低碳铌钢热变形后的组织预测和控制

采用Ｇｌｅｅｂｌｅ１５００热模拟机测定低碳铌钢的奥氏体连续冷却转变曲线，对钢板热变形后的冷却过程进行了非稳态导热分析，并据此预测钢板以不同方式冷却后的组织。上海五钢集团现场热轧控冷试验表明，预测结果与实验结果吻合得很好，实物台架实验表明，细小多边形铁素体组织的钢板具有更高的疲劳性能。     

高强度钢板多相区相变动力学模型及试验验证

研究了BR1500HS高强度钢板过冷奥氏体等温冷却过程的相变规律,结合热膨胀法和金相法建立了试验钢奥氏体的等温冷却转变曲线,并基于Avrami和Marburger的经验公式得到了BR1500HS的扩散性相变动力学模型和非扩散性相变动力学模型,将相变模型应用到有限元模拟中预测高强度钢板在热变形及保压时工件内部微观组织变化过程,并进行高强度钢板热冲压工艺试验和分析。结果表明,模拟结果与试验结果能很好的吻合,证明了该相变模型的合理性。     

厚规格Q690D高强钢板的连续冷却转变行为

通过Gleeble-1500热模拟试验机,结合微观组织观察和硬度测试,绘制了Q690D厚规格钢板以不同速度连续冷却至室温的CCT曲线。结果表明,当冷速较低时,组织中存在先共析铁素体和珠光体区域,但其范围较小;冷却速度为3 ℃/s时,组织中出现板条贝氏体。试验钢在较宽的冷速范围内能够获得粒状贝氏体、粒状贝氏体+板条贝氏体组织。冷速达到15 ℃/s时,组织中即出现马氏体,试验钢淬透性较好,硬度值变化不明显。从试验钢板的调质组织观察发现,厚度截面不同位置的硬度值差异很小,组织特征相同,说明热模拟试验的结果同实际生产的厚规格钢板的组织及硬度具有高度的一致性。     

B1800HS热成形钢组织转变的JMatPro计算和试验研究

以B1800HS系试制热成形钢为例,探究了JMatPro软件计算热力学数据的可靠性。在计算所得的热成形钢TTT曲线上读取其奥氏体化温度、最小临界冷却速度以及相变温度范围,与采用热膨胀仪测试所得钢的CCT曲线结果进行了对比分析,研究了添加Mo、V合金元素对钢组织和性能的影响。结果显示,JMatPro软件计算的奥氏体化温度和临界冷却速度与试验结果吻合度较好,预测的组织转变温度范围有微小偏差,表明JMatPro软件对B1800HS热成形钢的热处理方案制订有较高的提供指导。此外通过性能测试,确定多元钼钒微合金化可使试验钢拥有更加优异的综合服役性能。     

高强韧性耐磨钢板NM500的开发与应用

研究了V、Nb-Mo两种不同成分体系试验钢轧制过程中奥氏体组织演变,并分析了不同冷却速度对两种钢的组织性能影响规律,研究了不同回火温度和再加热温度工艺对两种试验钢组织和性能的影响,并且在莱钢宽厚板厂轧机上进行了新一代高强韧性耐磨钢板的工业试制。结果表明:Nb-Mo钢奥氏体晶粒的平均尺寸明显小于V钢,扁平化程度更高,淬火后冷却速率大于10℃/s可以获得理想的板条马氏体组织。在批量生产过程中钢板硬度、低温韧性和强度均达到项目目标要求,-40℃冲击吸收能量均达到50 J以上,研究表明回火态钢板可获得更加优良的综合性能。     

轧制工艺对460 MPa级低屈强比耐火耐候钢组织性能的影响

利用热模拟方法测定低屈强比耐火耐候钢不同速率冷却后的组织。对比轧后弛豫工艺与未弛豫工艺以及终冷温度对试验钢性能的影响,利用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜分析不同工艺对钢轧后显微组织的影响。结果表明,随冷却速度的增加,钢板组织由多边形铁素体变为针状铁素体+粒状贝氏体复相组织;由于弛豫处理过程中过冷奥氏体部分转变为多边形铁素体,钢板屈服强度和屈强比均下降;随着终冷温度的降低,钢板的屈服强度和屈强比上升,与钢中针状铁素体的细化与M/A组元的弥散强化有关;轧后直接水冷,并控制终冷温度至500～560℃,可获得高强度与低屈强比的良好匹配。     

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。     

热处理工艺对1.25Cr0.5MoSi钢组织和力学性能的影响

通过Gleeble-3800热模拟和热处理试验研究了热处理工艺对1.25Cr0.5Mo Si钢组织和性能的影响。结果表明:钢在950℃保温140 min后淬火水冷(冷却速率3~20℃/s),然后710℃保温245 min回火,空冷可获得回火贝氏体组织和优良的综合力学性能。钢板试样经模拟焊后热处理组织为回火贝氏体,钢板在690℃模拟焊后热处理0~32 h后,屈服强度达到400~470 MPa,抗拉强度560~600 MPa。当冲击温度低于-20℃时,冲击功急剧下降。随着模拟焊后热处理时间的延长,碳化物逐渐变粗大并沿晶界分布,导致钢板强度和低温冲击韧性大幅下降。     

