特厚超高强海工钢表面回火马氏体组织对冲击韧性的影响

320 mm厚度连铸坯采用控轧-控冷轧制成100 mm钢板,通过淬火-回火热处理制备690 MPa级特厚超高强海工钢,研究了表面和1/4厚度处的回火马氏体对系列低温冲击性能的影响。结果表明:特厚钢板表面奥氏体晶粒均匀细小,回火后获得几乎为全回火马氏体组织,其低温冲击韧性比较低。淬火过程中,过快的冷却速度提高了钢板表面马氏体转变的过冷度,引起马氏体转变的形核率降低,导致特厚板表面马氏体板条束、板条块等亚结构的相对粗大,造成冲击韧性低下,尤其降低-60℃和-80℃低温冲击韧性。     

回火工艺对高强韧NV-F690厚船板精细组织的影响

采用SEM、EBSD和TEM研究回火工艺对低C含Cu特厚(100 mm)高强韧NV-F690船体和海洋平台用钢板精细组织的影响,深入探讨钢板低温冲击断裂行为与精细组织之间的关系。结果表明,轧后直接淬火态DQ钢板心部(ND/2)组织为板条贝氏体+粒状贝氏体,板条间距较宽,粒状贝氏体中存在较粗大MA组元,低温韧性差;1/4厚度(ND/4)处组织为板条贝氏体,板条间距窄,低温韧性好。650～690℃回火6 h后,大量ε-Cu弥散沉淀相在钢板基体组织中析出,钢板ND/2处粗大粒状MA组元分解,大角度晶界分数增加,有效晶粒尺寸减小,低温韧性显著提高。     

Q550D低碳贝氏体钢特厚板热处理工艺研究

国内传统的特厚板热处理方式为调质处理,钢板表面为索氏体组织,心部为索氏体、贝氏体组织,可以获得较为理想的强度,但由于特厚板厚度较大,厚度方向组织不均匀,无法获得优良的韧性。采用Q550D低碳贝氏体钢的化学成分设计并采用QLT(淬火+两相区亚温淬火+回火)热处理工艺,引入未溶铁素体相,使钢板获得贝氏体+铁素体的均匀混合组织,在保证强度的基础上进一步提高了韧性,进而获得优良的综合性能。研究了不同单相区淬火温度、两相区亚温淬火温度及回火温度下试样的组织与性能,得出Q550D特厚板最佳的热处理工艺：925℃淬火+830℃两相区亚温淬火+640℃回火。     

回火温度对大厚度低碳高强度Q690D钢板组织和力学性能的影响

低碳高强度Q690D钢适用于大型工程的结构件。对含碳量为0.14%～0.16%(质量分数)、厚度为100 mm的Q690D钢板进行了920℃水淬和分别于560℃、580℃及620℃回火处理。分别检测了钢板淬火态及淬火和不同温度回火后的显微组织和力学性能,以研究回火温度对钢板组织和性能的影响。结果表明:①淬火并经3种温度回火的钢板的力学性能均满足标准要求,随着回火温度的提高,强度略有下降,620℃回火的钢板屈服强度为810 MPa,抗拉强度为880 MPa,断后伸长率达16.5%,-20℃纵向冲击吸收能量达137 J;②淬火后钢板从表面到心部的组织均为板条马氏体和少量板条贝氏体,经560℃、580℃、620℃回火后,其组织为回火索氏体加板条贝氏体。综合起来看,大厚度Q690D钢板淬火后的回火温度以620℃最佳。     

淬火工艺对超高强度特厚板组织与性能的影响

采用不同冷却速度的一次和两次淬火以及不同的二次淬火温度,研究了淬火工艺对超高强度调质特厚板心部组织和性能的影响。结果表明:在较低的淬火冷速(0.05℃/s)下,组织以粒状贝氏体为主,强度和韧性较低;随着冷却速度的提高,粒状贝氏体逐渐减少,马氏体增加,强度和韧性提高。两次淬火能明显细化原始奥氏体晶粒,提高钢板强韧性匹配。当二次淬火温度位于两相区时,大量回火未分解的M/A组元是造成韧性较低的主要原因;当二次淬火温度位于完全奥氏体区时,随淬火温度增加,韧性逐渐提高,在930℃时获得最佳的强韧性匹配。     

