铁素体轧制对Ti-IF钢微观组织和性能的影响

研究了0.068%Ti(质量分数)的Ti-IF钢在铁素体区热轧、冷轧和再结晶过程中其微观组织和织构的变化规律,重点分析了不同阶段的第二相粒子的形态与分布情况,并对其力学性能进行了测试.实验结果与普通轧制的IF钢相比较有以下几个特征 铁素体轧制的Ti-IF钢板退火后晶粒尺寸比普通轧制IF钢大且尺寸均匀,铁素体轧制的TI-IF钢中出现了粗大的TiS,Ti4C2S2和较细小的FeTiP第二相析出物,同时形成强烈的γ纤维织构,其R值可达到2.9.     

高强度桥梁钢板Q500qE的生产工艺研究

南钢采用低碳+微量合金成分设计,结合三种不同控轧控冷工艺,生产出屈服强度为500 MPa级别的8 mm厚度桥梁钢板Q500q E,并通过组织观察及性能检测,研究了控轧控冷工艺对高强度桥梁板组织和性能的影响。研究结果表明,试验钢的强度、延伸率、-40℃冲击功值均达到标准要求,其中以28 mm厚度中间坯、602℃返红温度工艺生产试验钢的综合性能和表面质量为最优,其表面到心部的显微组织均为铁素体+粒状贝氏体,晶粒尺寸均介于10~15μm之间,晶粒度为10级。     

连退/热镀锌两用机组Ti-IF钢连退工艺研究

根据连退/热镀锌两用机组工艺特点,以不同碳含量的Ti-IF钢为试验材料,研究了连续退火温度和时间、冷轧压下率和预拉伸变形对Ti-IF钢组织、性能的影响。研究结果表明,退火温度在780～880℃变化时,试验钢的铁素体晶粒尺寸变化不大,碳含量较高时,晶粒较细。随着退火温度的升高,强度有所降低,延伸率和n90有所提高,但r90值基本没有变化;随着保温时间从30 s延长到45 s,强度变化不大,断后伸长率、n90、r90值有所提高;保温时间进一步延长到60 s,屈服强度、抗拉强度、断后伸长率、n90、r90值变化均不大;随着冷轧压下率的提高,屈服强度、抗拉强度、断后伸长率和r90趋于增加,而n90值趋于降低,r90值在冷轧压下率为80%时达到最大值;随着预拉伸变形量的增加,屈服强度明显提高,n90值和断后伸长率明显降低,抗拉强度基本不变,r90值趋于减小。对连退/热镀锌两用机组Ti-IF钢连退工艺进行了探讨。     

Nb-Ti微合金高强度钢1.5mm冷轧板退火组织和第二相析出行为

用透射电镜实验研究了(%):0.08C-1.0Mn-Nb+Ti<0.10微合金高强度钢经53%冷变形1.5 mm板650℃和680℃退火的组织和第二相析出行为。结果表明,试验钢中的第二相为(Ti,Nb)(C,N)复合析出相,第二相粒子尺寸一般为20~30 nm,随退火温度提高,第二相粒子的数量增加。由于退火过程第二相析出强化和第二相粒子抑制晶粒长大,使钢中晶粒细小,该钢650℃退火组织具有较高强度(屈服强度≥480 MPa)。     

7.9Mn-1.4Si-0.07C钢高强韧机理研究

通过热轧、温轧、奥氏体化、两相区退火处理得到7.9Mn-1.4Si-0.07C钢板,该材料的拉伸强度及塑性随奥氏体化温度不同而具有显著差异.奥氏体化温度降低,室温下奥氏体含量升高,综合力学性能提高.当奥氏体化温度由900℃降低为800℃时,所得到钢板的奥氏体体积分数由15%增加到28%,拉伸强度由1 150 MPa提高到1 340 MPa,塑性由21%提高至27%.实验钢优异的力学性能源于其中大量的超细铁素体及奥氏体,细晶强化使其具有超高强度,铁素体基体及变形过程中奥氏体向马氏体相变提供了良好的塑性.基体组织中的位错强化,形变诱导马氏体转变的TRIP效应等是增强该钢板加工硬化能力的主要因素.     

