铁素体区热轧工艺对Ti-IF钢深冲性能的影响

利用光学显微镜、扫描电镜以及电子探针,研究了Ti-IF钢在铁素体区轧制时不同的轧制温度、压下量以及润滑条件对钢板的组织结构以及析出物析出方式的影响.结果表明,轧制温度的降低和变形量的增加,都会导致形核率增大,晶粒尺寸减小,并且使晶体结构中{111}取向加强.润滑条件主要影响试样的表面晶粒尺寸,润滑条件越好,表面晶粒尺寸越接近于中心晶粒尺寸.析出物多以单独析出为主,Ti(C,N)-Al_2O_3由外延生长机制复合而成.     

钒氮微合金化对ULCB钢组织性能和析出行为的影响

借助光学显微镜(OM)、电子背散射衍射技术(EBSD)、透射电子显微镜(TEM)和能谱仪(EDS)研究了两种不同V、N含量的超低碳贝氏体钢(ULCB)在控轧控冷过程中的微观组织、力学性能及碳氮化物的析出行为.结果表明:两种试验钢的组织都为粒状贝氏体,但高V、N含量的试验钢具有更高的强度和硬度.低V、N钢中V(C,N)数量较少,且以沿位错线析出为主.随着钢中V、N含量的增加,贝氏体组织明显细化,大角晶界所占的比例也相应提高;同时,在贝氏体铁素体基体中5 ～10 nm之间的V(C,N)体积分数显著增加,且存在沿位错线析出和基体中弥散析出两种形式.细晶强化和沉淀强化是高V、N钢强度提高的主要因素.     

淬火温度对高Ti低合金耐磨钢组织及力学性能的影响

研究了淬火温度对高Ti低合金耐磨钢组织转变、析出相和力学性能的影响,并分析了组织演变和力学性能变化的原因。结果表明:试验钢经不同温度淬火和200 ℃回火后的组织均为高位错密度板条马氏体;析出相尺寸主要为微米-亚微米-纳米三种尺度,微米级析出相呈杆棒状,亚微米以及纳米析出相呈球状,马氏体板条上分布着细小的(Ti, Mo)C析出相。随着淬火温度的升高,试验钢的屈服强度、抗拉强度和维氏硬度均先升高后降低,均在920 ℃时有最大值,分别为1248 MPa、1535 MPa和434 HV,此时伸长率为10.0%。随淬火温度升高,纳米级析出相逐渐回溶,数量减少且尺寸逐渐长大,沿轧制方向被压扁拉长的原奥氏体晶粒尺寸以及马氏体板条块尺寸略有增大,但马氏体板条宽度却无明显长大。大量的弥散分布的5～10 nm的(Ti, Mo)C粒子是促进耐磨钢硬度升高的主要因素。细小的(Ti, Mo)C析出相逐渐长大以及原奥氏体晶粒的增大都不利于耐磨钢硬度的提高。     

退火工艺对低合金高强钢组织和性能的影响

通过对不同退火工艺下低合金高强钢力学性能和组织状态,以及退火过程中析出相的状态分析,研究了退火工艺对低合金高强钢组织和性能的影响。结果表明:材料组织为铁素体基体加少量渗碳体,同时在基体中有200 nm和10 nm左右两种不同尺寸的Ti Nb(C,N)析出相生成。随着退火温度的增加,析出相尺寸增加而数量降低;同时,材料的屈服强度和抗拉强度逐渐降低,伸长率逐渐升高。     

铌微合金化和控冷工艺开发HRB500抗震钢筋

采用扫描电镜、透射电镜、金相显微镜、闪光焊接及力学性能测试,对铌微合金化和控冷工艺开发的HRB500钢筋微合金析出强化效果、控冷细晶强化效果、显微组织、焊接性能及时效性等进行了试验研究.结果表明:通过控制钢中铌含量(质量分数)为0.027%～0.035%及合适的轧制温度,Nb(CN)析出量占总铌量的75.67%,析出强化效果明显;钢筋控冷后上冷床温度控制在670～700℃,细晶强化效果明显,抗震性能好;钢筋具有低应变时效性及良好的焊接性能;生产成本和钒氮微合金化工艺相比降低75元/t,经济效益显著.     

