铁 素 体 贝 氏 体 钢 的 扩 孔 性 能

 通过力学拉伸实验和扩孔实验对铌、钛复合微合金化低碳热轧铁素体贝氏体钢板的力学性能和成形性能进行了研究,以了解控轧控冷工艺参数和微观组织对其性能的影响,并分析了影响扩孔率的因素以及铁素体贝氏体钢的裂纹扩展机制。研究结果可为开发高强度、高扩孔性能的汽车底盘用钢板提供实验依据。     

经济型铁素体/贝氏体高扩孔钢的组织与性能

 通过TMCP工艺实验,研究了Si、Mn含量对低碳Si Mn钢显微组织、力学及成形性能的影响,探讨了铁素体/贝氏体双相钢(FB钢)在扩孔过程中的裂纹形成及扩展行为。研究结果表明,增加Si含量,实验钢中等轴铁素体的体积分数增加,扩孔性能得到改善;而增加Mn含量,实验钢的强度和韧性显著提高,但塑性和扩孔性能有所下降。FB钢中的裂纹扩展主要是以微孔聚集机制进行,当遇到贝氏体时,裂纹通过铁素体 贝氏体相界面并剪断铁素体进行扩展。合理选择Si、Mn含量和TMCP工艺参数,可以获得690 MPa级的经济型热轧FB高扩孔钢,扩孔率达到了95%,综合性能较好。     

首钢热轧酸洗先进高强钢的开发与进展

介绍了首钢热轧酸洗先进高强钢的开发与进展。根据客户的使用要求,结合生产设备,首钢研发了双相钢、高扩孔钢、复相钢、相变诱导塑性钢等系列高强钢。分析了双相钢、高扩孔钢、复相钢以及相变诱导塑性钢等产品的化学成分和力学性能,并利用金相显微镜和扫描电镜等手段对微观组织特征进行了描述。首钢热轧酸洗先进高强钢因出色的力学性能已经在汽车控制臂和纵梁等零件上得到广泛应用,未来将在乘用车减重和安全等方面发挥更大作用。     

硼抑制超低碳高强含磷钢裂纹的研究

为了研究硼对超低碳高强含磷钢裂纹的抑制作用,设计了含硼和不含硼两种成分的超低碳高强含磷钢,通过拉伸断裂实验、金相分析、二相粒子透射分析等方法,对两种钢的力学性能、组织、成形性能和使用性能进行了对比分析,结果表明,硼对超低碳含磷钢裂纹有很好的抑制作用,能够显著提高产品性能。     

CSP生产Ti微合金化高强耐候钢组织、应用性能与耐候性分析

针对在珠钢CSP线开发生产的屈服强度450MPa～700MPa级Ti微合金化高强和超高强耐候钢进行了组织与析出特征、力学性能、成形性能、焊接性能以及耐候性能等系列实验分析,证明了该类钢不仅具有高的强度和力学性能,同时具有良好的使用性能,为拓展其应用范围提供了依据.     

热成形温度对高强钢方管组织及性能的影响

为了克服传统辊弯工艺和设备对室温下高强钢的影响,提出弯角局部感应加热辊压成形工艺制备高强钢方管,并通过单向拉伸试验、断口形貌观察、微观组织扫描电镜观察和X射线衍射分析研究热辊压成形温度对高强钢方管弯角处组织及力学性能的影响.结果表明,随着温度的升高,弯角力学性能得到明显的改善,断口形貌由室温下解理断裂逐渐过渡为韧性断裂,弯角处微观组织由板条状贝氏体向粒状贝氏体发展且多边形铁素体晶粒开始长大,方管外表面周向和纵向残余应力都明显降低且分布更加合理.综合实验分析,高强钢方管热辊压成形工艺的最佳温度为650℃.      

高等级汽车轮辋和轮辐用钢的开发

从轮辋、轮辐冷加工对钢板质量要求出发,经过不断试验,成功开发高等级汽车轮辋和轮辐用钢。轮辋用钢为Si-Mn-Cr系热轧双相钢,钢中马氏体体积分数约为10%,具有屈服强度低和均匀伸长率高的特点,确保了扩涨变形中无开裂现象。轮辐用钢为铁素体+贝氏体传统高强钢,组织均匀、无明显带状,钢中贝氏体体积分数为20%~25%。轮辐钢屈强比较轮辋钢高0.2~0.3,具有较好的抗疲劳性能。     

先进高强钢的显微组织与力学性能

为满足汽车轻量化发展的需求,开发了大量的先进高强度钢,如DP钢、TRIP钢、CP钢、M钢、TWIP钢等.与普通高强钢相比,先进高强钢具有高强度,高能量吸收性、高加工硬化率及优良的烘烤硬化和成形性能等一系列优点,在理论研究和实际应用上引起了人们极大的关注.近年来,世界各国纷纷致力于先进高强钢的研究开发.文章简要介绍了先进高强钢的显微组织与力学性能.     