Ti—IF钢铁素体区与奥氏体区轧制组织性能的差异

在实验室条件下分别进行了Ti—IF钢铁素体区与奥氏体区热轧、冷轧和退火试验。通过拉伸试验、金相观察、织构分析等比较了两种不同轧制工艺下的组织性能。试验结果表明,奥氏体区轧制下Ti—IF钢的屈服强度为157MPa,抗拉强度308MPa,延伸率49．1％,11值0．26,r值2．03;铁素体区轧制Ti—IF钢的屈服强度127MPa,抗拉强度306MPa,延伸率49．5％,n值0,31,r值2．43。与奥氏体区轧制相比,铁素体区轧制具有更低的屈服强度,高的n值,高的r值。     

不同合金元素的添加对含Ti微合金高强钢组织性能的影响

利用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜、能谱分析和拉伸试验等手段,对分别加入Mo、Cr、Nb、Cu等合金元素的含Ti微合金铁素体高强钢组织、析出相和力学性能进行分析,结果表明:铁素体基含Ti微合金高强钢以铁素体为基体,部分微合金钢组织含有极少量粒状贝氏体或珠光体;基体析出粒子尺寸差别较大,大部分尺寸小于10 nm并呈球形、簇状分布,析出物以TiC或(M、Ti)C颗粒为主;5种成分设计的铁素体基含Ti微合金钢均具有良好的室温、高温拉伸性能,550℃拉伸屈服强度均大于380 MPa,为对应室温拉伸屈服强度的63%以上,其中加少量Nb元素的含Ti微合金钢高温和室温屈服强度比最高,达到0.77,具有优异的高温力学性能。     

P和B对高强度Ti-IF钢再结晶织构和力学性能的影响

利用电子背散射技术(EBSD)等研究了4种P-B成分(/%:0.076～0.110P和0～0.005 2B)对Ti-IF钢(/%:0.001～0.003C、0.06～0.08Si、0.32～0.38Mn、0.002～0.008S、0.036～0.076Ti、0.002 0～0.004 0N)0.75mm冷轧板810℃ 120 s空冷退火后再结晶织构、强度、伸长率、加工硬化指数(n)和塑性应变比(r)的影响。结果表明,4种P-B成分冷轧Ti-IF钢退火后均发生了完全再结晶,获得多边形铁素体晶粒,主要织构组分是{111}<112>和{111}<110>。当P含量较高(0.110%)、B含量较低(0.000 6%)时钢的强度较高(抗拉强度387.5MPa,屈服强度260 MPa),但r值较低(1.5);P、B含量适量(0.089%P、0.005 2%B),强度和r值均较高(抗拉强度367.3 MPa,屈服强度201.5 MPa,r值1.95)。     

Ti-IF钢热镀锌钢板力学性能控制

在设计生产DQ级以下产品的热镀锌机组上进行了Ti-IF钢热镀锌试验,研究了RTH带钢温度和光整对Ti-IF钢热镀锌板组织、织构和力学性能的影响.试验结果表明,以超低碳Ti-IF钢为基础,保证合适的过剩钛,采用合适的工艺制度,可以生产力学性能优良的正常锌花热镀锌钢板,其屈服强度在150 MPa左右,r、n平均值分别达到2.5和0.25.但是,经光整后,屈服强度明显提高,n值明显降低,且成品晶粒尺寸较粗时,光整后的n值较低.根据试验结果,提出了根据热镀锌板表面状态和用户使用条件采用不同的工艺控制技术路线来保证Ti-IF热镀锌板力学性能的策略.     

