Nb-V微合金中碳非调质钢CCT曲线的测定与分析

在Gleeble-3500热模拟机上测定了Nb-V微合化金中碳非调质钢在不同冷却速率下的膨胀曲线,并联合金相-硬度法,绘制出了Nb-V试验钢的动态CCT曲线。依据所绘试验钢动态CCT曲线,对试验钢在不同冷却速率下组织的转变转变情况进行了分析。结果表明:冷却速率低于2℃/s时,Nb-V钢的显微组织为铁素体和珠光体,冷却速率超过2℃/s时,钢中组织可以观察到贝氏体,随着冷却速率的增加贝氏体含量也明显增加;冷却速率超过10℃/s时,组织中开始出现马氏体;冷却速率超过15℃/s后Nb-V钢显微组织全部为马氏体。贝氏体转变的临界冷却速率为7~10℃/s,马氏体转变的临界冷却速率为10~15℃/s。     

冷却速率对含铌相变诱导塑性热轧钢板组织的影响

通过测定590 MPa级含0.2%Nb的0.12C-1.17Si-1.7Mn相变诱导塑性热轧钢板CCT曲线和临界冷却速率,研究了不同冷却速率对组织的影响。结果表明,该钢板CCT曲线的临界冷却速率为40℃/s,Ac1为690℃,Ac3为880℃,Ms为476℃;冷却速率为8℃/s时组织中出现贝氏体,冷却速率为40℃/s时出现马氏体,确定该钢种的临界冷却速率为40℃/s;添加Nb元素有利于扩大该钢热轧工艺技术窗口。     

快冷工艺对800MPa级低碳高强贝氏体钢力学性能的影响

设计了一种低碳贝氏体型高强度工程机械用钢,并采用快速冷却工艺进行厚度12 mm的Q800D钢的轧制试验,研究了冷却速率对钢板组织、强度和韧性的影响。结果表明,随着钢板冷却速率的增加,小角度晶界和大角度晶界密度均有较大提高,钢板强度和韧性有明显改善。当钢板冷却速度为80℃/s时,钢板综合性能达到国标Q800D级别的要求。另外,在考虑到晶界和M/A组元对韧性影响的基础上计算了不同冷却速度钢板的韧性参数,韧性参数随冷速的变化趋势与-20℃冲击功随冷速的变化趋势一致,两者有良好的相关性。     

低成本900 MPa级工程机械用钢连续冷却转变行为的研究

针对当前不含Mo 低成本900 MPa级工程机械用钢的生产,采用Formastor-FⅡ相变仪,研究了900 MPa级工程机械用钢的连续冷却相变行为,分析了试验钢在连续冷却条件下的显微组织、显微硬度变化规律和贝氏体相变过程;结合热膨胀法和金相-硬度法绘制了试验钢的连续冷却转变曲线。结果表明:当冷却速率为0.25~0.5 ℃/s时,试验钢组织主要为铁素体和粒状贝氏体;冷却速率为1~2 ℃/s时,试验钢组织由粒状贝氏体和板条贝氏体组成;冷却速率为5~20 ℃/s时,试验钢组织为板条贝氏体和互锁状贝氏体,随着冷却速率的提高,板条贝氏体相变温度区间变窄,互锁状贝氏体相变温度区间变宽。冷却速率为5 ℃/s时,以板条贝氏体相变为主导,晶界形核速率高于晶内形核速率;冷却速率为10~20 ℃/s时,以互锁状贝氏体相变为主导,晶内形核速率高于晶界形核速率。冷却速率为0.25~2 ℃/s时,试验钢显微硬度随着冷却速率的增加而增加,硬度值从188HV升高到239HV;冷却速率为2~5 ℃/s时,出现硬度平台;冷却速率为5~20 ℃/s时,试验钢显微硬度随冷却速率的增加而增加,硬度值从240HV升高到270HV。     

Q345E钢连续冷却过程中的相变和显微组织

在THERMECMASTOR-Z热模拟试验机上研究了Q345E钢在不同连续冷却条件下的相和组织变化,用热膨胀法测定了试验钢的连续冷却转变曲线(动态CCT曲线)。研究结果表明,试验钢在低冷速下,主要形成多边形铁素体;当冷却速率大于10℃/s时,组织中针状铁素体和贝氏体的数量明显增多;当冷却速度为20℃/s时,组织变为贝氏体加少量铁素体;随着冷却速率的增加,组织明显变细。     

