V-N微合金化Q420B大规格角钢连铸坯高温热塑性的研究

通过Gleeble-3500热模拟试验机研究了不同应变速率下V-N微合金化Q420B钢连铸坯的高温热塑性,利用扫描电镜观察高塑性区和第Ⅲ脆性温度区拉伸试样的断口形貌及断口处组织形貌,分析了试验钢在高温下的强度和塑性随温度变化的关系,动态再结晶、相变和析出物对高温热塑性的影响。结果表明:在应变速率为ε觶=5×10-3/s时,存在第Ⅲ脆性区(700~900℃),在1000℃时断面收缩率(RA)达到最大值92.16%;当应变速率为ε觶=5×10-2/s时,存在第Ⅲ脆性区(600~862℃),在1100℃时RA达到最大值90.39%;当应变速率为ε觶=5×10-1/s时,不存在塑性凹槽;3个应变速率下均没有出现第Ⅱ脆性区;在第Ⅲ脆性区,随着应变速率的增大,断面收缩率提高;在1000~1200℃出现高塑性的主要原因是发生了动态再结晶;第Ⅲ脆性区塑性低主要是由于晶界处有析出物和夹杂物,同时也是由于沿奥氏体晶界析出的铁素体抗拉强度低。     

纳米析出高强度钢的高温性能研究

采用Gleeble-3500热/力模拟试验机测定了新开发的纳米析出高强度钢在1 300～600℃的力学性能。结果表明:随拉伸温度降低,试验钢的抗拉强度逐渐升高,在1 000～750℃之间拉伸时,断面收缩率出现低谷,1 000℃时塑性仍很低,此温度区间即为该钢的第三脆性区,750℃时的断面收缩率最低,而在1 100～1 250℃之间钢的塑性良好。金相显微组织观察和扫描电镜观察发现,钢的第三脆性区拉伸试样断面呈现沿晶断口特征,以脆性断裂为主,表明纳米析出高强度钢的高温强度高,钢的塑性低谷的温度范围宽,易在连铸连轧生产过程中产生裂纹等缺陷,给实际生产工艺带来困难,需要注意制造工艺设计。     

800 MPa级高强钢的高温塑性研究

通过用Gleeble-3500热机械模拟试验机对化学成分(质量分数,％)为:C 0.07,Si 0.05,Mn 1.8,Al 0.03,Ti 0.02,Cu 0.3,Cr 0.5,Nb 0.015,Ni 0.17的A钢的高温力学性能展开研究,以0.001s-1应变速率,在温度范围650 ～1 350 ℃之间做一组高温拉伸试验,测得抗拉强度和断面收缩率.结果表明:A钢整体呈现较好的塑性,塑性低谷区温度范围较小.在775～1 250℃之间,断面收缩率均高于70％,塑性良好,第Ⅲ脆性区在650～775℃之间,A钢在700～750℃存在明显的塑性低谷.第Ⅲ脆性区断裂主要为沿晶脆性断裂,这主要是由于铁素体沿奥氏体晶界析出所致.实际连铸生产过程中可以避开此脆性区间,矫直温度尽量高于800℃.     

无磁钻铤用0Cr19Mn21Ni2N高氮钢的高温塑性变形行为

采用Gleeble-2000热模拟试验机对无磁钻铤用0Cr19Mn21Ni2N高氮奥氏体不锈钢进行高温拉伸试验,用扫描电镜和能谱仪对拉伸试样断口及断口附近的组织进行分析,用Thermo-Calc软件计算试验钢的相变及析出相,研究了0Cr19Mn21Ni2N高氮奥氏体不锈钢的高温塑性变形行为。结果表明,试验钢的第Ⅰ脆性区＞1150 ℃,第Ⅲ脆性区为800~950 ℃,未出现第Ⅱ脆性区。第Ⅰ脆性区的出现主要是在加热过程中试验钢由奥氏体向δ铁素体转变引起的,第Ⅲ脆性区的出现是因为M₂(C, N)析出相及Al₂O₃夹杂物引起的。试验钢的高温抗拉强度随温度升高而逐渐降低,断面收缩率在1000~1150 ℃温度范围内表现出极佳的热塑性,温度超过1150 ℃后断面收缩率逐渐下降,因此0Cr19Mn21Ni2N高氮奥氏体不锈钢的热锻温度应选择在1000~1150 ℃之间,在此温度范围内断面收缩率均在73%以上,并且可以避开第Ⅰ与第Ⅲ脆性区。     

