微合金化控轧控冷钢筋纵向金相组织研究

 对微合金化控轧控冷钢筋的纵向金相组织进行了研究,并分析了不同成分试验钢纵向“条带”组织的差异及形成原因。研究结果表明：偏析元素（P、Si、Mn等）在轧制过程中沿轧制方向呈条状分布,是20MnSi、20MnSiV钢产生带状组织的原因。铌及其碳氮化物的溶质拖曳和“钉扎”作用,使20MnSiNb钢的奥氏体未再结晶轧制温度提高到1050℃,在冷却过程中,先共析铁素体在形变奥氏体晶界和内部变形带均匀析出,随后沿形变奥氏体晶界（在先共析铁素体与奥氏体的界面上）生成珠光体带,最后在形变奥氏体晶粒内部形成贝氏体条。研究条件下优势形核点的排序为：形变奥氏体晶界和形变奥氏体晶内变形带、偏析元素和夹杂、再结晶奥氏体晶界。     

低碳含钒钢组织变化及V(C,N)析出规律

通过热模拟试验,研究了0．058％C-0．92％Mn-0．51％V钢在变形后等温过程中的组织变化规律及显微硬度变化规律,并用透射电镜研究了V(C,N)的沉淀析出规律。结果表明,变形后在650、700、750℃等温1130s时可获得单相铁素体组织,从而基本消除珠光体组织。等温转变过程中,铁素体先是主要沿奥氏体晶界形核,随后逐渐变为晶内形核。V(C,N)的沉淀析出存在两种形式：相间析出和随机析出。V(C,N)的相间析出消除了C元素在奥氏体中的富集,是获得单相铁素体组织的重要条件。     

25Co15Ni11Cr2MoE钢回火过程中析出相的演变规律

采用透射电子显微镜(TEM)和X射线衍射仪(XRD)等试验方法对一种高Co-Ni二次硬化钢25Co15Ni11Cr2MoE淬火后经300~660℃温度范围回火后析出的合金碳化物和韧化相逆转变奥氏体的析出演变规律进行系统研究。结果表明:25Co15Ni11Cr2MoE经300~660℃温度范围回火后,随回火温度升高,钢中析出的合金碳化物依次为:弥散的ε-碳化物→片状的合金渗碳体→弥散的M2C碳化物→粗化的M23C6碳化物。经495℃回火后,钢中板条马氏体基体上析出大量细小弥散的M2C碳化物,回火早期析出的粗大片状渗碳体全部回溶,并在马氏体板条间析出薄膜状韧化相逆转变奥氏体。回火温度提高至530℃后,逆转变奥氏体含量继续增加,但其形貌逐渐由薄膜状转变为条、块状,回火温度提高到600℃时,钢中的逆转变奥氏体含量达到极大值。     

锰铬奥氏体钢的加工硬化及耐磨性的研究

本文研究了锰铬奥氏体钢的加工硬化能力及耐磨性。实验证明,较低的碳含量(C1.10～1.20％)及铬的加入(Cr2.0～2.5％)使奥氏体层错能降低,在形变时形成大量形变孪晶,孪晶带薄,孪晶间距小并且有ε马氏体出现。这是钢的强化和加工硬化能力提高的主要原因。在冲击载荷作用下,锰铬奥氏体钢的加工硬化速度快,可以迅速形成高硬度的稳定的硬化层,抗冲击磨料磨损的能力大幅度提高。模拟磨损试验和工业验证都表明,锰铬奥氏体钢较传统的Mnl3的加工硬化能力和耐磨性有明显提高,在冲击磨料磨损条件下可取代Mn13,有广阔的工业应用前景。     

