低碳铁素体贝氏体复相钢的组织特征及强韧性

对一种低碳钢进行了控轧控冷试验,获得了具有铁素体和贝氏体的复相组织。利用拉伸试验机、光学显微镜、TEM等手段对复相钢的强韧性、显微组织及断口形貌进行了测试与分析。结果表明:贝氏体组织主要由宽度约为1μm的铁素体板条束组成,同时在基体上存在弥散分布的碳化物。具有铁素体贝氏体复相组织钢的屈服强度超过430MPa,且具有较低的脆性转变温度。复相钢的强化机制主要为细晶强化和贝氏体相变强化。单轴拉伸过程的能量分析表明:贝氏体的体积分数、贝氏体的分布及铁素体的晶粒尺寸是影响拉伸变形中各部分能量分配的主要因素。     

两相区退火温度对含铜贝氏体/铁素体复相钢组织和性能的影响

借助SEM、XRD、TEM、EPMA、室温拉伸等试验手段,采用IQPB(两相区退火-贝氏体区淬火碳配分)热处理工艺,针对两相区退火温度对含铜贝氏体/铁素体复相钢组织和性能的影响进行研究。结果表明,两相区退火温度升高,铁素体所占体积分数减少,板条状贝氏体含量增加;试验用钢的抗拉强度逐渐升高,而伸长率则不断下降。室温组织中残留奥氏体含量,随退火温度升高呈先增加后减少的趋势变化。790℃退火处理,拉伸形变过程,应变后期加工硬化指数n值较高,持续加工硬化能力明显,断口处裂纹尖端钝化,强塑积可达28.06 GPa·%。     

奥氏体形变对仿晶界型铁素体/粒状贝氏体复相钢组织和强韧性能的影响

通过Gleeble-1500热力模拟实验机对仿晶界型铁素体／粒状贝氏体复相钢进行了Ar3以上不同温度、不同形变量的平面应变压缩实验．SEM和TEM观察表明,奥氏体形变不仅细化仿晶界型铁素体,而且促进先共析铁素体在原奥氏体晶内形核,从而有利于细化粒状贝氏体晶团及其内部的铁素体片条和MA岛．给出的组织变化模型可阐述形变对粒状贝氏体精细结构的影响．经过780℃下30％形变,即使在形变后空冷的条件下也获得了平均长度小于5μm、平均宽度小于2．5μm的仿晶界型铁素体晶粒、平均粒径小于3μm的晶内铁素体．与未经过形变的试样相比,CVN常温冲击韧性值从未形变的43J提高到108J,Vickers硬度从242提高到312,为工业生产工艺的改进提供了重要根据．     

低碳铁素体贝氏体复相钢的拉伸应力-应变曲线分析

对一种低碳钢进行了控轧控冷实验,获得了具有铁素体和贝氏体的复相组织.通过室温静态拉伸实验、光学显微镜等手段对复相钢进行了表征.研究了在拉伸速度恒定条件下的硬化行为.并利用Crussard-Jaoult分析方法对应力应变曲线进行分析.结果表明,具有铁素体和贝氏体组织的低碳钢具有较高的强度和较高的初始加工硬化指数,应变硬化指数随着真应变的提高呈先升高后下降的趋势,应变硬化速率随应变的升高呈下降的趋势.均匀分布的贝氏体有助于提高实验钢的应变硬化能力.     

0.02%Nb空冷仿晶界型铁素体/粒状贝氏体复相钢的相变及强韧性

采用Gleeble-1500D热模拟机进行热模拟实验和轧制实验,研究了添加0.02%Nb对仿晶界型铁素体(F_(GBA))/粒状贝氏体(B_G)复相空冷钢相变及力学性能的影响.结果表明,0.02%Nb使该钢的连续冷却转变曲线右移,淬透性增加;0.02%Nb抑制了γ→α相变,细化了仿晶界铁素体,促进了粒状贝氏体转变,细化了粒状贝氏体及其内部的铁素体片条及马氏体-奥氏体(M-A)岛.与不含Nb的F_(GBA)/B_G复相钢相比,由于组织细化及强化相体积分数的提高,含0.02%Nb的复相钢经轧后空冷后抗拉强度上升了157 MPa,屈服强度增加了93 MPa,强化效果显著.分析了添加0.02%Nb使复相钢的组织细化及强化相体积分数增加的原因.     

