拟

研究了一种Mn-Nb-B系低碳贝氏体钢,在MMS-300多功能热力模拟试验机上模拟不同的TMCP工艺制度,分析试验钢的显微组织及硬度,从而确定该试验钢最佳TMCP参数组合.变形量为15％、30％和50％时,试验钢相变组织均为单相粒状贝氏体.变形量为50％时,其显微组织均匀细小,硬度较高;变形温度为880、850、820、780℃时,试验钢相变组织都是以粒状贝氏体为主,变形温度较高时,组织较粗大.变形温度较低时,组织中铁素体较多,中间变形温度为850℃时,组织为均匀细小的粒状贝氏体,硬度较高;终冷温度为600、550、500、400℃时,相变组织都是铁素体和粒状贝氏体.终冷温度越低,组织越细小,但在400℃出现板条贝氏体,在终冷温度为500℃时,组织为均匀细小的粒状贝氏体,硬度也较高.最终确定该试验钢最佳的TMCP工艺参数为:变形量50％、变形温度850℃、终冷温度500℃.     

Mo和Ni对低合金耐磨钢连续冷却转变的影响

用热力模拟实验机测定了不含Mo和Ni、含Mo不含Ni、含Mo和Ni 3种成分低合金耐磨钢的连续冷却转变(CCT)曲线,用光学显微镜、透射电镜观察了连续冷却过程中的显微组织,研究了连续冷却条件下的组织演变规律,分析了Mo和Ni元素对显微组织和硬度的影响。结果表明:随冷速的增加,试验钢的转变组织主要有铁素体、粒状贝氏体、板条贝氏体以及板条马氏体。Mo、Ni的添加使耐磨钢在低冷却速率下抑制了铁素体相变,促进了贝氏体相变;在高冷却速率下促进了马氏体相变,提高了临界冷却速率。Ni的添加对显微硬度的增加作用更明显。     

550MPa级桥梁钢形变奥氏体连续冷却转变行为研究

采用Gleeble-3500热模拟试验机模拟了550 MPa级桥梁钢板热变形奥氏体的动态连续冷却转变过程,结合金相法绘制实验钢的CCT曲线,并对相变组织进行硬度和拉伸性能测试。结果表明,当冷却速度小于1℃/s时,钢的冷却组织为粒状贝氏体,其基体为铁素体;当冷速为5℃/s时,转变组织中开始出现少量板条贝氏体,为粒状贝氏体+板条贝氏体的混合组织,且粒状贝氏体岛状组织明显沿板条界面分布;随冷速继续增大,粒状贝氏体减少,板条贝氏体特征更加明显。随冷速的增大,组织细化,连续冷却转变组织硬度增加,强度升高。     

700MPa级低碳微合金高强钢的相变规律研究

利用Gleeble-1500热/力模拟实验机,研究了新开发的屈服强度700 MPa级高强钢的相变规律,分析了不同冷却速率对钢组织及性能的影响。结果表明,贝氏体相变在较宽的冷速范围内发生,在0.5℃/s~40℃/s的冷却速度范围内均可以得到贝氏体组织。在研究的冷却速度范围内,贝氏体开始相变温度在525℃~620℃之间,转变结束温度在332℃~479℃之间。随着冷却速度的提高,贝氏体开始相变温度降低,冷却速度从0.5℃/s增大至40℃/s,贝氏体开始相变温度下降了95℃,转变结束温度降低了147℃,且随着冷却速度的增加,显微组织由以粒状贝氏体为主转变为以板条贝氏体与马氏体,且板条尺寸也越来越细小。10~20℃/s之间冷速为700 MPa级高强钢最佳冷却速度范围。冷速从0.5℃/s上升到40℃/s的过程中,样品的硬度由254 Hv上升到369 Hv,约上升了115 Hv。     

0.19C-1.53Si-2.54Mn贝氏体钢连续冷却过程中的组织演变

通过Gleeble-3500热模拟试验机,结合热膨胀法、金相法及硬度法,研究了低碳硅锰钢连续冷却过程中组织形貌特征及形成机理。结果表明:在连续冷却过程中,冷速在0.5~10℃/s,出现呈块状或条状的铁素体;在0.5~30℃/s冷速,粒状组织、粒状贝氏体逐渐演变为板条贝氏体铁素体;在30~40℃/s,显微组织主要是板条马氏体及少量贝氏体,板条贝氏体铁素体显深褐色,板条马氏体显浅棕色。随连续冷却速度升高,试验用钢的显微硬度也随之升高。     

X120管线钢的连续冷却相变及显微组织

采用Gleeble 1500热模拟试验机,模拟在1100 ℃变形30%和在850 ℃变形35%变形之后在0.5～50 ℃/s冷却速率下的X120管线钢的连续冷却过程,通过光学显微镜、透射电镜、维氏硬度计及显微力学探针分析,研究了X120管线钢的相变温度、显微组织及维氏硬度的变化规律.结果表明:当冷却速率在20～50 ℃/s时,试验钢的组织主要为下贝氏体和板条马氏体.下贝氏体的相变开始温度在470℃左右,终止温度在320～330℃.钢的硬度随冷却速率提高而逐渐增加,最高硬度达320 HV.     

