冷却工艺对Ti微合金高强钢组织和性能的影响

采用SEM、TEM、拉伸及冲击试验等方法,对比研究了3种热轧后冷却工艺对Ti微合金高强钢板组织和性能的影响。结果表明,当轧后采用快冷+空冷工艺和空冷弛豫+层流冷工艺时,钢板组织均以粒状贝氏体组织为主,并存在少量珠光体,第二相粒子弥撒分布,尺寸小于10 nm,力学性能良好,且采用后者工艺钢板性能优于前者;当轧后采用快冷+炉冷工艺时,珠光体组织增多,第二相析出量少,尺寸大,综合力学性能较差。     

变形和冷却工艺对含Ti-Nb高强汽车用钢组织性能的影响

为进一步降低成本和提高生产效率,通过热模拟实验研究了奥氏体化温度、变形温度、冷却速率和卷取温度对抗拉强度650 MPa级Ti-Nb微合金化汽车用钢组织和性能的影响规律,并进行了工业试制。结果表明：随着板坯加热温度的升高,实验钢中的析出物回溶于奥氏体中,使得奥氏体晶粒尺寸逐渐增大,综合考虑奥氏体晶粒尺寸大小和均匀程度,实验钢的最优奥氏体化温度为1 220℃;随着变形温度的升高,实验钢中的铁素体体积分数逐渐减少,晶粒逐渐粗化,实验钢的硬度变化是细晶强化和相变强化综合作用的结果;随着冷却速率的增加,实验钢中铁素体含量逐渐降低且晶粒逐渐细化,实验钢硬度增加;随着卷取温度的升高,实验钢的硬度逐渐降低,在本实验条件下最优的卷取温度为650℃。基于热模拟研究结果,在工业现场成功制备出抗拉强度650 MPa级高强汽车用钢,其组织为铁素体和少量的贝氏体;其屈服强度、抗拉强度、伸长率分别为593 MPa, 676 MPa和24.2%,满足EN 10149.2—1996标准的要求。     

Ti-Nb微合金化高强钢的焊接接头组织和性能

采用混合气体(80%Ar+20%CO2)保护焊,对一种Ti-Nb微合金化控轧控冷高强钢板进行了焊接强度实验研究。通过微观组织特征分析,阐述了焊接接头热影响区(HAZ)的软化行为,综合分析了回火态HAZ的脆化机理。结果表明,随焊接热输入增加,粗晶热影响区(CGHAZ)晶粒长大,内部析出相粒子发生回溶现象,接头强度降低;焊接接头回火态强度有所提高,但随回火温度上升,CGHAZ的冲击韧性严重降低,其原因主要与原始组织遗传及碳化物沿晶界析出有关。     

冷却方式对稀土微合金高强钢组织的影响

采用Gleeble-1500D热模拟试验机测定了试验钢的动态连续冷却转变曲线,结合国内某厂热连轧带钢的具体轧制条件,制定了多道次轧制工艺,研究了冷却方式对稀土微合金高强钢组织的影响。结果表明：试验钢的室温组织为铁素体+贝氏体双相组织,冷却速度在5～25 ℃/s范围内试验钢均可得到铁素体,铁素体含量约为30%,其平均尺寸约为15 μm左右;试验钢选择在铁素体区冷却,冷却速度为10 ℃/s左右,可以得到细小均匀的铁素体+贝氏体双相组织,其中铁素体含量约为29%,平均尺寸为13 μm。     

轧后冷却方式对钛微合金高强钢组织性能的影响

本文实验研究了轧后冷却方式对低碳钛微合金钢组织、析出行为以及力学性能的影响。结果表明,不同的轧后冷却方式（层流冷却、层流冷却+超快速冷却、超快速冷却）下实验钢的组织主要是细晶铁素体。与层流冷却工艺相比,采用超快速冷却工艺能够细化铁素体晶粒尺寸,促进微合金元素Ti在铁素体中的析出且细小弥散。采用超快速冷却工艺,实验钢的抗拉强度和屈服强度分别达到了760MPa和683MPa,比层流冷却工艺下实验钢分别提高了40MPa和20MPa。     

Ti-Nb复合微合金化高强钢连续冷却转变曲线

通过在热模拟试验机上探究不同冷却速率对Ti-Nb复合微合金化高强钢组织和相变的影响,研究了Ti-Nb复合微合金化高强钢的连续冷却转变(CCT)过程。结果表明,不同冷却速率下分别得到铁素体+珠光体、贝氏体和马氏体组织。根据热膨胀曲线和实验钢组织绘制了CCT曲线,为研究钢种的固态相变过程、加工工艺以及热处理工艺提供依据。     

