控轧控冷工艺中终冷温度对高强建筑用钢组织与拉伸性能的影响

对高强建筑用钢进行控轧控冷处理,研究终冷温度(350～650℃)对该钢显微组织与室温拉伸性能的影响。结果表明:在终冷温度为650,550℃下控轧控冷后,试验钢的显微组织都为贝氏体铁素体+马氏体-奥氏体(M-A)岛;当终冷温度为450℃时,组织仍为贝氏体铁素体+M-A岛,但是M-A岛的含量比终冷温度为650,550℃时的低;当终冷温度为400,350℃时,组织主要为板条状贝氏体铁素体,局部板条间分布着少量薄膜状M-A岛;试验钢的屈服强度、抗拉强度和屈强比均随着终冷温度的降低而升高,而在终冷温度为350,450,550℃时的断后伸长率均大于16%;终冷温度为450℃时,试验钢的拉伸性能符合780MPa级高强低屈强比建筑用钢的要求,此时贝氏体铁素体组织中弥散分布着细小、圆整度较高的M-A岛,使得试验钢具有高的强塑性和低的屈强比。     

新型空冷贝氏体钢性能及组织的研究

本文对一种新型空冷贝氏体钢的力学性能和显微组织进行了研究。力学试验结果表明,试验钢的抗拉强度σb为1339MPa,塑性指标δ5为18.2％,ψk为59.3％,冲击韧度为120J·cm-2,弯曲疲劳极限达到700MPa。透射电镜分析表明,该新型贝氏体钢的显微组织主要为束状贝氏体铁素体+少量残余奥氏体,残余奥氏体膜对贝氏体铁素体束进行了分割和包围,这种组织使试验钢具有优良的性能指标。     

22Mn2SiVBS热轧无缝钢管控冷时的组织与性能

设计研发了一种空冷贝氏体钢22Mn2SiVBS,作汽车半轴套管用钢;热轧制成管坯后观察其显微组织.结果表明:在奥氏体晶界处有一定量断续网状铁素体析出,降低了钢的力学性能;钢的组织为均一的贝氏体,抗拉强度900 MPa,硬度301 HB,满足使用要求.通过对试样的重新加热控制冷却试验,分析研究了钢的组织、力学性能和加热控制冷却工艺三者之间的关系,提出了使该钢获得均匀贝氏体和良好力学性能的措施.     

热处理工艺对14Cr1MoR钢组织性能及腐蚀行为的影响

采用扫描电镜、透射电镜和电化学工作站,分析了控轧+回火、淬火+回火、正火+回火不同热处理工艺对14Cr1MoR钢显微组织、力学性能和腐蚀行为的影响。结果表明：控轧+回火和正火+回火后,试验钢的显微组织由多边形铁素体和贝氏体回火组织构成,但相比例不同。淬火+回火后,试验钢的显微组织为回火索氏体,该热处理工艺下的14Cr1MoR钢室温和高温强度最高,韧性最佳。耐蚀性能方面,淬火+回火态试验钢最佳;其次为正火+回火态试验钢;控轧+回火态试验钢最差。     

Nb微合金低碳钢表层超细晶中厚板的研制

应用中间坯加速冷却-轧制-轧后加速冷却工艺轧制的10mm表层超细晶(1～5 μm)Nb微合金高强度钢板,超细晶层厚度为0.5～2.0 mm,其屈服强度达到640 MPa,抗拉强度740 MPa,伸长率达到27%,-40℃冲击吸收功大于130 J.利用光学电镜、扫描电镜和透射电镜观察分析组织,得到如下结论:铁素体晶粒超细化的机制是过冷奥氏体应变诱导铁素体相变,先共析和应变诱导的铁素体动态再结晶;强化机制为细晶强化,Nb析出物的弥散析出强化,位错及亚结构强化;在实施中间坯加速冷却前通过再结晶区轧制得到细化的奥氏体晶粒,或未再结晶区轧制获得形变奥氏体晶粒,或在中间坯加速冷却后增大轧制压缩比,和降低轧后加速冷却的终冷温度均有利于获得表层超细晶粒,同时增大整个厚向超细晶粒比例.     