Mn18Cr18N高氮奥氏体不锈钢的高温力学性能

采用Gleeble-2000热模拟试验机对Mn18Cr18N高氮奥氏体不锈钢进行高温拉伸试验,利用扫描电镜-能谱仪对拉伸试样断口形貌及断口附近的显微组织进行观察,用Thermo-Calc软件计算试验钢的相变及析出相,研究了Mn18Cr18N高氮奥氏体不锈钢的高温力学性能。结果表明,试验钢的第Ⅰ脆性区＞1200 ℃,第Ⅲ脆性区为850~950 ℃,未出现第Ⅱ脆性区,第Ⅰ脆性区的出现主要是在加热过程中试验钢由γ奥氏体向δ铁素体转变引起的,第Ⅲ脆性区的出现是因为沿晶析出M₂₃C₆、M₂(C, N)等硬脆相引起的;试验钢的抗拉强度随着拉伸温度升高而降低,断面收缩率在1000~1200 ℃温度范围内逐渐增大并表现出极佳的热塑性,断面收缩率均在70%以上,温度超过1200 ℃后断面收缩率急剧下降;Mn18Cr18N高氮奥氏体不锈钢的热锻温度应选择在1000~1150 ℃之间,在此温度范围内试验钢的断面收缩率均在70%以上,并且可以避开第Ⅰ与第Ⅲ脆性区。     

铌钛微合金化异型坯表面横裂纹的形成机理分析

在Gleeble-1500D热模拟试验机上进行了Nb-Ti复合微合金化钢的高温拉伸试验,测定了铌钛微合金钢的高温塑性曲线。针对S355ML H型钢异型坯出现的表面横裂纹现象,利用OM、SEM技术手段分析了异型坯表面裂纹的微观形貌及裂纹周边微观组织。结果表明:在低应变速率下,铌钛复合微合金化钢的高温塑性曲线存在两个脆性区间及一个高温塑性区间;铌钛微合金异型坯表面横裂纹形成是在高温塑性曲线的第Ⅲ脆性区间内,沿原奥氏体晶界先共析的铁素体网膜展开,呈现出沿晶断裂特征;晶界先共析转变形成的铁素体网膜及Nb/Ti(C,N)析出相共同导致了异型坯裂纹的产生,其中先共析铁素体网膜是主要因素。     

Q235B-2B硼微合金化钢的高温塑性

采用Gleeble-3800热应力-应变热模拟试验机对某钢厂生产的Q235B-2B硼微合金化钢230 mm×1800 mm连铸板坯进行高温力学性能测试,得到了600~1350 ℃温度区间的高温强度和热塑性曲线图。试验结果表明,此钢种第三脆性温度区为750~1000 ℃,低塑性区间较宽。通过扫描电镜观察,能谱分析发现晶界有许多MnS析出物以及少量的BN与MnS复合析出物。硼微合金化钢裂纹敏感性比较高,这是由于硼在晶界的偏聚以及第二相粒子在晶界的大量析出脆化晶界,影响钢的热塑性,结合热力学理论分析,降低氮含量可减少第二相粒子析出,改善钢种的热塑性。     

980 MPa级TRIP钢的热塑性研究

利用Gleeble-3500试验机对低碳硅锰TRIP钢的高温热塑性进行研究,获得了试验钢的热塑性与温度的关系。通过绘制抗拉强度、断面收缩率与温度的关系曲线,得到了其低塑性温度区,即在0.01 s-1应变速率下710~950℃温度区间为第Ⅲ脆性区,试验钢的最佳开轧温度为900~1 100℃,从而为实际生产提供参考。     