铌、钛微合金化仿晶界型铁素体/粒状贝氏体复相钢的形变诱导铁素体相变的研究

以仿晶界型铁素体型/粒状贝氏体复相钢为对象,研究了铌、钛微合金化对其形变诱导铁素体相变的影响以及以仿晶界铁素体/粒状贝氏体为基本组织的复相钢形变诱导铁素体相变规律.研究表明,仿晶界铁素体/粒状贝氏体复相钢进行微合金化,会使其形变诱导铁素体相变受到抑制而推迟;同时因为微合金元素的加入,细化了相变中诱导析出的铁素体晶粒,有利于复相钢中粒状贝氏体的形成.形变参数对相变过程有着显著的影响,奥氏体化温度决定了奥氏体原始晶粒尺寸同样影响着形变诱导铁素体相变过程.采用合适的形变参数和奥氏体温度都可以促进形变诱导铁素体相变的进行从而细化铁素体晶粒.     

无碳化物贝氏体/马氏体复相钢晶粒细化研究

在获得无碳化物贝氏体/马氏体复相钢奥氏体晶界侵蚀方法的基础上,利用电致加热循环淬火方法对无碳化物贝氏体/马氏体复相钢进行组织超细化处理,研究了奥氏体化温度、加热速率、循环次数和保温时间对钢的组织和原奥氏体晶粒的影响。实验结果表明:以100℃/s的加热速度加热到910~920℃淬火,循环3次,前两次淬火不保温,最后一次保温30 s,可得到平均晶粒度为3.2μm,超高周疲劳性能优异的超细化无碳化物贝氏体/马氏体复相钢。     

仿晶界型铁素体/粒状贝氏体复相组织的韧性

研究了仿晶界型铁素体／粒状贝氏体复相钢轧态组织的韧性与裂纹扩展特点。与单一粒状贝氏体组织相比，仿晶界型铁索体／粒状贝氏体复相组织具有更好的强韧性配合。适量仿晶界型铁素体的存在增加了复相组织的协调变形能力，提高了裂纹形成功：同时使裂纹扩展路径弯曲、分 叉、微裂纹尖端钝化。在一定程度上提高了裂纹扩展力。在粒状贝氏体变的第二阶段（富碳亚稳奥氏体→马氏体／奥氏体（M／A岛）缓冷。已转变的马氏体将进行自回火，并提高残余奥氏体的热稳定性，从而使复相组织的裂纹扩展功得到明显提高。     

无碳化物贝氏体／马氏体复相钢的新进展

所研制的具有稳定残留奥氏体薄膜的无碳化物贝氏体 /马氏体复相钢 ,出现第一类回火脆性的温度范围提高到 370℃以上。由此可以通过提高回火温度改善钢的韧性 ,降低钢的氢脆敏感性。经 36 0℃回火后 ,所研钢的σb 为 15 80MPa,AKU为 81J ,该钢的KISCC值超过 5 0MPa·m1/ 2 。     

经济型低碳贝氏体复相钢的开发及应用

在实验室研究的基础上，以硅、锰为主元素，并通过热轧工艺的控制和优化，开发了一种低碳贝氏体复相热轧薄板，并在宝钢集团上海梅山钢铁公司热连轧机上进行了屈服强度450MPa级别的贝氏体热轧板的生产试制。结果表明，试验钢的平均屈服强度为500MPa，抗拉强度为590MPa，伸长率为24％，且具有良好的冲击韧性。实验钢已成功用于工程结构，能有效地降低材料消耗，减轻构件重量。     