部分奥氏体化和完全奥氏体化铁索体/马氏体双相钢的CCT曲线

采用Formaster热膨胀仪分别测定了部分奥氏体化与完全奥氏体化冷轧热镀锌Fe-C-Mn-Cr-Nb-Ti系双相钢的CCT曲线,分析了连续冷却过程中的相变规律,从动力学角度分析了部分奥氏体化与完全奥氏体化试验钢CCT曲线的区别.结果表明:在冷速分别为1,3,5℃·S-1时,部分奥氏体化试验钢的铁素体开始转变温度比完全奥氏体化试验钢的分别高36,25,44℃;与完全奥氏体化试验钢相比,部分奥氏体化试验钢的贝氏体转变在向低冷速区推移的同时,也向高冷速区推移,贝氏体转变冷速范围变宽,为1～40℃·S--1;当冷速为1～10℃·S--1时,部分奥氏体化试验钢的贝氏体开始转变温度要低于完全奥氏体化试验钢的,而当冷速为15～20℃·S--1时,情况则相反;为了保证冷轧热镀锌钢的最终淬火组织为铁素体/马氏体双相组织,冷速需大于40℃·S-1.     

部分奥氏体化和完全奥氏体化铁素体/马氏体双相钢的CCT曲线

采用Formaster热膨胀仪分别测定了部分奥氏体化与完全奥氏体化冷轧热镀锌Fe-CMn-Cr-Nb-Ti系双相钢的CCT曲线,分析了连续冷却过程中的相变规律,从动力学角度分析了部分奥氏体化与完全奥氏体化试验钢CCT曲线的区别。结果表明:在冷速分别为1,3,5℃·s-1时,部分奥氏体化试验钢的铁素体开始转变温度比完全奥氏体化试验钢的分别高36,25,44℃;与完全奥氏体化试验钢相比,部分奥氏体化试验钢的贝氏体转变在向低冷速区推移的同时,也向高冷速区推移,贝氏体转变冷速范围变宽,为1~40℃·s-1;当冷速为1~10℃·s-1时,部分奥氏体化试验钢的贝氏体开始转变温度要低于完全奥氏体化试验钢的,而当冷速为15~20℃·s-1时,情况则相反;为了保证冷轧热镀锌钢的最终淬火组织为铁素体/马氏体双相组织,冷速需大于40℃·s-1。     

冷却速率对X80管线钢显微组织及力学性能的影响

将X80管线钢加热到奥氏体化温度以上(920℃)并保温7min后,在不同冷却介质(质量分数10%NaCl溶液、自来水、机油、空气,冷却速率依次降低)中冷却,研究了其显微组织和力学性能。结果表明:随着冷却速率的降低,试验钢的强度和硬度降低,塑性增大,冲击功先增大后减小;在较高速率下冷却(NaCl溶液和自来水)后,组织中生成了贝氏体铁素体和少量马氏体板条,马氏体板条内有大量位错结构和少量碳化物,试验钢具有高的强度和低的变形能力;在较低速率下冷却(空气)后,组织中形成了多边形铁素体、贝氏体铁素体和少量块状马氏体-奥氏体组织,试验钢的强度和冲击韧性较低;在适中冷却速率下冷却(机油)后,组织中形成了贝氏体和铁素体的双相组织,多位向分布的细小贝氏体和邻近贝氏体的高密度位错铁素体使得试验钢具有良好的综合力学性能和较高的抗大变形能力。     

超低碳贝氏体钢埋弧焊焊缝金属的组织与力学性能

针对超低碳贝氏体钢HQ785DB的焊接特点,在低碳钢焊丝的基础上设计了一种埋弧焊用焊丝,将该焊丝匹配氟碱型SJ101焊剂对该钢进行焊接,研究了焊缝金属的显微组织、力学性能及冲击断口形貌。结果表明:焊缝金属组织以针状铁素体和板条贝氏体为主,另有少量弥散分布的粒状贝氏体;焊缝金属的抗拉强度为806.25 MPa,伸长率为16.78%,20℃时的冲击吸收功为183.25J;冲击断口上存在大量韧窝,以微孔聚集型的韧性断裂为主。     