冷却工艺对Q550D钢组织性能的影响

研究了实际生产中不同冷却工艺下Q550D低碳贝氏体钢的组织及性能。主要研究了超快冷段冷速对钢板组织内低碳贝氏体形貌以及对应的力学性能的影响。根据研究结果,可以制定有效的冷却制度,提升了Q550D钢的热机械轧制性能合格率。     

Q345A低碳钢厚板表层组织的超细化

用Q345A钢在实验室轧机和Gleeble3800热模拟试验机上,研究了中间坯冷却+回温的新型TMCP轧制工艺对低碳钢厚板表层组织的影响.应用TecnaiG220透射电镜观察了组织,探讨了组织细化机制.结果表明,钢板经过中间坯冷却+回温轧制后,可在距钢板表面2 mm内得到超细铁素体晶粒,晶粒平均直径在1μm左右,其间弥散分布着少量珠光体,靠近心部组织和常规TMCP轧制相似,是块状铁素体+珠光体的整合组织.表层组织超细化是多次相变细化作用的结果.     

超低碳BH钢变形抗力和连续冷却转变热模拟

采用Gleeble-1500热模拟试验机,对两种超低碳烘烤硬化(BH)钢的变形抗力和动态连续冷却转变进行研究,观察了两种试验钢在不同变形和冷却工艺条件下的热变形和连续冷却转变组织。结果表明,在1100℃、应变速率1s-1时,两种试验钢均发生了动态再结晶,Ti+Nb超低碳BH钢的变形抗力比Ti+V超低碳BH钢高出约20MPa;在900℃、应变速率1s-1时,Ti+Nb超低碳BH钢发生了动态回复,Ti+V超低碳BH钢则未发生动态回复。两种试验钢在相同热变形条件下的组织形貌及晶粒尺寸差别较大。在不同连续冷却速度下,两种试验钢的金相组织均为多边形铁素体,铁素体晶粒均随着冷速的增加而细化。Ti+Nb超低碳BH钢铁素体晶粒较为细小,形状不规则,Ti+V超低碳BH钢铁素体晶粒则较为粗大,形状规则。     

控轧控冷对高铌钢连续冷却相变的影响

通过Gleeble模拟一种高铌微合金管线钢控轧控冷过程,研究了其组织及相变特征和变形对相变过程的影响。由膨胀量变化分析及组织观察,建立了该钢的连续冷却相变CCT曲线。结果表明,铌元素及变形促进了针状铁素体的形成,采用两阶段控轧,当冷速由0.5℃/s增加到50℃/s时,组织由多边形铁素体、准多边形铁素体向针状铁素体转变,但冷速低于5℃/s时,组织转变对冷速变化较敏感,当冷速继续增加时,组织结构变化不明显,而基体中的M/A组元变得更细小、弥散。     

Nb对高Ti耐候钢连续冷却后显微组织及硬度的影响

采用Gleeble热模拟试验机研究了微合金元素Nb对高Ti耐候钢奥氏体连续冷却转变行为的影响,通过光学显微镜(OM)、透射电镜(TEM)以及硬度测试等手段比较了0.050%Nb和无Nb试验钢连续冷却转变后显微组织和硬度的变化。结果表明,Nb能抑制铁素体相变,促进贝氏体相变。冷却速度由5 ℃/s提高到10 ℃/s,两种试验钢的晶粒细化效果均最显著,无Nb钢和0.050%Nb钢硬度分别增加了22 HV0.2和25 HV0.2。冷却速度为40 ℃/s时,无Nb试验钢中析出物主要为6～13 nm球形Ti(C, N)复合析出物;含Nb试验钢中主要为5～12 nm球形(Ti, Nb)(C, N)和10～15 nm方形(Ti, Nb)(C, N)复合析出物,含Nb试验钢析出物较多,因此析出强化作用更强。在高Ti耐候钢中,Nb产生的晶粒细化作用并不显著。在相同冷速下,0.050%Nb试验钢的硬度略高于无Nb试验钢,最大差值仅为11 HV0.2。     

