退火温度对铁素体/马氏体双相钢组织及性能的影响

利用扫描电镜、室温拉伸、冲击测试等试验方法,采用两相区退火,研究了退火温度对铁素体/马氏体双相钢组织和性能的影响。结果表明:试验钢热轧态组织为铁素体+马氏体,铁素体含量为32.8%;随着两相区退火温度由720 ℃逐渐提高至830 ℃,铁素体含量由45.7%降低到23.6%,马氏体含量逐渐提高;试验钢的屈强比由热轧态的50%,提高至830 ℃退火后的60%;试验钢的冲击吸收能量与铁素体含量成线性关系。     

含Nb热轧带钢中过冷奥氏体连续冷却转变行为

采用Formastor-FII型全自动相变仪研究了含铌热轧带钢奥氏体连续冷却过程中的相变规律,用热膨胀法结合金相法建立了含Nb和不含Nb试验钢奥氏体的连续冷却转变曲线(CCT),研究了冷却速度和合金元素Nb对组织转变的影响。结果表明,同不含Nb钢相比,含Nb钢可以在更大的冷却速度区间得到单一的贝氏体组织;在冷却速度不断增大的条件下,奥氏体向铁素体、珠光体转变开始温度显著降低。其中,不含Nb钢中,奥氏体向铁素体、珠光体转变开始温度分别降低10 ℃左右,含Nb钢中分别降低10、20 ℃左右;合金元素Nb不仅能够抑制高温转变,还能够细化铁素体晶粒尺寸,减少铁素体体积分数,而且使针状铁素体的临界冷却速度降低,扩大针状铁素体形成的冷却速度范围,有利于针状铁素体的生成。     

汽车用热轧酸洗钢板SAPH440的实验室研制与工业试生产

为了开发汽车用热轧酸洗板SAPH440,设计了四种试验钢的成分,研究了不同Nb、C配比对钢的组织和性能的影响。结果表明:Nb能显著细化钢的晶粒尺寸,但在超低碳钢中的晶粒细化效果有限;钢中的珠光体含量随C含量增加而增加,过高的C,容易在热轧后钢中形成带状组织。添加了0.08%C-0.015%Nb的试验钢具有最佳的综合性能。在试验基础上进行了工业试生产,试制钢卷的力学性能优异,完全满足要求。     

热轧酸洗钢卷SAPH440的工艺优化

随着汽车制造业的发展,汽车底盘成形结构件对SAPH440热轧酸洗板等原料产品性能的要求不断提高,常规产品的工艺定位已无法满足个性化需求。文章介绍了本钢SAPH440热轧酸洗钢卷为满足低屈服强度和高扩孔率等客户个性化需求而进行工艺优化的过程,以及优化前后组织和性能情况。在本钢成熟的SAPH440热轧酸洗产品的表面控制工艺基础上调整工艺设计,采用适当的碳含量和热轧工艺,生产出满足客户需求的低屈服强度SAPH440和高扩孔率SAPH440热轧酸洗钢卷。低屈服强度SAPH440组织为铁素体和珠光体,铁素体平均晶粒度12级,屈服强度350 MPa左右,屈强比0.75。高扩孔率SAPH440组织为铁素体和珠光体,铁素体平均晶粒度12.5级,珠光体弥散分布,板厚中心位置无带状组织,扩孔率大于110%。     

退火工艺对E355汽车结构钢组织和性能的影响

以工业生产的E355汽车结构用热轧钢板为试验材料开展退火试验,分析不同试验条件下E355汽车结构用热轧钢的显微组织和力学性能。结果表明:在试验条件下,随着冷却速度的升高,试样的组织细化,屈服强度、抗拉强度升高,低温冲击吸收能量降低;随着保温温度由880℃升高至920℃,奥氏体晶粒度降低,空冷和400℃炉冷试验钢的铁素体组织略微粗化,炉冷试样铁素体组织明显粗化;随着保温时间增加,试样的力学性能变化不明显,低温冲击吸收能量降低。E355钢最佳退火工艺为:880、900℃保温20 min后空冷。     