特厚NV-F690船板的组织与性能

模拟高温大变形热轧和连续冷却工艺过程,测试了一种低碳CuNiCrMnMo钢的连续冷却相变(CCT)行为,研究了显微组织随变形和冷却工艺的变化规律。以工业生产的厚连铸板坯为原料,使用高温热轧直接淬火-回火(DQ-T)工艺,成功开发出厚度为100 mm的NV-F690级特厚钢板。结果表明,经连续冷却的高温变形奥氏体在较宽的冷却速率范围内(0.5～5℃/s)转变成粒状贝氏体(GB)+板条贝氏体(LB)。增加变形量、降低变形温度有利于试验钢显微组织的细化,而两阶段冷却工艺对试验钢的组织转变影响不大。经675℃×6 h回火,NV-F690钢板的室温屈服强度Rp0.2≥790 MPa,抗拉强度Rm>830 MPa,断后伸长率A≥20%,在-60℃下Charpy冲击吸收能量KV2>140 J。     

淬火工艺对超高强度特厚板组织性能的影响

采用不同冷却速度的一次和两次淬火以及不同的二次淬火温度,研究了淬火工艺对超高强度调质特厚板心部组织和性能的影响。结果表明: 在较低的淬火冷速（0.05 ℃/s）下,组织以粒状贝氏体为主,强度和韧性较低;随着冷却速度的提高,粒状贝氏体逐渐减少,马氏体增加,强度和韧性提高。两次淬火能明显细化原始奥氏体晶粒,提高钢板强韧性匹配。当二次淬火温度位于两相区时,大量回火未分解的MA组元是造成韧性较低的主要原因;当二次淬火温度位于完全奥氏体区时,随淬火温度升高,韧性逐渐提高,在930 ℃时获得最佳的强韧性匹配。     

60 mm 厚Q620MD钢板在线淬火+离线回火工艺研究

针对当前湘钢中厚板在线淬火工艺受限于45 mm以内厚度规格的局限,为提升厚规格钢板生产效率,采用在线淬火+离线回火热处理工艺对60 mm 厚Q620MD钢板进行了试制。介绍了Q620MD钢板化学成分设计,控制轧制、在线淬火工艺,主要研究了不同回火温度、相关保温时间下60 mm厚钢板的组织性能,以确定最佳回火工艺。结果表明:采用低碳、低合金化学成分设计、采用合理的控制轧制、在线淬火工艺,以及回火温度(650±10)℃、保温时间 (2.5 min/mm×板厚) min的回火工艺,60 mm厚Q620MD钢板组织为贝氏体,钢板强度富裕量及冲击性能较为理想。该规格钢板的试制成功,拓展了当前湘钢在线淬火钢板的厚度规格,为热处理厚板产能的发挥提供了技术支持。     

不同截面尺寸贝氏体非调质钢的组织和性能

研究了经920 ℃空冷,300 ℃回火后不同直径贝氏体非调质钢棒料的组织和力学性能。结果表明,不同直径贝氏体钢试棒,经空冷+回火后的组织均为贝氏体铁素体和残留奥氏体,属于无碳化物贝氏体组织,ϕ30 mm以下棒料热处理后组织变化较小,直径大于ϕ50 mm棒料,心部组织有所粗化,并伴随粒状贝氏体量的增加。热处理后,随棒料直径的增加,其强度、硬度有降低的趋势。直径大于ϕ50 mm棒料的冲击吸收能量随直径的增加有降低的趋势。ϕ70 mm棒料R/2处抗拉强度为1226 MPa,心部冲击吸收能量(KV₂)为61.3 J。较大直径的贝氏体非调质钢具有良好的强韧性。     