超高强度热成形钢研究进展及展望

在“双碳”战略的大背景下，环保、节能等问题越来越受到重视，由此对汽车用钢轻量化提出了更高的要求，超高强热成形钢作为汽车用钢的重要组成部分，有着广阔的研究前景。概述了国内外热成形钢研究现状，从成分设计、组织特征、工艺调控等多个角度出发，总结出了微合金化和残余奥氏体组织调控对超高强热成形钢强塑化机制的影响规律；阐述了铝硅镀层、锌基镀层热成形钢及新型无镀层高抗氧化性热成形钢的研究进展；论述了超高强热成形钢微观组织与氢致延迟开裂行为之间的相互作用。对超高强热成形钢的进一步优化控制提出了建议，为实现高强塑性及优异服役性能的超高强热成形钢的研发与产业化应用提供了参考。     

增材制造高强钢的研究进展及应用

高强钢具有高的强度及韧性,在航空航天等领域具有重要地位。大型关键重载构件存在锻造难度大、对热加工要求高等问题,限制了其进一步发展和应用。增材制造技术可以实现金属构件的高性能精确快速成形,为高强度钢的制造提供了一条新途径。本文介绍了增材制造高强度钢的成形特性,综述了增材制造高强度钢的组织演变规律和力学性能特征。研究表明,工艺参数对增材制造高强度钢的致密度、熔覆层宽度和高度均影响较大,进而影响成形件内部质量。热累积会使层间组织变粗大,同时使不同部位的组织发生不同的固态相变,使高强钢的组织更加复杂;热处理可以显著提高增材制造高强度钢的综合力学性能;最后对高强度钢增材制造过程中需要进一步深入研究的问题进行了探讨和展望。     

X80级高强低合金管线钢组织与冲击韧性

 为了研究准多边形铁素体/板条贝氏体/粒状贝氏体显微组织的高强低合金X80管线钢的低温韧性与冲击裂纹扩展特点，用OM、SEM、EBSD和TEM等多尺度手段进行了表征。结果表明，与针状铁素体/粒状贝氏体相比，在－60 ℃以上时，准多边形铁素体/板条贝氏体/粒状贝氏体表现出更好的阻止裂纹扩展的能力，准多边形铁素体可以分割显微组织并细化有效晶粒尺寸，增加大角度晶界比例，协调约束冲击裂纹扩展，进而提高韧性；当温度在－60 ℃以下时，这种准多边形铁素体/板条贝氏体/粒状贝氏体对裂纹扩展的协调约束作用减弱，成为显微组织的“软区”，使得材料韧性下降。     

1000MPa级高强钢显微组织与析出相分析

利用金相显微镜、扫描电子显微镜及透射电子显微镜等分析手段,对1 000 MPa级高强钢的显微组织与析出相进行了研究。结果表明,试验钢的显微组织为板条状贝氏体和板条状马氏体,并存在少量残余奥氏体。大量析出相分布在基体上,平均尺寸30～60 nm,组织强化、析出强化、位错强化是高强钢主要的强化方式。     

日本JFE开发的建筑结构件用高强度厚壁钢管

介绍了为应对近几年来对更高强度较厚壁厚钢管的需求,日本JFE制钢公司开发的抗拉强度490～780 MPa、屈服强度385～630 MPa系列钢管产品,阐述了由于这些钢管产品都是采用高性能厚板制造,所以钢管的力学性能,尤其是屈服强度(YS)和屈服比(YR)性能更适用于建筑构架的建造。另外,根据各种设计的不同要求,JFE制钢公司通过控制制造钢管所用厚板的力学性能和制管工艺,既能制造低屈服比(YR)钢管,又能制造高屈服比(YR)钢管两种类型的建筑结构件用钢管。     

淬火-分配工艺对高强钢疲劳失效的影响

高强钢是目前应用最广泛的一类钢铁材料。为提高抗疲劳失效性能,对贝氏体高强钢采用淬火-分配(quenching-partitioning,简称QP)热处理,采用岛津USF-2000型超声波疲劳试验机(频率为20kHz)进行超声波疲劳振动试验。经过QP热处理后的贝氏体高强钢的抗拉强度和超高周疲劳强度分别为1 688和875 MPa,疲强比(疲劳强度/抗拉强度)达到0.52。通过扫描电镜、透射电镜观察发现,经QP处理的钢产生大量的膜状的残留奥氏体。通过XRD测量可知,残留奥氏体的体积分数为22%,残留奥氏体中的碳质量分数为1.2%。疲劳结果表明,残留奥氏体对疲劳裂纹有阻碍作用,可有效提高钢的抗疲劳性能。     