超快冷工艺下工程机械用550MPa级钢的组织与性能

制备了低成本工程机械用550MPa级钢,研究了轧后超快冷工艺对该钢组织与性能的影响。结果表明:超快冷工艺有效提高了该钢的力学性能,其屈服强度、抗拉强度和断后伸长率分别可达600MPa,755MPa,19%,-20℃的冲击功为253J;超快冷后钢的组织为贝氏体,其强化相为细小的贝氏体及基体中分布着的细小析出相。     

医疗器械用高氮不锈钢中厚板钨极氩弧焊接接头的组织与性能

采用钨极氩弧焊对7 mm厚的高氮不锈钢板进行了焊接,研究了焊接接头的组织和力学性能。结果表明:焊缝区和热影响区组织为奥氏体和δ-铁素体,当2%氮气加入保护气体时,焊缝强度明显提高,抗拉强度达到865 MPa,与母材(抗拉强度875 MPa)相当,且焊缝韧性也可获得提高;整个焊接接头具有良好的低温冲击韧性,-40℃时,焊缝区的冲击吸收功为70 J,熔合线附近的冲击吸收功为55 J,热影响区的冲击吸收功为60 J。     

800MPa级冷轧相变诱发塑性钢的组织与性能

采用全自动热模拟试验机测定了新开发的800 MPa级相变诱发塑性钢的CCT曲线,据此制定了12种工艺对试验钢进行退火处理;通过拉伸试验测定了经不同工艺退火处理试验钢的力学性能,确定出了最优热处理工艺;对经最优工艺退火处理钢的显微组织和残余奥氏体的稳定性进行了研究。结果表明:各种工艺处理钢均获得了800 MPa以上的抗拉强度,获得最佳综合力学性能(强塑积最大)的热处理工艺为830℃退火120 s后,先以20℃.s-1的速率缓冷至700℃,再以40℃.s-1的速率冷至400℃,并在400℃等温处理400 s,最后以20℃.s-1的速率冷至室温;经最优工艺退火处理后钢的显微组织为50%铁素体+38%贝氏体+12%残余奥氏体,残余奥氏体主要分布在铁素体晶界处,或铁素体与贝氏体的晶界处,还有小部分存在于大的铁素体晶粒内;在拉伸过程中试验钢中残余奥氏体的相变大部分发生变形量为10%~20%阶段。     

X80管线钢用自保护药芯焊丝的研制及焊接接头性能

为满足X80管线钢的焊接需要,开发了以BaF2为主的低碱性渣系Mn-Ni-Mo-Ti-B合金系自保护药芯焊丝,并对采用该焊丝焊接后此钢接头的显微组织及力学性能进行了分析。结果表明:X80管线钢接头焊缝显微组织为针状铁素体、粒状贝氏体以及少量的M-A岛,热影响区的组织主要为粒状贝氏体、贝氏体铁素体;焊接接头的抗拉强度为711 MPa,屈服强度为565.7 MPa,室温冲击功为155J,-20℃冲击功为144.7J,完全能满足石油管道建设的标准要求。     

控轧控冷工艺中冷却温度对Q550D高强钢显微组织和拉伸性能的影响

对热轧Q550D钢板进行控轧控冷处理,研究了6组开始冷却(开冷)温度和终冷温度对试验钢显微组织和拉伸性能的影响。结果表明:6组冷却温度下试验钢的基体组织均由贝氏体+铁素体+马氏体/奥氏体(M/A)岛组成;在相同终冷温度下降低开冷温度,试验钢中铁素体含量明显增加,M/A岛含量略微增加,屈强比减小;在相同开冷温度下降低终冷温度,铁素体含量略有减少而M/A岛含量明显增加,屈强比增大;同时降低开冷温度和终冷温度,铁素体和M/A岛含量同步递增,但M/A岛的增加幅度较小,屈强比降低;在开冷温度755℃、终冷温度395℃下,试验钢具有最佳的拉伸性能。     