1300 MPa级Nb微合金化DH钢的组织性能

设计了不同相构成的超高强DH钢,抗拉强度均大于1300 MPa,组织由铁素体、马氏体、残留奥氏体和极少量碳化物构成。对比了不同相构成对超高强DH钢力学性能和应变硬化行为等的影响,并深入研究了残留奥氏体在超高强度DH钢中的作用机制。结果表明:随着马氏体和残留奥氏体体积分数的增大,铁素体体积分数的减小,实验钢屈服和抗拉强度同时升高,而延伸率呈先增大后减小趋势。软韧相铁素体体积分数的减小和硬相马氏体体积分数的增大导致屈服强度和抗拉强度增加。相对于回火马氏体,淬火马氏体对强度的提升更显著,在拉伸过程中转变的残留奥氏体的量是引起延伸率变化的主要原因,组织中显著的带状组织会造成颈缩后延伸率的明显降低。通过对应变硬化行为的分析表明,随着真应变的增大,应变硬化率呈减小的趋势,在真应变大于2%后的大范围内,对于应变硬化率,DH1>DH2>DH3,主要与铁素体体积分数有关;在真应变大于5.73%后,DH2钢的应变硬化率高于DH1钢和DH3钢,主要与DH2钢中更显著的TRIP效应有关。除了残留奥氏体体积分数,残留奥氏体中的碳含量对TRIP效应同样有显著的影响。较高比例的硬相马氏体组织结合适当比例的软韧相铁素体和残留奥氏体有助于DH2钢获得最良好的强塑积13.17 GPa·%,其中屈服强度达880 MPa,抗拉强度达1497 MPa,均匀延伸率为6.71%,总伸长率为8.8%,颈缩后延伸率为2.09%,屈强比0.59。      

冷轧压下量和退火温度对Ti-IF钢性能的影响

采用正交试验法研究了冷轧压下量(65%～80%)和退火温度(660～780℃)对Ti-IF钢(/%:0.02C、0.012Si、0.10Mn、0.013P、0.011S、0.064Ti、0.0020N)组织、力学和成形性能的影响。试验结果表明,≥700℃退火Ti-IF钢再结晶基本完成,当压下量75%700℃退火时,该钢具有较好的综合性能:屈服强度120 MPa,屈强比0.38,应变硬化指数n值0.25,塑性应变比r值1.65。     

固溶温度对022Cr22Ni5Mo3N双相不锈钢组织和性能的影响

试验研究了1000℃ 4h和1060℃ 4h固溶处理后022Cr22Ni5Mo3N钢中ϕ75 mm材的组织和力学性能。结果表明,022Cr22Ni5Mo3N钢ϕ75 mm材终锻温度970℃空冷的组织（体积分数)约为铁素体31% ,奥氏体 56%,析出物13%;1 000℃ 4 h固溶后为铁素体38% ,奥氏体60% ,析出物2%;1060℃ 4h固溶后铁素体50%,奥氏体50%,该钢通过釆用1060℃固溶后,拉伸断裂强度731MPa延伸率38%,冲击功AKV(-40℃ ）76~81 J,满足标准要求。     

500 MPa级高延性方管用钢的开发及加工硬化行为

 为了开发满足二次加工性能要求的500 MPa级高延性方管用钢,采用OM、SEM和TEM等对500 MPa级高延性方管用钢制管前后的组织与性能进行分析,研究了其强化机制与加工硬化机理。结果表明,两种试验钢的组织均由铁素体和少量珠光体组成,低C-低Mn-Nb、Ti微合金化试验钢铁素体晶粒与珠光体球团尺寸更加细小,第二相析出物尺寸稍大,位错密度相似。两种试验钢制管前力学性能相似,低C-低Mn-Nb、Ti微合金化试验钢屈强比较高;制管后低C-低Mn-Nb、Ti微合金化试验钢加工硬化程度显著,屈服强度、抗拉强度分别增加了45与26 MPa,伸长率降低6.0%,高C-高Mn-Nb微合金化试验钢屈服强度、抗拉强度分别增加了22与10 MPa,伸长率降低4.0%。固溶强化与细晶强化是两种试验钢最主要的强化机制,由晶粒细化引起的强度增量占总强度的52.9%~61.8%,由固溶强化引起的强度增量占总强度的17.2%~25.3%;析出强化与位错强化对强度的贡献较小。制管后低C-低Mn-Nb、Ti微合金化试验钢位错强化增加显著,达到了82 MPa,明显高于高C-高Mn-Nb微合金化试验钢位错强化的贡献(65 MPa);对于制管用途而言,高C-高Mn-Nb微合金化试验钢制管后综合力学性能更加优异。     

Phase Transformation and Mechanical Properties of an Ultrahigh Strength Steel

The present study deals with the development of a low carbon high strength steel by thermomechanical controlled processing on a pilot scale.The continuous cooling transformation has yielded a flat top "C" curve with the phase field occupied by a mixture of bainite and martensite.The microstructure of water quenched steel essentially consists of highly dislocated lath martensite along with fine (Ti,Nb)CN precipitates and twins.High strength steel with 1217-1298 MPa yield strength and 1372-1513 MPa ultimate tensile strength along with 16-12% total elongation has been obtained in the range of 850 to 750℃ finish rolling temperature.The impact toughness value in the range of 45-72J was also achieved in the present steel.     