退火温度对V-Ti-Mo钢析出相和力学性能的影响

研究了V-Ti-Mo钢经不同温度退火后的组织和力学性能。结果表明,随着退火温度的升高,试验钢中的珠光体组织逐渐发生分解,MC型析出相逐渐增多,强度增加。试验钢轧态时MC型析出相主要为Ti(C, N),经过退火后出现了(V, Mo)C析出相,并且随着退火温度的升高,(V, Mo)C相逐渐增多。根据钢铁材料的强化理论对试验钢的屈服强度进行了理论计算,与实测结果符合较好,表明析出强化是退火后强度增加的主要原因。     

卷取温度对热轧高扩孔540HE钢组织和性能的影响

采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和拉伸试验机研究了卷取温度对工业生产的高扩孔540HE钢微观组织、力学性能及扩孔率的影响。结果表明:卷取温度变化可显著改变试验钢的铁素体晶粒尺寸、(Ti,Nb) C析出相形态和贝氏体含量,从而影响其力学性能及扩孔率。随着热轧卷取温度的降低,试验钢的屈服强度及抗拉强度升高,断后伸长率降低,扩孔率略有增加。低温卷取时铁素体晶粒尺寸较小,贝氏体含量增加,贝氏体细小且分布均匀;(Ti,Nb) C析出相细小弥散分布,可显著强化铁素体基体从而减小其与贝氏体硬度差异,有利于扩孔率的提升。     

18Cr-9Ni-3Cu钢长期服役后的组织与力学性能

利用力学性能试验机、光学显微镜、扫描电镜、能谱检测和透射电镜研究了18Cr-9Ni-3Cu钢在超超临界机组服役5×104h后的微观组织和力学性能。结果表明:服役后18Cr-9Ni-3Cu钢主要析出物为M23C6相、σ相、Nb(C,N)相及富Cu相,其中M23C6及σ相在晶界呈链状析出,Nb(C,N)在晶内聚集。第二相析出强化及M23C6共格强化是18Cr-9Ni-3Cu钢强度增加的主要原因,而σ相的大量析出导致材料塑性及冲击性能降低。此外,服役态向火侧较背火侧析出物尺寸大且析出量多,强度增量较大,塑性和冲击性能下降较多。     

时效温度对Super304H钢组织和韧性的影响

通过对时效条件下Super304H钢的微观组织分析,研究了Super304H钢组织变化对韧性的影响。结果表明：Super304H钢在600～700℃的时效温度范围内,随温度升高组织中析出相数量不断增加,但不同析出相的数量增加趋势不同,Nb（C,N）的数量呈缓慢增加趋势,而M23C6的数量先快速增加然后增加幅度趋缓。随M23C6析出量增大,冲击功相应降低,因此M23C6沿晶析出应是Super304H钢时效脆化的主要原因。     

温轧温度对中碳马氏体钢组织演变和力学性能的影响

利用SEM、EBSD和拉伸试验研究了轧制温度对中碳马氏体钢组织转变和力学性能的影响。结果表明:随着温轧温度的升高,铁素体板条逐渐变宽,等轴的铁素体数量增多且尺寸增大,析出的颗粒状碳化物的数量逐渐增多,尺寸逐渐增大,分布相对也越来越均匀。轧制温度由500℃升高到600℃时,在85%压下率下铁素体平均晶粒尺寸由0.45μm增加到0.63μm,碳化物颗粒尺寸由60 nm增加到230 nm,抗拉强度由1094 MPa降低至960 MPa,总伸长率变化不明显,温轧后试验钢的屈强比在0.9779~0.9822之间。     

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。     

直轧条件下含Nb钢筋中Nb(C,N)的析出强化机理及控冷工艺优化

为了解决方坯直轧工艺生产含Nb钢筋出现的强化效果不显著问题,通过经典形核理论计算了Nb(C, N)在奥氏体中沉淀析出动力学行为特点,并通过现场控冷工艺试验验证了理论计算的结果。结果表明,加热炉轧制生产含Nb钢筋过程中Nb(C, N)的沉淀析出以晶界形核为主,方坯直轧工艺生产含Nb钢筋过程中Nb(C, N)的沉淀析出以位错形核为主;在含Nb钢筋的成分体系下,Nb(C, N)在奥氏体中沉淀析出过程中的晶界形核和位错形核C曲线鼻尖点温度分别约为1000 ℃和900 ℃;方坯直轧工艺生产含Nb钢筋可以在精轧机架间设置多段预穿水,以保证足够低的终轧温度,来获得Nb(C, N)沉淀析出的最佳强化效果。     

含Co不锈钢析出相的模拟研究与强韧性能变化

采用数值模拟、组织表征和性能测试等方法，研究了添加Co对马氏体时效硬化不锈钢微观组织和力学性能的影响。根据Thermo Calc热力学及动力学计算结果：6wt%Co条件下，ε-Cu相的析出温度升高且孕育时间变长，相同时效条件下ε Cu相的平均半径会逐渐减小。借助光学显微镜（OM）及透射电镜（TEM）分析发现，固溶+时效处理后含Co试验钢超低碳板条马氏体细化，弥散分布的ε Cu相尺寸变小且析出量增加，薄膜状逆变奥氏体数量增多且尺寸增大。由于板条马氏体的位错强化、ε-Cu相的析出强化以及逆变奥氏体相的增韧作用，含Co试验钢的抗拉强度、硬度、伸长率及冲击吸收能量分别达到1346 MPa、433 HV0.5、16%和73 J。     