热轧590MPa级车轮钢的奥氏体相变行为

 利用热力模拟试验技术,研究一种Nb-V-Ti复合微合金化C-Mn钢的奥氏体连续冷却相变行为,为低成本高性能热轧590MPa级车轮钢的控制轧制和控制冷却工艺制定提供必要的理论依据。研究表明：无形变条件下,铁素体转变存在的冷却速率范围为0. 5~5℃/s,珠光体转变存在的冷却速率范围为0. 5~2℃/s;形变条件下,铁素体转变存在的冷却速率范围为0. 5~25℃/s,珠光体转变存在的冷却速率范围为0. 5~10℃/s;不论是否存在形变,贝氏体转变存在于整个冷却速率范围(0. 5~30℃/s);奥氏体区形变增加了奥氏体内部的缺陷密度,促进了非均匀形核的发生,故形变促进了铁素体转变;由于试验钢的碳的质量分数较低(＜0. 10%),形变通过促进铁素体相变而间接促进珠光体相变;当贝氏体相变前无铁素体相变时,形变对贝氏体相变有促进作用;试验钢在实际热轧试验中冷却速率宜控制在20℃/s左右,卷取温度控制在550~650℃。     

铌的析出行为对形变诱导相变的影响

在Gleeble热模拟试验机上,研究含铌微合金钢中铌的析出物在形变诱导相变过程中的作用机理,结果表明:当加热温度为1000℃时,部分铌的碳化物未溶解于奥氏体中,而加热温度为1100℃时,铌的碳化物能够全部溶解到奥氏体中,含铌微合金钢加热温度范围约在1000～1100℃之间。铌的未溶解碳化物和在冷却过程中析出的碳化物都能作为铁素体形核位置,从而促进γ→α相变的发生。     

氮碳锰对介稳奥氏体锰钢加工硬化性能的影响

研究了氮，碳，锰对介稳奥氏体锰钢在冲击磨损条件下加工硬化性能的影响。结果得出。根据位错，层错和晶内孪晶，马氏体，析出物量对该钢加工硬化性的影响。降低1.5C-12.7Mn钢中碳，锰含量和加氮有利于提高介稳奥氏体锰钢的加工硬化性能。     

铌微合金化对高铁车轮钢奥氏体形核和长大的影响

 针对碳质量分数为0.47%中碳高铁车轮钢,研究了铌微合金化对前驱体为铁素体-珠光体的组织发生奥氏体逆相变的影响。结果表明,铁素体-珠光体钢的逆相变是一个由碳原子扩散控制的过程,奥氏体优先在珠光体内的铁素体与渗碳体（α/Fe3C）片层界面处形核,并且沿平行于珠光体片层方向的长大速率比垂直于珠光体片层方向更快。含铌车轮钢细化的珠光体组织可以提高奥氏体的形核率,有利于细化奥氏体晶粒。随着再加热温度的提高,含铌车轮钢的奥氏体混晶温度（960 ℃）比不含铌的钢高80 ℃,因此通过铌微合金化可扩大再加热奥氏体化温度窗口。结合Thermal-Calc热力学计算和透射电镜分析,铌在中碳钢中主要以析出物的形式存在,析出钉扎作用是其细化奥氏体晶粒、推迟混晶现象出现的主要机制。     

Q690CFD钢粗晶区再热脆化研究

讨论了焊后热处理制度对Q690CFD钢粗晶区冲击韧性的影响,发现在500℃左右进行焊后热处理时粗晶区存在韧-脆转变点。金相、SEM及能谱分析结果表明,碳化物在原奥氏体晶界析出是导致韧-脆转变的原因。利用Thermo—Calc计算了碳化物的析出规律,优化了Q690CFD钢的焊后热处理工艺。     

奥氏体形变对50CrV4钢相变行为的影响

利用Thermecmastor-Z型热模拟试验机,结合金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、维氏硬度计等,系统研究了奥氏体区变形对50CrV4钢连续冷却相变和等温相变规律的影响。建立了试验钢动态CCT曲线。研究结果表明,奥氏体变形能促进连续冷却转变过程中铁素体-珠光体、贝氏体转变,但亦可提高奥氏体的机械稳定性,进而抑制马氏体转变,Ms点由331.6℃(奥氏体未变形)降低至291℃(950℃下变形50%+890℃下变形50%,变形速率均为5s-1,变形后冷速为20℃/s)。当轧后冷速小于0.5℃/s时,试验钢中可获得铁素体+珠光体组织。此外,在研究不同变形量对试验钢等温相变规律影响时发现,650℃等温时,试验钢中发生铁素体-珠光体相变。随着变形量的增加(由30%增加至50%),其等温相变动力学加快(相变完成时间由197.6s减小至136.5s),铁素体体晶粒尺寸、珠光体片层间距减小,硬度增加。     