控轧控冷工艺对25MnV钢盘条组织和性能的影响

研究了控轧控冷对锚链用钢25MnV盘条组织和力学性能的影响。结果表明:降低终轧温度和提高冷却速率有助于25MnV钢的屈服强度、抗拉强度和屈强比的提高。冷却速率为2.5℃/s时,随着终轧温度降低,试验钢强度上升,其主要原因是细晶强化和析出强化的共同作用;强韧性上升的原因为晶粒细化和V(C,N)相间析出粒子变细。终轧温度为820℃时,随着冷却速率提高,试验钢强度上升和强韧性下降,其主要原因是显微组织中出现异常组织马氏体岛。     

控轧后的冷却速度对Q420qENH园林钢组织和力学性能的影响

对15 mm×100 mm的Q420qENH园林钢试样,在Gleeble-3800型热模拟试验机上进行控制轧制和控制冷却。采用金相显微镜、扫描电镜和透射电镜等设备研究了控轧后的冷却速度对Q420qENH钢显微组织和力学性能的影响。结果表明:控制轧制后以6～18℃/s速率冷却的钢的力学性能均达到了要求,以12和18℃/s速率冷却的钢的强度高于要求值49 MPa以上,屈强比小于0.85;随着冷却速度从2℃/s提高至18℃/s,钢的组织从铁素体+少量珠光体转变为以粒状贝氏体为主的组织,M/A岛面积分数和平均尺寸减小,不同取向晶粒的尺寸减小;随着控轧后冷速的增大,钢中小角度晶界的比例减小,大角度晶界的比例增大;控轧后以不同速度冷却的Q420qENH钢的晶粒尺寸与屈服强度之间存在线性关系,控轧控冷的园林钢的屈服强度可采用拟合的霍尔-佩奇公式预测。     

一种高强无碳贝氏体非调质钢的过冷奥氏体动态连续冷却转变曲线

利用Gleeble-3800热模拟试验机测定了自行研制的新型无碳贝氏体非调质钢在不同冷却速率下连续冷却转变的热膨胀曲线,结合显微组织和显微硬度,绘制了试验钢的过冷奥氏体动态连续冷却转变曲线。结果表明:试验钢冷却速率为0. 05℃/s时,组织为粒状贝氏体和少量的无碳贝氏体;冷却速率在0. 1～0. 3℃/s之间时,组织主要为无碳贝氏体;冷却速率到达0. 5℃/s时,组织为无碳贝氏体和少量马氏体;冷却速率在1℃/s以上时,组织为马氏体。力学性能测试表明无碳贝氏体钢实现了高强度与高韧性的结合,改善了珠光体-铁素体钢强度不足的问题。     

Q690D钢板的热处理工艺

用MMS-200热模拟试验机对Q690D钢板奥氏体连续冷却转变及不同调质工艺对Q690D钢板组织及性能的影响进行了研究。结果表明,当冷却速率为7~15 ℃/s时,材料组织才能转变为马氏体组织。淬火加热温度780 ℃时,钢板没有完全奥氏体化,造成组织不均匀。当淬火温度大于840 ℃时,钢板组织与850 ℃时变化不大。随回火温度升高,试验钢的强度降低。     

12Cr2Mo1R特厚板正火过程中贝氏体组织控制

采用静态CCT(Continuous Cooling Transformation)曲线结合温度场有限元数值计算的方法,对12Cr2Mo1R特厚板正火加速冷却后贝氏体组织形成进行控制。由静态CCT曲线和显微组织确定形成贝氏体组织最小冷却速率(临界冷却速度),冷却速度大于临界冷却速率时,获得贝氏体组织。由于特厚板心部是获得贝氏体最为困难的部位,因此对心部贝氏体组织形成进行详细的研究。通过有限元数值计算研究特厚板表面冷却强度对心部冷却速率的影响,进而控制中心冷却速率并获得贝氏体组织。结果表明,贝氏体组织形成的临界冷却速度约为1℃/s;冷却速率与钢板表面冷却强度呈指数关系;板厚超过180 mm时临界冷却强度急剧增加,心部很难获得贝氏体组织,且组织均匀性变差。     