控轧和时效对570 MPa超低碳贝氏体钢组织和性能的影响

成分(%)为0.02C-1.55Mn-0.62Ni-0.53Cu-0.003 5 B-0.055V-0.019Ti-0.028Nb的超低碳贝氏体钢ULCB570,由试验室50 kg真空感应炉冶炼,锻80 mm厚板坯,经开轧温度1 150℃,终轧温度900℃空冷轧成25mm厚板材,并用Thermecmaster-Z热模拟试验机测试了该钢的形变奥氏体连续冷却转变曲线。结果表明,该钢形变后在0.130℃/s冷却下的组织为贝氏体-铁素体+第2相或析出物,轧态抗张强度σ_b为595 MPa,冲击韧性A_KV为180 J,轧态+600℃时效时的σ_b增加至610 MPa,A_KV增加至202 J,达到570 MPa级钢板的性能要求。     

780MPa级重载汽车用大梁钢的工业试制

以低碳复合添加微合金元素铌和钛为成分设计思路,综合运用细晶强化、相变强化和析出强化三种强化机制,在国内某厂1750mm半连续热连轧机组进行了780MPa级大梁钢的工业试制.结果表明,终轧温度需控制在780～860℃,卷取温度需控制在450～550℃.大梁钢的显微组织为贝氏体和少量的细晶铁素体,并获得了大量弥散的尺度为1...     

钛微合金化IF钢第二相粒子应变诱导析出行为

 在Gleeble-3500热模拟试验机上,利用应力松弛试验研究了钛微合金化IF钢奥氏体区第二相粒子析出行为。试验结果表明：因第二相粒子析出钉轧位错与晶界,应力松弛曲线呈现出3个阶段的特征。试验钢的析出-时间-温度曲线呈现出典型的“C”曲线形状,最快析出鼻子点温度约为900 ℃,在此温度下,第二相粒子析出开始时间与结束时间分别为10 与160 s;随着等温弛豫时间的延长,第二相粒子析出数量逐渐增加,当弛豫时间超过析出结束时间后,析出物数量将不再增加而尺寸增加。试验用Ti-IF钢主要观察到TiN、Ti4C2S2、TiC 3种析出物,Ti4C2S2与TiC沉淀物的形状和尺寸相差不多,无法从形状和大小上来区分,易于沿奥氏体晶界或亚晶界析出,奥氏体亚晶的尺寸大约分布在0.1～0.4 μm。900 ℃应变诱导析出物数量较800 ℃多,该结果与试验钢PPT曲线析出鼻子点温度900 ℃是相符的。对于Ti-IF钢,其热轧工艺过程应有利于C,N化物的析出和聚集长大,最终形成粗大、稀疏的第二相粒子,因此宜采用“三低一高”快速大压下的热轧工艺制度,以提高Ti-IF钢的深冲性能。     

铌含量及铸锭加热温度对HRB400螺纹钢组织性能的影响

利用Gleeble热模拟仪、高温激光共聚焦显微镜、透射电子显微镜研究了铌含量(0.011％～0.055％)及加热温度(1 100～1 250℃)对HRB400钢20 mm板组织和性能的影响.结果表明,1 180℃加热1h时20 mm钢板中随铌含量增加,铁素体比例减少,贝氏体比例增加,屈服强度升高;铌含量0.024％时,...     

工程机械用TQ960E微合金化低碳高强度钢的开发

研究了工程机械用TQ960E微合金化低碳高强度钢的化学成分设计、钢质纯净度提升、热处理工艺试验、析出物分析等,结果表明,TQ960E钢12 mm热轧板(/%:0. 18C,0.23Si,1.50Mn,0.010P,0.003S,0.06Ti,0.002B,0.006 3N,0.001 30)最佳淬火温度860～900℃,回火温度300～350℃,工业化试制出的钢板屈服强度≥1000 MPa,抗拉强度≥1 100 MPa,延伸率≥10%,-40℃ 冲击功≥34 J,满足国内工程机械用超高强钢的标准及应用要求。