热处理工艺对含铜超高强度船板钢组织和性能的影响

研究淬火和回火温度对含铜超高强度船板钢的组织及力学性能的影响。结果表明,试验钢通过控轧控冷工艺(TMCP)可以获得板条贝氏体加少量粒状贝氏体的复合组织。经过直接回火后,获得贝氏体组织,可以满足F550级超高强船板钢的性能要求;通过淬火+回火工艺后,获得回火贝氏体和少量索氏体组织,可以满足F620级超高强船板钢的性能要求。     

淬火温度对高强海洋平台钢组织和低温韧性的影响

研究了淬火温度对高强海洋平台用钢组织和低温韧性的影响。结果表明,760℃加热保温时沿粒状贝氏体晶界呈网状分布的奥氏体在淬火后转变为孪晶马氏体,回火过程中发生分解,对韧性造成损害。790℃加热保温时所生成的奥氏体在随后的淬火过程中转变为贝氏体岛,回火稳定性较强。未奥氏体化的粒状贝氏体在加热过程中发生再结晶,生成软相组织多边形铁素体,有助于钢板低温韧性的提高。     

低碳Mn系水淬贝氏体钢的组织和力学性能

研究了第二代Mn系空冷贝氏体钢合金体系,即低碳Mn系水淬贝氏体钢,为高强结构钢调质钢开辟了一条新途径,给出了试验钢在水淬工艺下的组织和力学性能.结果表明:随着冷却速度的加快,试验钢中将依次出现粒状贝氏体/仿晶界铁素体,粒状贝氏体,粒状贝氏体/马氏体组织,马氏体组织;与传统淬火钢27SiMn相比,试验钢具有突出优良的淬透性,韧性,切削性能,可以水冷,不需要油冷;直径300 mm的圆柱淬火后可得到粒状贝氏体组织,试验钢经中低温回火后,屈服强度大幅上升,抗拉强度变化不大;在300℃回火后具有最高的屈服强度,1/2半径处,σh～900 MPa,σ0.2～630 MPa,AKU(-20℃)～60 J,屈强比约为0.7;试验钢经高温回火后,将析出粒状碳化物,冲击韧度大幅上升,AKU5～65 J.     

热煨制过程对X100管线钢组织与性能的影响

对X100管线钢采用淬火-回火型弯制技术制备弯管时的组织与性能进行了研究。结果表明,对于组织中分布有弥散残留奥氏体和Fe3C的粒状贝氏体管线钢X100而言,当回火温度为550℃时,其组织均匀性最好,材料硬度适中。当煨制热制度为950℃淬火＋550℃回火时,其显微组织为贝氏体、多边铁素体和珠光体,硬度可与母材相匹配。冲击断口分析表明,在-20℃时,X100钢断口的纤维区、放射区、剪切区都有良好的韧窝形状,表明在该煨制加热制度下,X100钢可获得良好的韧性。     

E690海洋平台钢在两相区温度加热过程中的组织演变

将60mm厚控轧控冷态的E690海洋平台钢板分别进行730、760、790、820、850、880、910℃的淬火处理,使用扫描电镜和透射电镜对淬火后钢板的组织进行观察和分析.结果表明:730℃加热保温,奥氏体首先在粒状贝氏体晶界处形核,细小奥氏体成独立的岛状沿晶界分布；760℃进行保温,奥氏体在沿晶界生长过程中发生合并；加热温度进一步升高到790℃,奥氏体不仅在原粒状贝氏体晶界成网状分布,晶内也开始有细小奥氏体生成;820℃及以上温度保温,奥氏体晶粒尺寸在1～3μm.未奥氏体化的粒状贝氏体在加热过程中发生回复和再结晶,晶内的M/A岛不断的分解并逐渐扩散消失.     