微合金化技术开发800MPa级高韧直缝焊管钢

采用微合金化和热轧后超快冷等技术生产得到800 MPa级高韧直缝钢管钢,借助OM、SEM、TEM和室温拉伸等,研究了试验钢不同区域的组织与性能。研究表明,试验钢的热轧组织主要是粒状贝氏体+少量板条贝氏体;焊接热影响区粒状贝氏体体积分数减少到32.7%,板条贝氏体体积分数增加到30.5%,组织中出现针状铁素体和少量马氏体。试验钢热轧区主要以Ti为主进行复合微合金化,综合运用固溶强化、细晶强化、位错强化和析出强化,具有高的强韧性,屈服强度为804 MPa、抗拉强度为852 MPa、伸长率为21.5%。     

终轧温度对Si-Mn系热轧双相钢组织和性能的影响

文章研究了在采用低温区大变形和轧后连续冷却工艺时,终轧温度对传统Si-Mn系热轧双相钢组织和性能的影响。结果表明,在试验工艺条件下,试验钢的最终组织均为铁素体+马氏体的双相组织。随着终轧温度(770℃~850℃)的升高,试验钢的屈服强度由415MPa急剧降低到335MPa,而抗拉强度变化不大,约为690MPa;随着终轧温度的升高,铁素体晶粒尺寸逐渐均匀,平均晶粒尺寸先增大,后减小,铁素体含量约为88%;试验钢的n值和延伸率,则随着终轧温度的升高而升高,在温度850℃时,n值达到0.23,延伸率达到28.7%。     

冷变形及退火工艺对低温用奥氏体不锈钢组织性能的影响

采用冷轧试验、退火试验、组织观察及力学性能检测等手段,研究了冷变形及退火工艺对低温用304L奥氏体不锈钢组织性能的影响。结果表明,随着冷轧变形量的增加,冷轧态组织晶粒沿着轧制方向被拉长后被破碎,形变带的密度逐渐增加,冷轧态钢板的强度提高,伸长率下降。随着退火温度的升高,再结晶晶粒尺寸逐渐变大,1120℃以后晶粒长大趋势明显提升,退火态钢板的强度降低,伸长率提高。退火时晶粒长大表观激活能随着冷变形量的增加而提高,在低温退火时,随着冷轧变形量的增加,晶粒尺寸逐渐减小,强度提高,伸长率下降,高温退火时趋势正好相反。     

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。     

P590L连铸过程C、N化物析出行为

为研究微合金钢连铸过程C、N化物析出行为,以P590L微合金钢铸坯为研究对象,通过用碳膜萃取复型方法从拉伸试样中萃取析出物,使用JEM2100透射电镜观察试样中的第二相析出物,系统检验分析了微合金元素Ti、Nb的析出行为规律,分析了温度对析出物数量和尺寸影响规律,以及析出物对热塑性的影响趋势。试验表明,1 100℃时出现少量70nm以上的方形TiN和Ti-Nb复合析出物,在1 100~1 000℃有Nb(C,N)析出,随着温度的降低析出物数量增加,尺寸减小而且更加弥散,热塑性随析出物数量的增加而降低。     

控轧控冷工艺对X70级抗大变形管线钢组织与性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜及力学性能实验等研究了控轧控冷工艺对X70级管线钢的组织与力学性能的影响。结果表明:不同终轧温度下X70管线钢的显微组织主要由多边形铁素体、贝氏体和少量的珠光体组成,且随着终轧温度的升高,抗拉强度与屈服强度降低,硬度下降,冲击韧性提高,但屈强比变化不大,并且落锤性能较差;随着终轧温度的升高,晶粒尺寸逐渐增大,铁素体体积含量增多。在不同的终冷温度下,X70管线钢的显微组织主要由多边形铁素体和贝氏体组成,并且随着终冷温度的升高,抗拉强度大幅度降低,屈服强度则呈M形波动,硬度呈线性降低,冲击吸收能量大幅度升高且落锤性能较好,屈强比缓慢升高;随着终冷温度的升高,晶粒度等级基本保持稳定,铁素体含量呈线性增加。该大变形管线钢最优的轧制工艺为控制终轧温度为840℃,终冷温度为450℃。