Q500qENH桥梁耐候钢CCT曲线的测定及其组织、硬度

为了深入了解Q500qENH钢在连续冷却相变过程中组织及硬度的变化及原因,通过热膨胀法和金相-硬度法绘制了Q500qENH钢的动态连续冷却转变曲线(CCT曲线),研究了冷却速度对其组织、硬度及相变行为的影响。结果表明：冷速在0.1～0.3℃/s时,试验钢的组织为多边形铁素体和少量珠光体与贝氏体;冷速在0.5～10℃/s时,组织主要为粒状贝氏体,冷速在15～30℃/s时,组织主要为板条贝氏体和粒状贝氏体,随着冷速的增大,粒状贝氏体的含量逐渐降低,板条贝氏体的含量不断增加,在25～30℃/s较大冷速时,有极少量的马氏体产生。随着冷速由0.1℃/s增加至30℃/s,试验钢的硬度基本呈线性增大,由154 HV0.2增加至352 HV0.2,基体组织的细化是硬度不断增大的主要因素。     

低碳Mn-Nb-V和Mn-Mo-Nb-V钢中的贝氏体转变

大森等和Habraken曾分别研究了低碳低合金钢中出现的B_Ⅰ型、B_Ⅱ型、B_Ⅲ型贝氏体和粒状贝氏体的特点和形态。我们对低碳Mn-Nb-V和Mn-Mo-Nb-V钢中的贝氏体进行光学显微镜和透射电子显微镜观察,研究贝氏体形态和转变。试验用钢用感应炉冶炼,锻成直径15 mm的圆棒,经退火加工成直径12mm厚2mm的片试样。其化学成分如下(wt-%):     

Cr-Ni-Cu桥梁耐候钢的连续冷却相变及其组织和硬度

为了掌握Cr-Ni-Cu桥梁耐候钢在连续冷却过程中组织及硬度的变化及其原因,借助JMatPro软件模拟计算了连续冷却转变(CCT)曲线和等温转变(TTT)曲线,采用Gleeble-3800热模拟试验机、金相显微镜、扫描电镜和硬度计等试验手段研究了Cr-Ni-Cu桥梁耐候钢在不同冷却速度下的微观组织和硬度的变化,探讨了冷却速度对组织、硬度及相变行为的影响。结果表明,对Cr-Ni-Cu桥梁耐候钢进行1050℃和860℃两阶段高温变形后,随着冷却速度由0.1℃/s增加至30℃/s,组织依次为多边形铁素体+珠光体→多边形铁素体+贝氏体→粒状贝氏体→粒状贝氏体+马氏体,硬度由155 HV0.2增加至373 HV0.2。当冷却速度由0.1℃/s增加至3℃/s,硬度的增加主要是由于多边形铁素体晶粒的细化。当冷却速度由5℃/s增加至30℃/s,硬度的增大主要来自于贝氏体组织的不断细化和马氏体含量的不断增加。     

轧后冷速对低碳贝氏体钢组织性能影响

模拟两阶段控轧控冷工艺,进行了低碳贝氏体钢轧制实验,分析了轧后快速水冷和空冷对低碳贝氏体钢组织及性能的影响。结果显示,钢轧后,在两种冷速下得到的组织形貌差别较大,快速水冷得到强度较高的板条贝氏体组织,缓冷得到强度较低的粒状贝氏体组织,粒状贝氏体的形成温度较高,没有明显板条特征;板条贝氏体屈服强度比粒状贝氏体高出278MPa,抗拉强度高出307MPa;而粒状贝氏体的塑性和韧性指标明显优于板条贝氏体,延伸率和-20℃低温冲击功指标是板条贝氏体的近3倍。     