Mn系贝氏体/马氏体复相钢的研究及应用进展

Mn系贝氏体／马氏体复相钢因其工艺简单、性能良好和价格低廉等优点而得到了广泛的重视。本文回顾了Mn系贝氏体／马氏体复相钢近几年来在微观组织、强韧化机理、延迟断裂及疲劳性能等方面所取得的研究成果，简要介绍了Mn系贝氏体／马氏体复相钢在不同领域的应用情况与进展。     

1500MPa级经济型贝氏体/马氏体复相钢的合金设计

综述了贝氏体／马氏体复相组织对钢强韧性的影响及残留奥氏体对钢延迟断裂性能的影响。在清华大学贝氏体研究及推广中心工作积累的基础上,设计了一种新的１５００ＭＰａ级经济型贝氏体／马氏体复相钢。该钢奥氏体化后空冷就可获得贝氏体／马氏体上组织,经低温回火后,钢的抗拉强度σｂ≥１５００ＭＰａ,屈服强度σ０．２≥１２００ＭＰａ,伸长率δ５≥１４％,断面收缩率ψ≥５７％,室温冲击韧度αｋｕ≥１０９Ｊ／ｃｍ＾２。     

超细化针状铁素体/贝氏体组织的热稳定性

利用硬度测量和金相观察,研究了Mn-Mo-Nb-B超细化针状铁素体/贝氏体组织在500～700℃重新加热过程中组织的演化和性能。结果显示:实验轧制的超细化组织在再加热保温过程中硬度变化有起伏,在550和650℃保温情况下,硬度曲线出现双硬化峰现象;而在700℃保温时,只出现一个硬化峰。650℃保温20h时发现有再结晶发生,48h时大部分非平衡组织均转变为多边形铁素体组织;700℃保温48h的各个阶段组织演化速度明显加快,48h时,几乎完全由平行排列的多边形铁素体构成,原奥氏体晶界依然可见。同以往的研究结果相比,该实验轧制的超细化非平衡组织具有良好的热稳定性。     

锰硅系贝氏体／马氏体复相钢中贝氏体精细结构的研究

利用原子力显微镜（AFM）、扫描隧道显微镜（STM）、透射电子显微镜（TEM）、光学显微镜（OM）等分析手段对锰硅系贝氏体／马氏体复相钢中贝氏体的结构进行了研究。观察到氏碳锰硅钢中的贝氏体组织由亚片条、亚单元组成,利用原子力显微镜（AFM）及透射电子显微镜（TEM）在贝氏体单元中发现有以残余奥氏体膜为分界面的精细结构的存在。观测结果可用贝氏体相变的激发形核－台阶长大机制做合理解释,为锰硅系贝氏体／马氏体复相钢的合金组织设计、组织结构和性能关系的研究提提供了实验依据。     

一种新的复相组织——仿晶界型铁素体／粒体贝氏体

本文在回顾几类典型高强度低合金钢强韧化途径的基础上,设计了一种新的复相组织－仿晶界型铁素体／粒状贝氏体９ＧＢＡ／Ｂｇ）,并测试了此类复相钢的连续冷却转变规律与轧态力学性能。研究表明,试验钢可在较宽的冷速范围内得到这类ＧＢＡ／Ｂｇ复相组织,且强韧性配合良好。在未利用贵金属元素、炉外精炼、控轧控冷及热处理的条件下,工业试生产得到的１２ｍｍ中厚钢板的力学性能为σｂ＝８５０ＭＰａ,σ０．２＝５４０ＭＰａ,     

一种新的复相组织--仿晶界型铁素体/粒状贝氏体

本文在回顾几类典型高强度低合金钢强韧化途径的基础上,设计了一种新的复相组织--仿晶界型铁素体/粒状贝氏体(GBA/Bg),并测试了此类复相钢的连续冷却转变规律与轧态力学性能.研究表明,试验钢可在较宽的冷速范围内得到这类GBA/Bg复相组织,且强韧性配合良好.在未利用贵金属元素、炉外精炼、控轧控冷及热处理的条件下,工业试生产得到的12mm中厚钢板的力学性能为σb＝850MPa,σ0.2＝540MPa,δ5＝18%,AKV(-40℃)＝34J.作为800～1000MPa级的高强度结构钢,这类钢具有良好的工业应用前景.     