调质型WDB620厚板的工艺研究

本文通过对厚度60kg级50mm厚以上调质型高强钢WDB620钢板的3种成分设计和各成分下谓质工艺对钢板力学蜂能影响的对比性研究,较合理地确定了调质型高强钢WDB620钢板的成分设计和调质工艺,使该钢板在保证低焊接裂纹敏感性的前提下,仍具有良好的淬透性,各项性能指标仍能满足60kg级水电用特厚钢板的要求,并且使该钢板的最大生产厚度达到100mm。     

大线能量低焊接裂纹敏感性钢性能及组织研究

设计并研究了一种60kg级大线能量低焊接裂纹敏感性钢，试验结果表明，对本研究钢种而言，Cr和B不是理想的合金化元素，钢中Ti/N比接近理想化学配比时组织细化，提高了钢材的强度和韧性，试验钢理论的使用组织为回火索氏体。     

无碳化物贝氏体无缝钢管的研究

研究开发了一种适用于高强高韧无缝钢管的无碳化物贝氏体钢。通过工程试验与分析表明,该钢经轧制和低温回火后,其微观组织为无碳化物贝氏体和片状残余奥氏体,这种特殊的金相组织使其在具有较高的强度同时,仍然保持了良好的韧性,适合于制造高钢级甚至超高钢级的石油专用无缝管材。     

700MPa级高强度调质钢板焊接性能研究

从低成本700 MPa级调质中厚钢板的焊接性能着手,分析了母材的成分、组织及性能特点,研究了其焊接冷裂纹敏感性、焊接过程中的热输入量以及焊后热处理过程对试验钢焊接接头组织和性能的影响。结果表明,针对50 mm厚的700 MPa级高强度调质钢板,在中等拘束条件下,采用BHG-4M焊丝富氩混合气体保护焊、预热100℃的工艺进行焊接可以防止冷裂纹产生;在苛刻拘束条件下,最低预热温度在120℃以上才能防止裂纹产生;试验钢对焊接工艺规范有较强的适应性,焊接热输入量在8.85~24.17 kJ/cm范围内变化时,试验钢焊接接头的综合力学性能保持在较高水平。     

Recent process in special steel,heat treatment and surface modification of automotive components

Demand of improving the mechanical properties and productivity of automotive components while minimizing environmental impact makes the development of special steel combined with advance heat treatment and surface modification technologies become an important research area. Recently,to reduce CO₂ emissions by saving the manufacturing time,the following new special steel and advance heat treatment methods were developed: （1 ） An anti-coarsening extra-fine case hardening steel for automobile gear was developed,whose carburizing temperature can be improved for conventional 930 - 950℃to 1 050℃without coarsening,and the carburizing time can be reduced by maximum 75%. （2） Various microalloyed steels for fracture splitting connecting rod were developed.By using the above-mentioned steel combined with Thermo Mechanical Control Process（TMCP） method,the manufacturing time can be reduced by 30%-40%. （3） Vacuum carburizing and mild carburizing combined with induction quenching are being developed to replace the traditional gas carburizing,and the CO₂ emissions can be reduced by 20%-40%. （4） Intensive quenching is another new quenching technology which can be defined as cooling usually with pure water quenchant or low concentration water/salt solutions at a rate several times higher than the rate of " normal" or conventional quenching,and the conventional effective case hardening depth can be reduce greatly and carburizing time can reduced. In addition,the high pressure gas quenching for reducing the quenching distortion and dual shot-peening for improving fatigue strength of gear will also be discussed. In a word,the present paper will focus on how to use the interaction among the development of special steel, advance heat treatment and surface modification to improve the strength of automotive components while reducing the manufacturing cost and impact to environment.     

夹杂物及组织对FB780高扩孔钢扩孔性能的影响

采用扫描电子显微镜(SEM)及能谱分析(EDS)技术对FB780高扩孔钢热轧卷头尾部扩孔样品进行断口形貌观察及成分分析。结果表明,夹杂物作为显微空穴的优先形核点,将对材料的扩孔性能产生不利影响;采用INCA Feature夹杂物自动分析方法对两样品截面夹杂物成分、尺寸、面积进行统计,结果表明,由于浇注过程的差异,头部样品在夹杂物尺寸、面积分数上均高于尾部样品,这些夹杂物将在扩孔过程中作为裂纹萌生源而影响材料的扩孔性能;采用电子背散射衍射(EBSD)技术对两样品中铁素体相及贝氏体相进行相分布统计,结果表明,由于尾部样品具有更高的铁素体含量,且组织分布更为均匀,从而改善了材料的塑性、韧性及扩孔性能。