冷轧双相钢连续退火组织的转变

采用光学显微镜与扫描电镜观察分析了实验钢冷轧组织在连续退火过程中的再结晶与相变规律,研究了过时效回火对双相钢显微组织的影响.实验表明,在连续退火初期的加热过程中,在600～720℃大量进行再结晶.加热速度对再结晶行为有较大影响,以10℃/s加热,再结晶将持续到双相区.珠光体在低于720℃的加热过程中变化不明显,而铁素体晶界与晶内出现球状碳化物颗粒.双相区退火过程中,奥氏体首先在珠光体处形成,原铁素体晶界与晶内的碳化物颗粒也形成奥氏体岛.800℃保温后缓慢冷却至630～680℃可以得到合理比例的双相钢组织.当过时效温度大于300℃,马氏体分解,碳化物颗粒析出,将对双相钢性能产生不良影响.     

新型锯片基体用钢51CrV4的研究与开发

 51CrV4钢因具有良好的热处理性能与力学性能,广泛用作为高等级弹簧钢。为改善现有锯片钢的不足,根据51CrV4特有的化学成分,创新性地将其用于制造金刚石焊接锯片基体。通过研究动态CCT曲线,卷取温度对显微组织与第二相析出物的影响,淬火与回火工艺对碳化物尺寸、晶粒尺寸、力学性能的影响,评估了51CrV4钢用于制造金刚石焊接锯片基体的可行性。结果表明：卷取温度升高,先共析铁素体尺寸与珠光体片层间距变大,10 nm粒径以下的(V,Cr)C析出物在MC相析出物中所占的比例减少;淬火温度由800提高到900 ℃时,奥氏体晶粒尺寸先缓慢变化,随后快速长大,固溶的碳化物质量分数增多,回火后锯片硬度增强,而回火温度由450提高到550 ℃时,马氏体板条界片层状渗碳体逐步球化,强度明显下降,塑性小幅提高;设定合适的卷取温度控制热轧态中第二相碳化物的尺寸,并在850～900 ℃淬火、约450 ℃回火是生产高硬度、高韧性51CrV4金刚石焊接锯片的关键工艺。     

氮对含铌20MnSi钢组织演变的影响

 研究了不同冷速条件下氮对铌微合金化20MnSi钢组织演变的影响。试验钢经1 200 ℃全固溶处理后快冷至[Ac3,]然后分别以200、100 ℃/h速度冷却至室温。对试样进行了OM、SEM和TEM观察。结果表明：钢中细小Nb(C,N)粒子在原奥氏体晶内高密度位错区的密集析出导致贫碳区的形成,进而激发针状铁素体的形核长大。铌微合金钢增氮后能有效抑制钢中针状铁素体的生成,促进等轴铁素体的生成和珠光体球团的细小均匀化,同时珠光体退化倾向减弱或消失。     

12MnTiNb钢高温变形与再结晶的研究

本文采用轧制变形方式,用金相方法研究12MnTiNb和16Mn钢的高温变形与再结晶规律,着重分析讨论了12MnTiNb钢在高温变形时细小碳氮化合物析出及其对动态再结晶行为的影响。结果表明:16Mn钢热变形时无形变诱发碳化物析出,因此可用Z=εexp(Q/RT)参数统一描述形变温变和形变速率对热变形行为的影响;而12MnTiNb钢,由于有形变诱发碳化物析出,改变了再结晶规律,形变诱发碳化物的析出行为对形变温度和形变速率的反应各异,因此不能用Z参数来统一描述它的热变形奥氏体再结晶行为。     