连续退火工艺对冷轧微合金高强钢组织性能的影响

采用直拉式冷轧试验机及热力学模拟机对两种铌钛复合钢进行了冷轧连续退火模拟实验,找到了两钢种满足力学性能的最佳退火温度区间,即A钢730~740℃保温退火,B钢780~790℃保温退火。通过对力学性能进行分析,较低的微合金含量不适于生产屈服强度大于600 MPa的冷轧冲压用高强退火板。同时模拟实验发现,两种钢退火后组织均为铁素体+贝氏体+少量残余奥氏体,但微合金元素少的钢种晶粒明显粗化。经扫描电镜(SEM)+能谱(EDS)分析,发现两钢种析出物成分及析出数量基本相同,但析出尺寸存在较大差异。分析认为由于析出物粗化减弱了钉扎晶界作用,造成在再结晶加热过程中晶粒持续长大。     

微合金元素含量对高强IF钢性能的影响

对400和440MPa两种级别的高强IF钢采用不同Nb、Ti微合金添加量在同等生产工艺下进行试制,分析试样的力学性能、韧性-脆性转变温度、微观形貌与析出物等,并探讨了不同Nb和Ti含量的影响.研究表明:过量的Nb和Ti元素的加入会使钢中产生大量形状不规则的FePTiNb复合析出相,形成P的偏聚效应,使得韧性-脆性转变温...     

冷却方式对稀土微合金高强度钢组织的影响

采用Gleeble-1500D热模拟试验机测定了试验钢的动态连续冷却转变曲线,结合国内某厂热连轧带钢的具体轧制条件,制定了多道次轧制工艺,研究了冷却方式对稀土微合金高强度钢组织的影响。结果表明:试验钢的室温组织为铁素体+贝氏体双相组织,冷却速度在5~25℃/s范围内试验钢均可得到铁素体,铁素体含量约为30%,其平均尺寸约为15μm左右;试验钢选择在铁素体区冷却,冷却速度为10℃/s左右,可以得到细小均匀的铁素体+贝氏体双相组织,其中铁素体含量约为29%,平均尺寸为13μm。     

控冷温度对钒铌微合金高强钢组织与性能的影响

以钒铌微合金控冷成形制造的高强度钢筋为对象,通过热模拟实验研究了控冷温度对其组织与性能的影响。结果表明,控冷温度为720⁷40℃时,钢筋的微观组织为珠光体、块状细小铁素体和少量细小贝氏体。钢筋的维氏硬度为208740℃时,钢筋的微观组织为珠光体、块状细小铁素体和少量细小贝氏体。钢筋的维氏硬度为208²13 HV,抗拉强度为700213 HV,抗拉强度为700⁷20 MPa。     

Mn对Nb-Ti微合金高强钢组织、性能和氢致断裂影响的研究

设计了三种不同Mn含量的Nb-Ti微合金高强钢,研究了Mn含量对该钢组织以及氢致断裂性能的影响。结果表明,随着Mn含量增加,钢的氢致断裂敏感性增大。Mn含量增加,钢中的各相转变温度降低。随Mn含量增加,相变逐渐由铁素体相变为主转变成贝氏体相变为主。当Mn含量为1.81wt%时,组织中出现马氏体,导致Mn含量高的钢种出现氢致开裂。添加Mn有利于提高Nb-Ti微合金高强钢的强度,但同时会增加钢的氢致断裂敏感性。     

冷却工艺对Ti微合金热轧带钢组织和性能的影响

对两种厚度(1.5、8.0 mm)的Ti微合金热轧带钢进行了不同冷却工艺的现场试验,研究了稀疏冷却、优化稀疏冷却,前段冷却以及前段密集冷却工艺下热轧带钢组织和力学性能。结果表明,1.5 mm带钢卷取温度520和500℃时,优化稀疏冷却工艺比稀疏冷却工艺屈服强度稍有提高;在卷取温度480℃时,屈服强度和抗拉强度分别提高24和30 MPa。与前段冷却工艺的8.0 mm热轧带钢相比,采用前段密集冷却工艺的屈服强度和抗拉强度分别提高51和46MPa,断后伸长率和低温冲击前段功稍有降低,但在-60℃时冲击功仍能达到160 J,保持较高的冲击性能。     

在线淬火型微合金高强钢的回火组织与性能

对在线淬火型微合金高强结构钢在400~600 ℃范围内进行回火40 min处理,以研究不同回火温度对试验钢显微组织和力学性能的影响。通过光学显微镜、扫描电镜等进行组织观察分析,同时测量试验钢回火后的强度、硬度及-40 ℃冲击吸收能量等进行力学性能分析。试验结果表明:随着回火温度的升高,试验钢强度及硬度整体呈下降趋势,冲击性能整体上升,并在450~500 ℃出现回火脆性区。同时随着回火温度升高,试验钢组织中马氏体逐渐宽化减少,铁素体含量增多。450 ℃回火时,试验钢的组织为回火托氏体,此时其屈服强度和硬度分别为840 MPa和304 HV3,断后伸长率为14.4%,-40 ℃冲击吸收能量为129 J,达到良好综合力学性能。     

回火温度对高Ti微合金直接淬火高强钢组织及性能的影响

利用TEM,SEM及物理化学相分析法,研究了回火温度对高Ti微合金直接淬火高强钢显微组织和力学性能的影响.结果表明,随着回火温度的升高,抗拉曲线出现明显的转折点,抗拉强度先降低后升高,而屈服强度缓慢升高.回火温度为600℃时,实验钢具有最佳的综合力学性能;抗拉强度为1043 MPa,屈服强度为1020 MPa,延伸率为16%,-40℃冲击功为67.7 J.其主要原因是600℃时,纳米级的析出相数量最多,体积分数最大,分布最均匀.600℃回火时,实验钢的固溶强化和沉淀强化的强度增量分别约为149.82和171.72 MPa.     