高强高韧钢Q960E的生产工艺

采用中低碳微量添加Nb、V、Cr、Mo、Cu、Ni等合金元素成分设计思路,通过对Q960E钢板相变点、静态CCT曲线测定,详细研究钢板淬火后经不同回火工艺的微观组织和力学性能。结果表明:当冷速为0.1～1 ℃/s时,组织主要为铁素体+粒状贝氏体,随冷却速度增加,铁素体转变受到抑制,逐渐向贝氏体和马氏体转变,当冷速大于10 ℃/s时,组织全部为马氏体。淬火钢板经150、180、210 ℃回火后,随回火温度升高,强度不断下降,塑性增加,韧性呈先升后降,180 ℃回火时综合性能最佳匹配,屈服强度1050 MPa、抗拉强度1140 MPa、断后伸长率11.0%、-40 ℃KV₂单值60 J以上。     

轧制温度和后处理方式对AZ31镁合金显微组织和力学性能的影响

在不同的轧制温度下,对AZ31镁合金板进行轧制,然后取出轧板立即进行水冷、空冷和退火3种不同的后处理。探究轧制温度和后处理对镁合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,轧制温度为250、300℃时,水冷和空冷处理后板材存在着大量的孪晶,350℃时由于轧制温度较高,孪晶的数量很少;水冷处理后的平均晶粒尺寸要小于空冷,空冷处理之后的孪晶数量略少于水冷,当轧制温度为350℃时,退火处理后,晶粒尺寸减小,晶粒趋于等轴状,晶格畸变程度低。在相同的轧制温度下,水冷处理的镁合金板材的屈服强度、抗拉强度和硬度较高;退火处理后可以显著提高板材的伸长率,但屈服强度、抗拉强度略有下降。轧制温度升高时,3种后处理方式之间屈服强度和抗拉强度的最大差值会减小。     

固溶处理对7075/6009层状复合材料组织与性能的影响

通过分析7075/6009铝合金层状复合板材内层显微组织与显微硬度分布,研究了固溶处理对板材内层显微组织与力学性能的影响。结果表明:在470～500℃范围内,随着固溶温度的升高,板材内层和过渡区的显微硬度值呈先升后降的趋势,在485℃时达到峰值,而外层显微硬度值呈上升趋势;内层显微组织在485℃时残留的颗粒相数量最少,而在500℃时发生"过烧"。在15～300 min内,板材内层和过渡区显微硬度值在30 min时达到峰值,而外层显微硬度值变化不明显;内层显微组织随着固溶时间的延长而变粗大,残留颗粒相数量在30 min后趋于平衡。通过T6热处理工艺:485℃固溶30 min+水淬+175℃时效8 h,7075/6009铝合金层状复合板材可获得较高的力学性能:抗拉强度为404 MPa,屈服强度为364 MPa,伸长率为15.3%;同比T6热处理的6009铝合金板材,其抗拉强度提高36%,屈服强度提高75%,但伸长率降低16%。     

Q460E厚板控轧控冷工艺研究

针对某厂生产Q460E厚规格钢板时出现大量屈服不合现象,进行了控轧控冷工艺试验,通过提高轧后钢板冷却速率,明显提高了钢板的强度,且钢板综合力学性能优良,为大批量生产奠定了基础.     

固溶冷却方式对短时用高温钛合金板材组织和性能的影响

研究了固溶冷却方式对一种新型短时用高温钛合金热轧板材显微组织和力学性能的影响。结果表明,新型短时用高温钛合金板材经固溶处理及不同方式冷却+时效后,合金的组织均为α+β相,随着冷却速率的增加,初生α相的含量和尺寸逐渐减小,3种冷却方式下析出的次生α相尺寸都较细小,但炉冷析出的次生α相数量较少,空冷和水冷析出的次生α相尺寸和数量相差不大。随着冷却速率的提高,合金的室温、600 ℃及700 ℃高温强度提高而塑性降低。合金固溶处理后采用空冷方式可获得较好的综合力学性能。     

E36级船板钢正火工艺的研究

用力学性能测试和光学显微镜研究正火温度和时间对厚度为60 mm的控轧控冷(TMCP)态E36级船版钢组织与性能的影响。结果表明,正火后TMCP态船板钢的综合性能有较大提高,虽然在强度上稍有下降,但其塑性,尤其是低温冲击性能都有较明显的改善。随着正火温度的升高,晶粒长大,冲击性能下降;随着正火保温时间的延长,改善了珠光体带状组织、消除了混晶组织,冲击性能有所提高。最佳的正火工艺为880~910℃,保温约100 m in后空冷。     