ZG30Mn钢的热处理工艺

为研究热处理工艺对ZG30Mn钢性能的影响,对比了正火、正火+回火、淬火+回火处理工艺条件下ZG30Mn钢的组织和力学性能。结果表明,ZG30Mn钢经过870℃正火后组织为粒状贝氏体,870℃正火+600℃回火后,组织为铁素体+粒状碳化物,强度降低,塑韧性升高。870℃淬火+600℃回火后,组织为回火索氏体,强塑积最高,具有最优的综合力学性能。     

回火温度对低合金高强度贝氏体钢组织和性能的影响

研究了回火温度对一种低温压力容器用低合金高强度(HSLA)贝氏体钢组织和性能的影响。结果表明,经过910℃淬火后组织为粒状贝氏体,贝氏体板条界面及板条上分布有条状或块状M-A岛。回火温度在350~550℃区间升温时,M-A岛分解析出渗碳体;回火温度为635℃时,M-A岛完全分解为细小弥散的渗碳体颗粒;回火温度升至700℃时,贝氏体铁素体组织发生再结晶,板条结构消失,成为块状铁素体结构,渗碳体明显粗化。随着回火温度的升高,抗拉强度降低,伸长率和-50℃冲击功增加,屈服强度先升高后降低,冲击断口由脆性解理断口向韧性纤维断口变化。经过910℃淬火+635℃回火后达到最佳的强韧匹配度,抗拉强度为606 MPa,-50℃冲击功达到279 J。     

回火温度对低合金高强度贝氏体钢组织和性能的影响北大核心CSCD

研究了回火温度对一种低温压力容器用低合金高强度(HSLA)贝氏体钢组织和性能的影响。结果表明,经过910℃淬火后组织为粒状贝氏体,贝氏体板条界面及板条上分布有条状或块状M-A岛。回火温度在350~550℃区间升温时,M-A岛分解析出渗碳体;回火温度为635℃时,M-A岛完全分解为细小弥散的渗碳体颗粒;回火温度升至700℃时,贝氏体铁素体组织发生再结晶,板条结构消失,成为块状铁素体结构,渗碳体明显粗化。随着回火温度的升高,抗拉强度降低,伸长率和-50℃冲击功增加,屈服强度先升高后降低,冲击断口由脆性解理断口向韧性纤维断口变化。经过910℃淬火+635℃回火后达到最佳的强韧匹配度,抗拉强度为606 MPa,-50℃冲击功达到279 J。     

回火温度对超低碳贝氏体钢(ULCB)组织与性能的影响

超低碳贝氏体钢经两阶段控轧控冷,在不同温度进行一定时间的回火,检测了热处理前后钢板力学性能并对比分析了组织特点.结果表明,随着回火温度的升高,贝氏体板条逐渐合并,过渡到粒状贝氏体,随着回火温度的进一步升高,出现粗大的准多边形铁素体组织;在490 ℃～620 ℃范围内进行热处理,试验钢会得到良好的综合性能;粒状贝氏体组织在-20 ℃的低温冲击功在560 ℃热处理达到最小值,之后随着回火温度的升高而大幅提高;而含有板条贝氏体组织钢的-20 ℃低温冲击功随着热处理温度的升高而有所改善.     

冷却工艺对特厚多相组织高强低合金钢板组织与性能的影响

采用轧后弛豫控制相变的组织调控技术开发了一种60 mm厚460 MPa级别铁素体/贝氏体(F/B)双相钢;在工业化条件下,研究了不同终冷温度对F/B双相组织和力学性能的影响规律。结果表明:在相同开冷温度和冷却速度下,降低终冷温度能够显著细化F/B双相中的铁素体晶粒,促使贝氏体由粒状贝氏体向板条贝氏体过渡,减小钢板心部M/A岛的尺寸,提高贝氏体中大角度晶界密度,从而提高钢的强度,降低屈强比,并能够大幅降低特厚F/B双相钢韧脆转变温度。     

X90管线钢板调质处理后的组织与性能

本文对16.3 mm厚 X90管线钢板在不同调质处理工艺下的组织性能进行了研究。结果表明：930 ℃淬火温度下,随着回火温度的升高,钢板屈服强度先增加后降低,抗拉强度逐渐降低,从而导致屈强比升高;回火温度为630 ℃时,落锤剪切面中脆性区增多,落锤性能最差。在870 ℃两相区淬火,钢板组织中奥氏体晶粒大幅度细化,再经530 ℃回火,细化的马氏体或者贝氏体组织中出现亚结构的回复软化,板条边界钝化和M/A组元分解的综合作用,使该调质工艺下X90管线钢板的综合性能最佳。