高铁刹车盘用CrMoV钢的高温热塑性

采用Gleeble-3800热模拟试验机研究了600～1350℃范围内高铁刹车盘用CrMoV钢的高温热塑性,利用扫描电镜观察断口形貌,利用光学显微镜观察断口截面显微组织.结果表明:试验钢在600～1350℃范围内存在3个脆性温度区间,即熔点～1320℃的第Ⅰ脆性区、1100～1000℃区间的第Ⅱ脆性区和800～650℃...     

高强度双相钢的高温力学性能北大核心CSCD

利用Gleeble3500热模拟试验机对双相钢连铸坯的高温力学性能进行了研究,并通过Thermo-Calc热力学计算、差示扫描量热法（DSC）以及断口形貌与组织观察的方法,分析了其脆性区间产生的原因。研究表明,实验用钢的零强度温度（ZST）和零塑性温度（ZDT）分别为1450和1440℃,凝固前沿脆化温度区间较小,具有较好的抗高温裂纹特性。高温脆性区为1415~1440℃,其脆化的原因是晶界熔化,导致实验钢在应力作用下沿晶界开裂;低温脆性区为690~870℃,其脆化的原因是α-铁素体沿奥氏体晶界析出,导致实验钢在应力作用下沿晶界断裂。     

高强度双相钢的高温力学性能

利用Gleeble3500热模拟试验机对双相钢连铸坯的高温力学性能进行了研究,并通过Thermo-Calc热力学计算、差示扫描量热法(DSC)以及断口形貌与组织观察的方法,分析了其脆性区间产生的原因。研究表明,实验用钢的零强度温度(ZST)和零塑性温度(ZDT)分别为1450和1440℃,凝固前沿脆化温度区间较小,具有较好的抗高温裂纹特性。高温脆性区为1415~1440℃,其脆化的原因是晶界熔化,导致实验钢在应力作用下沿晶界开裂;低温脆性区为690~870℃,其脆化的原因是α-铁素体沿奥氏体晶界析出,导致实验钢在应力作用下沿晶界断裂。     

304不锈钢高温力学性能研究

采用Gleeble-1500D热模拟机,测试了700~1400℃时304不锈钢的高温强度及塑性随温度的变化规律,确定了该钢种的零强度温度(ZST)与零塑性温度(ZDT)。结果表明:304不锈钢的ZST为1370℃,ZDT为1350℃左右;高温屈服强度及抗拉强度随温度的升高而降低,1250℃之后屈服强度及抗拉强度都降低至25MPa以下,强度变差;第一脆性区的温度为1250℃到熔点,第三脆性区的温度为950~1050℃,在1050~1200℃内断面收缩率均在65%以上,塑性较好。     

低碳铌微合金钢高温塑性的研究

利用Gleeble-3500热变形模拟试验机研究了中等铌含量(0.05%)低碳微合金钢的高温塑性。结果表明,试验钢在1350℃以上区域为第一高温塑性低谷;介于1250~950℃,出现一个高温塑性很好的区域,断面收缩率达到60%以上;而介于750~650℃则为第二高温塑性低谷。此外,铌可降低奥氏体向铁素体的转变温度,扩大奥氏体单相区,从而使试验钢第二高温塑性的低谷左移。     

冷速对低碳微合金钢高温塑性的影响

利用Gleeble-3500热模拟试验机在温度为1000~700℃的条件下进行了热拉伸实验,结合应力-应变曲线、析出物、断口组织形貌的观察及分析,研究了冷速对铸坯高温塑性的影响。结果表明,冷速的提高会降低低碳微合金钢的高温塑性,使第Ⅲ脆性区间变窄;冷速从1℃/s增加至3℃/s对钢中含Nb、Ti析出物的形貌、尺寸和γ-α相变开始温度区间无显著影响。较低冷速更有利于晶间铁素体的长大;铁素体薄膜的长大是第Ⅲ脆性区间塑性改善的主要原因。     