铌钛微合金热连轧带钢冷却过程中组织演变及模型的研究

针对Nb-Ti微合金钢,在热模拟实验机实验的基础上,对高温变形后冷却过程中的组织演变数学模型进行了研究和修正,对相变过程中微观组织的变化进行了分析。     

退火工艺对980 MPa级热镀锌双相钢组织及性能的影响

利用奥钢联热模拟试验机模拟980 MPa级双相钢连续退火镀锌过程,利用拉伸试验机、光学显微镜和扫描电镜研究连续镀锌工艺中均热温度和快冷出口温度对双相钢组织及力学性能的影响。结果表明,经热镀锌退火后,980 MPa级双相钢的微观组织为铁素体+马氏体,组织中有Nb,Ti碳氮化物析出。随着均热温度的升高,马氏体体积分数呈逐渐增加的趋势,屈服强度和屈强比不断升高。快冷出口温度从340 ℃升高到430 ℃,马氏体发生回火分解,降低了试验钢的屈服强度,同时改善了伸长率。快冷出口温度为400 ℃时,强塑积达到最大值13.9 GPa·%。当均热温度为840 ℃,快冷出口温度为460~480 ℃时,可以获得抗拉强度在980 MPa级以上的双相钢。     

Nb微合金化低碳贝氏体圆钢的组织细化

通过热模拟试验研究了Nb微合金化在长材低碳贝氏体钢中的作用机理。研究表明对该成分的低碳贝氏体钢采用线棒材轧制时,形变诱导析出Nb(CN)抑制再结晶主要发生在轧后过程中,抑制了轧后相变前的奥氏体晶粒长大,同时抑制了贝氏体板条束的长大。变形后在空冷条件下,3 s后开始发生明显的析出,在900℃以下变形,在贝氏体相变前,可获得约10μm的均匀细小的奥氏体晶粒。     

Q345E���Ʊ����ѧ���ܵ�̽��

 在未控轧控冷的轧制条件下,Q345E钢材终轧温度较高,铌推迟形变奥氏体再结晶的作用不明显。虽然铌/钒复合微合金化钢晶粒有一定程度的细化,由于微合金元素的沉淀强化及热轧态组织中贝氏体的出现,导致含铌微合金化钢低温韧性不能满足使用要求。通过对Q345E钢化学成分进行控制,结合控轧控冷技术,并采取合理的热处理工艺,使Q345E钢在保证高强度的基础上,－40 ℃低温冲击韧性得到明显提高。     

Microstructure and Mechanical Properties of 1,000 MPa Ultra-High Strength Hot-Rolled Plate Steel for Coal Mine Refuge Chamber

The 1,000 MPa ultra-high strength hot-rolled plate steel with low-carbon bainitic microstructure was developed in the laboratory for coal mine refuge chamber. The static recrystallization behavior, microstructure evolution, and mechanical properties of this hot-rolled plate steel were investigated by the hot compression, continuous cooling transformation, and tensile deformation test. The results show that the developed steel has excellent mechanical properties at both room and elevated temperature, and its microstructure mainly consists of lath bainite, granular bainite, and ferrite after thermal–mechanical control process(TMCP). The ultra-high strength plate steel is obtained by the TMCP process in hot rolling, strengthened by bainitic transformation, microstructure refinement, and precipitation of alloying elements such as Nb, Ti, Mo, and Cu. The experimental steel has relatively low welding crack sensitivity index and high atmospheric corrosion resistance index. Therefore, the developed steel has a good balance of strength and ductility both at room and elevated temperature, weldability and corrosion resistance, and it can suffice for the basic demands for materials in the manufacture of coal mine refuge chamber.     

轧后冷却和热处理工艺对Nb微合金化V140油井管用钢组织和性能的影响

通过热轧及轧后热处理试验研究了不同工艺对油井管用V140试验钢的力学性能和显微组织的影响,并探讨了Nb对试验钢组织及力学性能的作用。结果表明,高温下析出的Nb(C, N)可以抑制奥氏体的再结晶行为,使精轧过程可在未再结晶区进行,起到细化晶粒的作用,从而提高试验钢的强度与韧性。轧后空冷-离线调质、轧后快冷-回火和轧后快冷-离线调质3种工艺下试验钢的组织均为回火索氏体,组织均匀,力学性能优良,且轧后快冷-回火工艺可以满足V140钢的性能要求,还可以缩短生产流程、节约成本。此工艺的最佳回火温度为660 ℃,回火时间为30 min。     

Development and characterization of steel containing very fine ferrite grains

Ferrite grain sizes of the order of 1 to 2 μm were obtained by optimizing the strain, strain rate, the stage of cooling, as well as the cooling rate during hot rolling of 0.15C-0.92Mn-0.01Si-0.036S-0.04P-0.013Nb steel. It was found that in single-pass rolling of a 10 mm plate to a thickness of 3.5 mm with an entry temperature of 800 °C, and early-stage water cooling, very fine grains of ferrite (1–2 μm) were formed at the surface and in subsurface regions. It was also found that the threshold level of reduction during rolling, which is required for the refinement of ferrite grains, is >50%. The 3.5 mm thermomechanically processed plate was found to possess very attractive mechanical properties in terms of the yield strength (485 MPa), the ultimate tensile strength (UTS) (763 MPa), and particularly the yield strength to ultimate tensile strength (YS/UTS) ratio (0.63). This combination of properties can be explained on the basis of the composite microstructure consisting of ferrite and bainite that was obtained as a result of the thermomechanical processing.