变形条件对Mn-Cu耐候钢连续冷却相变的影响

在MMS-100热力模拟试验机上,采用热膨胀法结合金相法,建立Mn-Cu耐候钢未经变形和变形奥氏体的连续冷却转变曲线,分析比较它们的组织演变规律。利用光学显微镜、扫描电镜和透射电镜分析研究冷却速度、变形条件对显微组织的影响。试验结果表明,变形使铁素体+珠光体相变区向左上方移动,获得铁素体+珠光体组织的临界冷速增大,随着冷却速度的增加,晶粒细化,抗拉强度提高。变形奥氏体的位错缠结,抑制贝氏体长大,细化相变后的显微组织。在20～30 ℃/s冷速范围内获得的板条状组织主要由贝氏体铁素体组成,贝氏体的第二 相是渗碳体。在5～10 ℃/s的冷速范围内可以获得粒状贝氏体,第二相为基体上分布的马氏体 / 奥氏体岛或退化珠光体。     

热输入对09MnNiDR钢焊接热影响区粗晶区组织和韧性的影响

采用Gleeble-3800型热模拟机对09 MnNiDR钢进行热模拟试验以制备不同热输入下的焊接热影响区粗晶区(CGHAZ)试样,研究了热输入对试样显微组织、硬度和冲击韧性的影响.结果表明:随着热输入的增加,CGHAZ试样的显微组织从板条贝氏体+粒状贝氏体转变为粒状贝氏体+块状铁素体,硬度逐渐降低;不同热输入下CGHAZ试样的-70℃冲击吸收能量最高只有31 J,不满足技术要求,粒状贝氏体组织是导致韧性恶化的主要原因;随着热输入的增加,CGHAZ试样中原始奥氏体晶粒尺寸先减小后增大,导致试样-70℃冲击吸收能量先增大后减小.     

增强型13Cr不锈钢经不同工艺调质后的显微组织和力学性能

采用物相分析、组织观察、冲击和拉伸试验等方法研究了增强型13Cr不锈钢经三种不同工艺调质后的显微组织和力学性能,确定了最佳的调质工艺。结果表明:随着调质淬火温度的升高,试验钢的强度和伸长率逐渐下降,而冲击功则先升高再下降;试验钢经1 000℃×2 h空冷+600℃×2 h空冷的工艺调质后,其抗拉强度为787 MPa,屈服强度为746 MPa,伸长率为26%,冲击功为192 J,达到了API 5CT标准要求;在上述调质工艺处理后,试验钢形成了以板条马氏体为基体、残余奥氏体弥散分布于晶界的显微组织。     

轧后冷速对X100管线钢组织和力学性能的影响

通过热模拟试验机、光学显微镜对X100管线钢在连续冷却转变下的显微组织进行了研究,然后对其进行热轧,研究了轧后冷速对试验钢组织和力学性能的影响。结果表明:随冷速增大,试验钢组织中依次出现多边形铁素体、粒状贝氏体和贝氏体铁素体;当轧后冷速为20～42℃·s-1时,试验钢可获得由粒状贝氏体和贝氏体铁素体组成的组织以及良好的力学性能。     

海洋平台用D36钢化学成分与生产工艺的优化

优化了海洋平台用D36钢的化学成分,设计了三种轧制工艺以及两种轧后热处理工艺,研究了不同轧制态和热处理态下该钢的显微组织和力学性能并确定了最佳的轧制工艺及后续热处理工艺,从而实现了生产工艺的优化。结果表明:该钢的优化成分为0.11~0.12C,0.30~0.40Si,1.55~1.60Mn,≤0.020P,0.005S,0.03~0.06Al,0.045~0.048Nb,0.012~0.018Ti,0.13~0.20Cu,0.18~0.25Ni,0.055~0.060V,优化轧制及后续热处理工艺为控轧+加速控制冷却轧制后,进行890℃×140min正火(快速冷却至返红温度650℃)热处理;该工艺下生产的60mm厚D36钢表面组织以铁素体+马氏体+贝氏体为主,心部组织以细小的铁素体+珠光体为主;其屈服强度为375 MPa,抗拉强度为530 MPa,-20℃冲击功为200J左右。     

热处理对新型贝氏体钢组织和力学性能的影响

研究热处理对新型贝氏体钢的组织与力学性能的影响.结果表明,不同冷却介质冷却,新型贝氏体钢具有较高的淬透性,正火后300℃回火具有良好的强韧性.500℃回火出现回火脆性,其原因与组织中的贝氏体、铁素体及残余奥氏体分解形成碳化物有关.提出适合新型贝氏体钢的最佳热处理工艺.