30MnVS非调质汽车用钢高温塑性研究

通过Gleeble3800热模拟试验机对30MnVS钢的高温塑性进行测定,试样断裂后迅速喷水冷却;利用JMS-6490扫描电镜观察断口,使用0rigin8.0绘图软件绘制断面收缩率曲线、抗拉强度曲线和应力应变曲线,使用Axio Imager M2m蔡司金相显微镜对喷水冷却试样断口附近的组织进行观察。结果表明:30MnVS钢第Ⅲ脆性区的温度范围为650~900℃,奥氏体晶界处析出硫化锰、碳化钒等促进了铁素体膜的形成,沿奥氏体晶界析出的网状铁素体膜是存在脆性区的主要原因。在实际生产中,矫直要在900℃以上进行,才能有效的避免因矫直作用力产生的裂纹。     

690MPa级海洋工程用钢的高温热塑性

利用LINSEIS L78 RITA相变仪和Gleeble3800热模拟试验机,测定了FH690海洋工程用钢相变转化的温度点和热塑性区。在1150～780 ℃温度范围时,断面收缩率都在60 %以上,热塑性很好;在1300～1150 ℃温度范围时,属于第Ⅰ脆性区,断裂原因为有大量的液相薄膜存在;在780～620 ℃温度范围时,断面收缩率逐渐降低,属于第Ⅲ脆性区,出现塑性最低值39.5 %,原因是由奥氏体转化成的铁素体膜引起的。     

含钛微合金钢SAPH440高温热塑性研究

通过Gleeble 1500热模拟试验机对含钛微合金钢SAPH440的连铸坯在1400~600℃温度区间内的高温延塑性进行了测试,对试样的断口形貌及组织进行了观察。确定tL~1350℃之间为连铸坯的第I脆性区,950~725℃之间为连铸坯的第Ⅲ脆性区;第Ⅲ脆性区塑性降低主要是由连铸坯中Al N的析出和晶界网状铁素体的形成造成。提高连铸机顶弯或矫直温度大于950℃可以减少连铸坯表面裂纹的产生。     

00Cr17Mn6Ni5N的高温塑性变形行为研究

00Cr17Mn6Ni5N奥氏体不锈钢在10 kg真空感应炉内熔炼,并在氮气气氛下加氮化铬进行N合金化。通过Gleeble-1500D热模拟试验机进行高温拉伸试验。采用扫描电镜和蔡司金相显微镜,观察断口形貌及近断口处组织。研究表明,实验钢的高温塑性较好,最佳塑性区间为1050~1150℃,在1200℃附近存在高温脆性区;从1000~1250℃热模拟拉伸断口形貌分析,实验钢的断裂方式以韧性断裂为主,在1200℃脆性区的断裂为微孔或析出物为中心的韧窝断裂。     

72A高碳钢的热成形性能

用Gleebe-1500热模拟试验机对国内钢厂生产的72A钢热轧盘条的热塑性进行研究,利用扫描电镜及光学显微镜分析高温脆化原因。结果表明,72A钢的第Ⅲ脆性温度区为700~850℃,断面收缩率均低于60%。72A钢在823~850℃时的脆化机理为晶界处细小第二相粒子TiN的析出;在823℃以下时的脆化机理是晶界处铁素体薄膜的析出。     

37Mn5连铸坯高温热塑性的研究

在Gleeble-1500D热模拟机上,针对37Mn5钢连铸坯,进行了热塑性测试.分析了37Mn5试样的显微组织及试样断口性质与塑性的关系.研究了第Ⅲ脆性区的脆化原因.实验结果表明:在1 300℃至800℃区间存在两个脆性温度区,第Ⅲ脆性温度域为900～800 ℃,其断面收缩率ψ=60.23%～29.61%;为指导37Mn5管坯钢的生产实践提供理论依据.