合金元素含量对汽车大梁用610L钢组织与性能的影响

采用“调Si、降Nb、加Ti”的合金设计理念,结合优化的控轧控冷工艺,开发出一种新型汽车大梁用610 MPa级Ti-Nb-Si系低碳微合金钢。结果表明,当Si、Nb和Ti的质量分数分别为0.04%、0.03%和0.06%时,试验钢在热轧后水冷(15～20℃/s)至卷取温度时的显微组织为铁素体+珠光体,且在铁素体基体内分布着高密度的纳米析出相,综合力学性能较好,屈服强度为539 MPa,抗拉强度为633 MPa,伸长率为20.5%,扩孔率为66.4%,各项力学性能和扩孔性能均满足汽车大梁用610L钢的性能要求。     

首钢汽车结构用热轧酸洗带钢SAPH440的开发

随着工业生产的发展,热轧酸洗带钢已经广泛用于汽车、空调等行业。在汽车应用方面,热轧酸洗带钢主要用于制造横梁、支架等结构件。介绍了首钢汽车结构用热轧酸洗带钢SAPH440炼钢、热轧等生产工艺,检验并分析了其基体组织、力学性能和表面质量等。结果说明,金相组织为铁素体+少量的珠光体,铁素体晶粒度为11级,仅发现夹杂物1.0级D类和0.5级DS类,力学性能满足相关标准要求。针对热轧酸洗板在酸洗过程中易于发生划伤、停车斑和辊印等缺陷,提出了具体改进措施。     

快速冷却工艺对Q420E钢板性能的影响

利用Q345D连铸坯料(0.16C,0.26Si,1.40Mn,Nb+Ti0.040)制备Q420E钢,采用不同冷却速率和终冷温度的快冷工艺进行了厚30 mmQ420E钢高强度板试验,研究了冷却速率和终冷温度对其强度及韧性的影响。结果表明,随着冷却速率的增大和终冷温度的降低,铁素体晶粒尺寸减小,钢板强度和韧性提高,伸长率下降;当终冷温度控制在480~520℃之间,冷却速度控制在8~15℃/s之间时,组织为铁素体+珠光体+贝氏体组织,心部铁素体晶粒尺寸为7.2μm,钢板综合性能达到国标Q420E级别的要求,成功实现采用Q345D轧制30 mm厚的Q420E钢板的低成本生产,并为更高级别钢种的性能提升提供了依据,但轧制过程中部分钢板出现了心部偏析,以及快冷工艺对于钢板焊接性能的影响,仍然需要做进一步研究。     

冷却工艺对热轧铁素体贝氏体双相钢组织与性能的影响

设计了一种低碳铁素体贝氏体双相钢,用Gleeble-3500热模拟机测定了该试验钢变形后的连续冷却转变(CCT)曲线,并对试验钢进行了控轧控冷试验,研究不同冷却工艺对试验钢组织和性能的影响。结果表明,变形后的CCT曲线分为铁素体转变区和贝氏体转变区。试验钢热轧后经不同冷却方式都能获得铁素体贝氏体双相组织。三段式冷却方式比两段式冷却得到的铁素体体积分数减少,晶粒尺寸更小。840 ℃终轧后水冷到690 ℃,空冷8 s左右,试验钢抗拉强度达到765 MPa,伸长率为20%,综合性能良好。     

一种800 MPa级高强建筑用钢的试验研究

针对当前我国高强建筑用钢的开发,采用Ti-Nb微合金化技术设计试验钢化学成分,通过热膨胀试验确定了试验钢的动态CCT曲线,基于此设计了实验室热轧试验方案,研究了工艺参数对试验钢组织、性能的影响。结果表明:当水冷终冷温度大于610 ℃时,试验钢的显微组织为铁素体+珠光体;当水冷终冷温度小于390 ℃时,试验钢显微组织为少量铁素体+贝氏体;当终轧温度为810 ℃、水冷终冷温度为350 ℃时,试验钢显微组织为少量铁素体+贝氏体,屈服强度为837 MPa,这是细晶强化、相变强化、析出强化共同作用的结果,为800 MPa高强钢筋的研究开发提供了数据支撑和理论指导。     