改善中碳Cr-Mn-Si钢淬透性的合金化研究

借助于传统的末端淬火试验方法研究了添加Mo、Mo+B和Mo+Ni对改善中碳Cr-Mn-Si钢淬透性的有效性。结果表明,中碳Cr-Mn-Si钢及分别添加Mo、Mo+B和Mo+Ni时形成粒状贝氏体相变倾向较大,端淬试样空冷端即形成粒状贝氏体,因此端淬曲线上无法得到符合SAE J406标准的理想临界直径(D_I)等淬透性定量信息。然而,端淬曲线的硬度与微观组织对应关系证明添加Mo、Mo+B和Mo+Ni均可降低粒状贝氏体相变倾向,增大马氏体形成能力,从而改善淬透性。虽然添加Mo+B时抑制粒状贝氏体相变、改善淬透性的效果明显,但易受钢中的冶炼残留Al和N的影响,而添加Mo+Ni复合改善淬透性的作用更具优势,且不受钢中的冶炼残留Al和N的影响,因此添加Mo+Ni成为改善中碳Cr-Mn-Si钢淬透性优选的合金化方向。     

Continuous cooling transformation behavior and impact toughness in heat-affected zone of Nb-containing fire-resistant steel

Simulated heat-affected zone continuous cooling transformation diagram was developed for advanced fireresistant steel. Over a wide range of cooling rates, corresponding to t_8/5 from 6 s to 150 s, granular bainite was the dominant transformation constituent, while the morphology of less dominant martensite-austenite (M-A) constituent changed from film-like to block-type constituent; but the hardness remained similar to the average value of 190-205 HV (0.2). The start and finish transformation temperature was high at 700 °C and 500 °C, and is different from the conventional high strength low alloy steels. It is believed that the high-content (0.09 wt%) of Nb may promote bainite transformation at relatively high temperatures. Martenistic matrix was not observed at high cooling rate and the film-like M-A constituent and blocky M-A constituent with thin film of retained austenite and lath martensite were observed on slow cooling. Excellent impact toughness was obtained in the heat-affected zone with 15-75 kJ/cm welding heat input.     

典型冷作模具钢经强化奥氏体化后的过冷奥氏体中温转变研究

研究了典型冷作模具钢65Cr4W3Mo2VNb、Cr7Mo3V2Si和Cr12MoV经强韧化奧氏体化后的过冷奥氏体中温转变。测定了其中温转变TTT曲线,求出了强韧化奥氏体化后钢中基体含碳量,得出了奥氏体化温度和中温转变等温温度对下贝氏体组织的影响以及中温转变等温时间对下贝氏体量的影响规律,还得出了部分低温转变对随后中温转变下贝氏体形成孕育期和下贝氏体组织的影响特点,包括连续冷却和等温马氏体转变的影响规律。     

Ni含量对EQ70海洋工程用钢CCT曲线的影响

采用DIL805A热膨胀仪测定了Ni含量分别为1.53%、1.72%、1.81%、2.06%的EQ70海洋工程用钢在不同冷速下的热膨胀曲线,结合组织观察和维氏硬度测定绘制其连续冷却转变曲线。结果表明,冷速在0.5 ℃/s以下,试验钢的组织为贝氏体,冷速超过2 ℃/s时,组织全部转变为马氏体。随着Ni含量增加,试验钢的Ac₃几乎不变,Ac₁和Ms降低,贝氏体转变的温度区间缩小,贝氏体转变的冷速范围扩大,贝氏体的形貌也发生变化,马氏体形貌没有发生明显变化。     

���Է�Ӧ��ѹ������508-3��CCT���ߵ�Ӱ��

采用Formastor-FⅡ自动相变仪测试了两组不同Al含量的508-3试验钢在不同冷速下的相变点,利用光学显微镜观察了不同冷速下试验钢的金相组织,并测试了维氏硬度,绘制了完整的CCT曲线。结果表明:添加一定量的Al可以降低508-3钢马氏体转变的临界冷速,降低贝氏体转变开始温度,推迟铁素体/珠光体转变,使得CCT曲线整体右移,从而提高了508-3钢的淬透性。     

Cr对20MnSiV门架型钢动态CCT曲线和性能的影响

利用热膨胀相变仪研究了不含Cr和含0.3%(质量分数)Cr的叉车门架用20MnSiV钢的连续冷却转变行为,通过光学显微镜观察试验钢在不同冷速下的显微组织,并检测其维氏硬度,得到了试验钢的动态连续冷却转变(CCT)曲线。结果表明,0.1~10 ℃/s的冷速范围内,试验钢在添加0.3%Cr后,贝氏体转变的临界冷速降低,综合力学性能提高,但易在偏析严重区域生成贝氏体和马氏体混合相,使-20 ℃低温冲击性能稳定性下降。通过采取末端电磁搅拌、降低终轧温度、加大末道次变形量、减小轧件空冷间距等措施,能够消除成品异常显微组织,提高低温冲击稳定性。