化学成分对高强Al-Mg-Si合金组织和性能的影响

通过电子拉伸试验机、扫描电镜、透射电镜等研究了5种不同合金成分对高强Al-Mg-Si合金组织和性能的影响。结果发现,5种 Al-Mg-Si合金微观组织、力学性能以及导电性能都强烈依赖于合金中Mg和Si含量。随着Mg、Si含量的增加,合金的抗拉强度增加,同时导电率呈现下降的趋势。Al-0.7Mg-0.5Si和Al-0.6Mg-0.6Si相比,虽然两种合金的Mg、Si原子总量相当,但是由于Mg/Si比不同,导致二者微观组织明显不同,性能存在明显的差异。Ce微合金化使Al-0.7Mg-0.6Si-0.2Ce合金的力学性能和电学性能获得良好的匹配,175 ℃时效4 h的抗拉强度达到325 MPa,同时导电率达到56.2%IACS。     

钼对低合金高强钢组织和性能的影响

借助金相显微镜、场发射扫描电镜、万能拉伸试验机和显微硬度计等检测手段,对Mo对低合金高强钢热轧组织和力学性能的影响进行了研究。结果表明,添加0.21%的Mo促进了针状铁素体的形成和细小碳氮化物的析出,提高了抗拉强度、塑性延伸强度及伸长率,降低了屈强比,沉淀强化增量提高了16 MPa。     

热处理对高强建筑钢组织和性能的影响

对试验钢进行了不同的两相区直接淬火+回火处理。对试样显微组织进行了观察,并对力学性能进行了检测,研究了淬火温度和回火温度对试验钢组织和性能的影响。结果表明,钢板回火显微组织以多边形铁素体+岛状回火马氏体为主。随着直接淬火温度的升高,回火马氏体含量增加,铁素体含量减少,组织中少量珠光体逐渐转变为贝氏体;屈服强度和抗拉强度均升高,屈强比先保持恒定后有所升高,伸长率逐渐下降,冲击功则是先大幅降低后几乎不变。当回火温度低于400℃时,马氏体形态没有明显改变;当回火温度超过500℃时,马氏体岛开始分解,碳化物析出量增加。随着回火温度升高,抗拉强度几乎呈线性降低,屈服强度则先升高后降低,屈强比升高,伸长率和冲击功先下降后提高。     

Mo对低合金高强钢组织和性能的影响

借助金相显微镜、场发射扫描电镜、万能拉伸试验机和显微硬度计等检测手段,对Mo对低合金高强钢热轧组织和力学性能的影响进行了研究。结果表明：添加0.21%的Mo促进了针状铁素体的形成和细小碳氮化物的析出,提高了抗拉强度、塑性延伸强度及伸长率,降低了屈强比,沉淀强化增量提高了16 MPa。     

工艺参数对Ti微合金化高强钢组织性能的影响

为实现高品质Ti微合金化高强钢的工业化生产,通过热模拟试验研究了加热温度、终轧温度、精轧阶段变形量、冷却速率和卷取温度对Ti微合金化高强钢组织性能的影响规律。结果表明,随着加热温度的升高,铁素体晶粒尺寸显著增大,试验钢硬度增大。随着终轧温度的降低和冷却速率的增大,铁素体晶粒尺寸逐渐减小,贝氏体含量增加,试验钢硬度增大。随着精轧阶段变形量的增大,铁素体含量增加,组织得到细化,细晶强化和相变强化共同作用的结果使得试验钢硬度逐渐降低。随着卷取温度的降低,试验钢的硬度先升高后降低,当卷取温度为610 ℃时,试验钢硬度最高。     

形变对低碳微合金化热处理钢组织和性能的影响

对比研究了在线淬火+回火工艺和传统调质工艺对低碳微合金化船体结构用钢组织和性能的影响,并探讨了其强韧化机制。结果表明,相对于传统调质工艺,采用在线淬火+回火工艺时,控制轧制产生的形变结构提高了在线淬火冷却过程中的相变驱动力和形核率,获得了精细的板条贝氏体组织,并且有利于形成纳米级析出相和高密度位错,从而提高了低碳微合金化钢强度,又保证了良好的低温韧性,总体性能(R_p0.2=599 MPa,KV₂(-40 ℃)=272 J/cm²,A=24.5%)达到了590 MPa级船体用钢要求。