微合金钢中微合金碳氮化物在奥氏体中的沉淀问题

微合金碳氮化物在奥氏体中的沉淀析出行为将对形变奥氏体的再结晶行为、奥氏体晶粒粗化行为以及在一定程度上对钢的沉淀强化行为产生显著的影响。本文探讨了微合金钢中M(CN)相析出的热力学、形核长大动力学、M(CN)相析出与晶体缺陷关系等重要基本理论问题,进行了系统的试验研究和     

Ti-Zr复合微合金钢多道次热变形行为有限元模拟及实验研究

为了研究Ti-Zr微合金钢轧制变形过程中变形温度和Zr含量对内部应力应变的分布及奥氏体组织演变的影响，通过热模拟实验和金相分析获得3种不同Zr含量的Ti微合金钢应力应变曲线及奥氏体的晶粒尺寸及分布情况。研究结果表明：变形温度的升高会降低3种实验钢的内部应力，促进应力均匀分布，其中0.12Ti-0.02Zr钢应力下降的最明显，Zr的加入会促进Ti微合金钢再结晶奥氏体的形核和形变诱导析出相的析出，形变储能消耗量增大，不容易在变形过程中积累应力和应变；但过多的Zr会因为大量析出相而使实验钢的变形抗力增大，导致应力和应变累积。综合考虑，使用Ti-Zr复合微合金化技术实现奥氏体组织的超细化均匀时，Zr元素的添加量应控制在0.02%左右。     

关于几种合金钢奥氏体晶粒 混晶长大机构的研究

对30CrMnSiA,38Cr,30CrNi_2MoV,4Cr_9Si_2等四种合金钢进行了电子显微镜及普通金相方法的研究,研究结果表明这些钢种中的奥氏体晶粒长大过程应该分成四个阶段更为合理。其中在第二阶段发生的晶体学取向相近的晶粒团通过彼此间相邻的小角界的消失合并成大晶粒的过程是造成混晶长大的原因。这种混晶中的大晶粒和多边形化以后形成的奥氏体粗晶不同,它对常规力学性能没有明显不利影响,氮化铝也不能有效的控制它的形成。研究中发现在30CrMnSiA和38Cr这两种钢中,合金碳化物M_(23)C_6是奥氏体优先形核的非自发核心,它在珠光体中分布的取向择优和不均匀性是造成晶体学取向相近的小晶粒团形核长大并在随后合并成大晶粒,出现混晶的原因。控制混晶产生的关键是在于控制这些合金碳化物的分布。     

86CrMoV7钢热变形奥氏体的TTT图

采用膨胀法测定了８６ＣｒＭｏＶ７钢９００℃奥氏体化ε＝１ｓ＾－１,ε＝０．４热变形前后过冷奥氏曙转变曲线。结果表明：热变莆明显促进球光体、贝氏体转变。变形提高了珠光体、贝氏体的形核率,对珠江体长大速度影响不大;但抑制贝氏体长大;变形明显细工使碳化物退化。     

不同碳含量低碳(锰)钢过冷奥氏体形变过程中的铁素体转变

研究了碳含量对低碳(锰)钢过冷奥氏体压缩变形过程中铁素体转变的影响。结果表明，锰含量相同时，碳含量提高，低碳钢形变强化相变孕育期延长，完成相变所需总应变增加，转变动力学曲线整体向高应变方向移动。铁素体在畸变能较高的铁素体／奥氏体相界前沿奥氏体区反复形核并以链状向奥氏体晶内推进，获得2～4μm的微细等轴铁素体晶粒。碳含量提高有利于铁素体晶粒细化。     

热形变对GCr15钢等温球化退火影响的研究

本文采用台阶状GCr15钢试样,通过轧制形变研究了形变量对Ac_1以上等温退火过程中碳化物球化的影响。试验结果表明,当具有片状原始组织的试样加热至840℃时,随着轧制形变量的增加,有助于加速片状碳化物的溶解和球化。此外,在形变量较大的情况下,可使形变奥氏体诱发碳化物析出。为获得最佳球化效果,确定了840℃×5 min形变(75％)→720℃×1h等温退火工艺。