两相区不同等温时间下低碳复相钢的组织与性能

采用两相区保温-淬火-贝氏体区等温-淬火(IQPB)热处理工艺,通过SEM、TEM、XRD、EPMA、室温拉伸等手段,研究了两相区等温时间对低碳贝氏体/铁素体复相钢组织组成、合金元素分布、残留奥氏体形貌、含量及力学性能的影响。结果表明:随两相区等温时间的增加,铁素体逐渐增加,贝氏体逐渐减少;抗拉强度由1116 MPa降低至971 MPa,断后伸长率和残留奥氏体含量呈先升高后降低的趋势,残留奥氏体中的碳含量逐渐增加。由于在拉伸过程中,残留奥氏体发生TRIP效应转变为马氏体,试验钢的强度和塑性得到双重提高。经两相区等温15 min时,强塑积达29 925 MPa·%。     

铁素体-马氏体复相钢疲劳裂纹扩展和闭合效应SCIEI

本文研究铁素体-马氏体复相钢中铁素体含量对裂纹萌生、扩展和裂纹尖端塑性变形的影响。在24.2—41.5％的铁素体含量范围内,以33.8％含量的复相钢裂纹萌生期N_0较长、门槛值ΔK_(th)高、并有低的扩展速率和较高的闭合应力强度因子K_(Cl)。三种铁素体含量复相钢的dα/dN-ΔK_(eff)一致的事实,表明裂纹闭合对低速扩展的重要作用,且闭合程度(K_(Cl)/K_(max))随裂纹尖端ΔK的降低而提高,在ΔK_(th)时达到最大。铁素体含量为33.8％的K_(Cl)/K_(max)值最高达0.7。     

仿晶界型铁素体/贝氏体低碳锰钢的组织和力学性能

对一种低碳锰钢进行了终轧温度高于Ar3卷取温度的不同控轧控冷处理．扫描电镜和透射电镜观察表明,终轧变形在奥氏体再结晶区进行时,有利于获得均匀分布的铁素体和一定含量的贝氏体组织．终轧温度降低到800℃,实验钢产生了形变诱导铁素体相变．当冷速增加到60℃／s且卷取温度为400℃左右时,铁素体主要沿原奥氏体晶界分布,晶粒得到细化,贝氏体体积分数增加,强度有较大的提高,但延伸率较低,屈强比较高．通过控制终轧温度为800-850℃、冷速为40℃／s左右以及卷取温度为550℃左右时,低碳锰钢可以获得仿晶界型铁素体／贝氏体的复相组织,其中铁素体晶粒尺寸为8-8．5μm,贝氏体体积分数在30％左右,综合性能较好．     

轧制工艺对800 MPa复相钢组织性能的影响

随着汽车行业的发展,先进高强钢的研究与应用越来越广泛。设计了低C,以Cr、Mn、Si为基本元素,复合添加Ti、Nb、V、Mo等元素的复相(CP)钢化学成分;通过控轧控冷工艺,充分发挥了马氏体和贝氏体相变强化及合金元素的析出强化、细晶强化的复合作用,成功获得了屈服强度大于680 MPa,抗拉强度大于780 MPa,伸长率大于10％的热轧CP钢。研究了不同终轧温度、卷取温度下钢板的组织形貌和析出物大小对其力学性能和扩孔性能的影响,得到了最佳终轧温度为890 ℃,卷取温度为490 ℃。在此工艺下,试制钢板的组织形貌和析出物大小得到了良好的配合,其扩孔率达到47%,扩孔性能最优。