低碳高强舰船用钢的CCT曲线及其组织性能

采用Gleeble-3500热模拟试验机、光学显微镜和扫描电镜等研究了低碳高强舰船用钢的连续冷却转变曲线(CCT曲线)及热轧后终冷温度对组织性能的影响。结果表明,试验钢连续冷却转变只发生了铁素体、贝氏体相变。试验钢轧后快速冷却至不同终冷温度立即空冷工艺下,室温组织主要为贝氏体和多边形铁素体,且随着终冷温度降低,贝氏体的含量增多。与直接空冷至室温相比,随着终冷温度提高,试样的强度呈先降低后增加趋势,然而,终冷温度提高到650 ℃时,试样强度却降低。终冷温度为600 ℃时,屈服强度和抗拉强度最高,分别为644.28 MPa和为679.71 MPa,－20 ℃的冲击吸收能量最优,为112 J。     

Ti微合金化超高强度工程机械用钢研制

在实验室研制了不同Ti、Nb含量的热轧钢板,并对钢板进行了轧后冷却试验,研究了Ti、Nb微合化和热轧工艺对钢板组织和力学性能的影响。在实验室研究基础上,采用微合金化工艺路线,通过控轧控冷工艺,终轧后层流冷却工艺(卷取温度采用590℃),成功试制了700 MPa级工程机械用钢。结果显示,试验钢的屈服强度大于700 MPa,抗拉强度大于785MPa,并具有良好的冲击性能、成形性能。试验钢的组织为铁素体+少量珠光体+微量马氏体,同时,在铁素体的基体上存在大量纳米级的弥散析出或相间析出的(Nb,Ti)(C,N)析出相,有效提高了试验钢的强度。     

马氏体体积分数对热轧双相钢力学性能和n值的影响

通过热轧和模拟超快冷试验,试制出780 MPa级热轧双相钢,研究了马氏体的含量、形貌、分布对热轧双相钢力学性能和n值的影响。结果表明,试验钢经850℃终轧后,组织为铁素体+马氏体,抗拉强度853 MPa,屈服强度464 MPa,屈强比0.54,伸长率19.5%,n值0.14,达到热轧DP780性能要求。在高马氏体含量下(28.2%),随着马氏体含量的增加,组织中的马氏体由弥散分布的片状马氏体逐渐转变为连续的板条状马氏体,马氏体的尺寸逐渐增加;而多边形铁素体部分转变为准多边形铁素体,铁素体尺寸逐渐减小。热轧双相钢的强度和屈强比逐渐提高,而伸长率和n值逐渐降低。     

卷取温度对540 MPa级热轧酸洗板组织性能的影响

对不同卷取温度下540MPa级热轧酸洗板的组织性能进行了研究。结果表明,卷取温度为380℃时,540 MPa级热轧酸洗板组织为铁素体+粒状贝氏体,R_(eL)≥440MPa、R_m≥550MPa,A≥28%,扩孔率达100%;当卷取温度为290℃时,钢板组织中出现了马氏体,其屈服强度和抗拉强度明显提升,扩孔性能和伸长率下降;当卷取温度降至220℃时,钢板组织中出现了大量马氏体。因此,为获得理想的强度、塑性及扩孔性能,卷取温度不宜过低。     

控轧控冷工艺对440 MPa级船体钢组织与性能的影响

通过CCT曲线和实验室控轧控冷工艺试验,研究了440 MPa级船体钢的过冷奥氏体连续冷却(CCT)过程的相变以及组织性能。结果表明:试验钢在较宽的冷速范围内容易得到贝氏体组织,随着终轧温度的降低,试验钢的强韧性得到提高。轧后空冷条件下,试验钢得到铁素体+珠光体组织,韧性较好,但强度富余量相对较小。轧后加速冷却,试验钢的强度得到明显提升。模拟卷取温度为550 ℃时,试验钢的强韧性相对更好。综合分析,较优的控轧控冷工艺参数为:终轧温度840 ℃,轧后冷速(20±5) ℃/s,卷取温度550~560 ℃。     