回火时间对高强抗震耐火钢板组织与力学性能的影响

采用OM、SEM、TEM、拉伸试验和冲击试验等,研究了600 ℃回火不同时间对690 MPa级高强抗震耐火钢板的力学性能、微观组织及析出行为的影响。结果表明,不同回火时间对耐火钢板的力学性能和微观组织有重要影响。耐火钢板经过600 ℃回火后强度稍有降低,但伸长率增大,屈强比降低,综合力学性能提高,低温冲击吸收能量随回火时间的延长而降低。最优回火保温时间为15 min,此时试验钢板的屈服强度为976 MPa、硬度为396 HV,-40 ℃冲击吸收能量为164 J,其组织由贝氏体+铁素体+少量马氏体构成,在马氏体和铁素体中均存在位错和细小析出相,析出相为富Nb的Nb、Ti复合碳化物,发挥沉淀强化作用;当保温时间延长至60 min后,析出大量细小Nb、Ti和Mo复合碳化物,但此时的沉淀强化作用不能弥补铁素体造成的强度损失,所以在相同温度回火过程中,随着回火时间的延长,抗拉强度和硬度下降。     

HRB400E抗震螺纹钢静态CCT曲线测定及组织分析

利用膨胀法在Gleeble-3500热模拟试验机上测定了HRB400E抗震螺纹钢的静态连续冷却转变(CCT)曲线,采用光学显微镜OM、扫描电镜SEM和显微维氏硬度仪观察和测定了不同冷却速度下钢的显微组织和硬度,分析了冷却速度对该钢相变组织与性能的影响。结果表明,当冷速在3 ℃/s以下时,试验钢中组织为铁素体和珠光体,随着冷速的提高,试验钢中珠光体含量逐渐提高,片层间距不断减小;当冷速为4~10 ℃/s时,试验钢中开始出现贝氏体组织;当冷速＞10 ℃/s时,试验钢开始发生马氏体相变;并且随着冷速的提高,试验钢的硬度逐渐提高。冷却速度为2~3 ℃/s范围内,试验钢中珠光体含量、片层间距和力学性能均满足GB/T 1499.2—2018中规定,其结果与现场生产性能检验结果相符。在冷速为3 ℃/s生产的ϕ8 mm盘螺成品试样的珠光体含量和片层间距分别为47%和0.184 μm,下屈服强度R_eL、抗拉强度R_m、强屈比R_m/R_eL、屈标比R_eL/R^s_eL、断后伸长率A、最大力总伸长率A_gt分别为440 MPa、569 MPa、1.29、1.10、27.2%和17.8%。     

采用控轧控冷技术(TMCP)生产合金减量型高强度船板

选择系列工业生产连铸板坯,进行了系统的工场热轧试验,设计出合金减量型屈服强度为355 MPa船板钢的化学成分和控制轧制控制冷却工艺规范。使用5 m宽厚板轧机和在线加速冷却设备,批量生产出合金减量型DH36级宽厚船板。合金减量型船板钢为微合金C-Mn钢,其目标成分(质量分数,%):≤0.18C、≤1.1Mn、≤0.25Si、≤0.02Nb、≤0.015Ti。TMCP要点为:采用二阶段控制轧制,精轧温度900℃,快速冷却(AcC)终冷温度(TFC)在640～710℃之间。通过降低Nb和P含量改善了合金减量钢板焊接热影响区(HAZ)的力学性能。     

EH460级船板钢的动态 CCT 曲线与组织演变

采用 Gleeble-3800热模拟试验机对EH460船板钢进行1050 ℃下变形30%和850 ℃下变形30%的双道次压缩试验。绘制了在不同冷速下连续冷却过程中钢的膨胀曲线,并在光学显微镜下观察了不同冷速下试样的室温组织。结合膨胀法与金相法,利用 Origin 8.0软件绘制了船板钢的动态 CCT 曲线。结果表明,当冷速为0.1~3 ℃/s 时,所得室温组织主要是铁素体和珠光体;当冷速大于5 ℃/s 时,出现粒状贝氏体组织,随着冷速的增加贝氏体逐渐增多,铁素体与珠光体逐渐减少;当冷速为10~15 ℃/s 时,珠光体消失,组织为铁素体与粒状贝氏体;随着冷速进一步增到 20~50 ℃/s 时不再发生铁素体相变,仅为粒状贝氏体组织。