高品质热轧双相钢的开发

为了提高热轧双相钢的品质,研究了化学成分、轧制工艺、冷却工艺和不同季节水温等参数对热轧双相钢组织和性能的影响。结果表明,无Si成分设计显著提高了热轧双相钢的表面质量;较低的终轧温度和中间保温温度有利于获得更为细小的铁素体组织和弥散的马氏体组织;低的卷取温度（280 ℃）可以获得铁素体+马氏体双相组织;冷却水水温的降低显著提高马氏体含量并提高双相钢的强度。基于上述研究,邯钢实现了系列热轧双相钢的稳定生产,双相钢制作的汽车车轮性能良好。     

紧凑式带钢(CSP)工艺生产汽车大梁板的组织演变和控制

利用Gleeble 1500热模拟试验机研究了紧凑式带钢(CSP)工艺生产汽车大梁板在不同连续冷却工艺条件下的组织变化情况,并绘制了试验条件下动态CCT曲线.试验结果表明,连铸板坯的连续冷却相变温度随着冷速的提高而降低,当冷却速率较低时,相变后的组织为多边形铁素体 部分珠光体;随着冷速的提高,铁素体晶粒尺寸减小,当冷却速率大于20 ℃/s,试样显微组织中出现部分粒状贝氏体.通过优化工艺参数可以生产出强韧性良好的热轧低碳高强度汽车板.     

正火温度对建筑用新型低温钢组织和力学性能的影响

以新型高强度低合金低温钢20MnV为研究对象,对其进行不同温度的正火处理,采用OM、SEM、力学性能测试、低温冲击性能测试等试验方法,研究正火温度对高强度低合金低温钢组织与力学性能的影响。研究表明:20MnV钢热轧态试样组织由条状铁素体、少量针状铁素体和珠光体组成,组织中有明显珠光体条带;随着正火温度的升高,组织中的条状、针状铁素体逐渐消失,组织更为均匀,且混晶组织逐渐等轴化。860℃正火处理后20MnV钢的塑性和低温性能最佳,伸长率达到21.5%,低温冲击吸收能量为59 J;920℃正火处理后20MnV钢的综合性能最佳,屈服强度与抗拉强度分别达到450 MPa与744 MPa,伸长率达到20.5%,低温冲击吸收能量为45 J。     

高品质热轧双相钢的开发

为了提高热轧双相钢的品质，研究了化学成分、轧制工艺、冷却工艺和不同季节水温等参数对热轧双相钢组织和性能的影响。结果表明，无Si成分设计显著提高了热轧双相钢的表面质量；较低的终轧温度和中间保温温度有利于获得更为细小的铁素体组织和弥散的马氏体组织；低的卷取温度（280 ℃）可以获得铁素体+马氏体双相组织；冷却水水温的降低显著提高马氏体含量并提高双相钢的强度。基于上述研究，邯钢实现了系列热轧双相钢的稳定生产，双相钢制作的汽车车轮性能良好。     

热处理工艺对工程机械用钢组织与性能的影响

研究了一次淬火、二次淬火和回火对工程机械用钢组织与性能的影响。结果表明:热轧态试验钢中的铁素体呈现出板条状形态,M/A岛则主要分布在奥氏体晶界和铁素体边界上;经过一次淬火处理后,工程机械用钢呈现出板条贝氏体形态,内部亚结构是高密度的位错缠结构成的位错胞;热轧态试验钢中的奥氏体含量约4.23%,经过一次淬火处理后试验钢中残留奥氏体基本消失;经过两次淬火和回火后,工程机械用钢获得了板条贝氏体组织以及弥散析出的细小颗粒状ε-Cu相;740~780℃二次淬火+500~560℃回火处理后,试验钢的力学性能满足工程机械用钢指标要求,且屈强比保持在0.86左右。