冷却工艺对C-Mn钢组织与性能的影响

利用Φ500 mm热轧试验机和冷却系统,研究了C-Mn钢轧后开冷温度、终冷温度对钢组织和性能的影响。结果表明,提高轧后开冷温度可以细化铁素体和珠光体晶粒,提高屈服强度和韧塑性;降低终冷温度也可以细化晶粒,同时改变珠光体形貌,使珠光体含量增加,屈服强度、抗拉强度和低温韧性均得到改善。     

稀土处理C-Mn钢显微组织和夹杂物演化

对稀土处理C-Mn钢的夹杂物和显微组织进行分析,统计稀土处理C-Mn钢中针状铁素体形核核心尺寸,并将稀土处理钢在不同温度下淬火,研究稀土夹杂物生成和长大过程.实验结果表明：C-Mn钢加入少量稀土后钢中夹杂物从MnS＋硅铝酸盐夹杂转变为La₂O₂S＋LaAlO₃＋MnS＋硅铝酸盐夹杂,尺寸得到细化,显微组织也从马氏体＋贝氏体组织变成侧板条铁素体、针状铁素体和块状铁素体组织;稀土处理C-Mn钢中针状铁素体有效形核核心的尺寸集中在1~4μm,主要是在钢液中形成,冷却和凝固过程形成的数量较少;稀土夹杂物在钢液温度和冷却及凝固过程容易碰撞黏合长大,上浮从钢液中去除,MnS能在稀土夹杂物颗粒间析出.     

钛稀土复合处理对C-Mn钢粗晶热影响区组织及韧性的影响

利用Gleeble-1500D热模拟机进行焊接热影响区热循环模拟实验,研究了在焊接热输入为65 kJ·cm^-1时稀土单独处理和钛稀土复合处理对C-Mn钢粗晶热影响区组织及冲击韧性的影响,并利用扫描电镜观察和分析了实验钢中的夹杂物和冲击断口形貌,利用光镜观察了热循环模拟后实验钢中的微观组织.实验结果表明:稀土单独处理和钛稀土复合处理的试样微观组织分别主要是晶界铁素体+块状铁素体+针状铁素体和晶界铁素体+晶内针状铁素体.经稀土单独处理的试样中夹杂物为La₂O₂S+锰铝硅酸盐+MnS复合夹杂;钛稀土复合处理的试样中的夹杂主要是La₂O₂S+TiO_x+锰铝硅酸盐+MnS复合夹杂.钛稀土复合处理钢中的复合夹杂更细小,有利于形成细小的晶内针状铁素体.钛稀土复合处理极大地改善了实验钢的焊接热影响区低温冲击韧性,比稀土单独处理对试样的冲击性能提升效果更好.     

变形和硼对低碳HSLA钢显微组织和连续冷却转变的影响

1前言 近年来，人们非常关注高级别石油、天然气管线钢，如API120。高级别管线钢需要精确的化学成分设计和获得以剪切转变机制为主的奥氏体转变工艺，如下贝氏体和板条马氏体转变工艺，以获得高强度、韧性和焊接性能的钢材。但是，低碳HSLA钢的连续相变和微观结构比高碳和中碳钢更复杂。     

高碳盘条70钢连续冷却组织转变

索氏体含量是衡量70钢盘条拉拔性能的重要指标,轧后控冷是其生产的关键工序。为研究轧后控冷工艺对其组织的影响,利用Gleeble3800热模拟机测定了试验用钢的临界转变温度并绘制静态CCT曲线。结果显示:当冷速从0.5℃/s增加到10℃/s时,索氏体含量逐渐增多,在冷速为10℃/s时达到最大值85.6%;但随着冷却速度继续加快,片层间距继续减小,并有马氏体组织出现。合理的冷却制度为:冷却速度控制在10～12℃/s,相变温度控制在560～620℃。     

加热温度对TRIP钢连续冷却转变曲线及室温组织的影响

采用膨胀法在DIL805热膨胀仪上测定了不同加热温度下实验钢的连续冷却转变(CCT)曲线,通过光学显微镜和扫描电镜分析不同加热温度对CCT曲线和冷却试样显微组织的影响.结果表明:当加热温度由完全奥氏体化温度降低到两相区内较高温度时,CCT曲线中铁素体转变区左移;当加热温度处在两相区范围内时,随着加热温度的降低,铁素体转变被推迟,使得CCT曲线右移;新生铁素体外延生长方式和奥氏体中碳富集程度的差异是导致上述变迁的主要因素.     

C-Si-Mn-Cr-Nb系汽车高强度双相钢连续冷却转变研究

采用MMS-300热模拟机测定了C-Si-Mn-Cr-Nb系980 MPa级高强度汽车双相钢的动态CCT曲线。实验结果显示:冷却速率在0.1～5℃/s范围内显微组织主要为铁素体+贝氏体;冷却速率达到5℃/s时铁素体转变结束,奥氏体全部转变为贝氏体;当冷却速率达到40℃/s时开始发生马氏体转变,显微硬度和抗拉强度均随冷却速率的增加而增加。     

低碳钢的连续冷却转变

利用Gleeble-1500热力模拟试验机,研究了典型低碳钢在未变形及变形条件下的连续冷却过程的相变规律,并通过光学显微镜对连续冷却后的组织进行了详细观察和分析。结果表明：随着冷却速度的增加,铁素体相变温度降低,相变时间缩短,晶粒细化,贝氏体含量增多;变形加速了钢的连续冷却转变,使CCT曲线左移,贝氏体的临界冷却速度增加。     

900 MPa级高强钢的连续冷却转变及组织调控分析

为了探究新型18CrNiMo中厚板钢连续冷却相变规律及其最佳热处理工艺,绘制了试验钢的连续冷却转变曲线(CCT曲线),根据CCT曲线对钢板的热处理工艺进行工业试制并对试制钢的组织及强韧性进行了分析。采用热膨胀相变仪,结合光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)进行组织观察以及维氏硬度(HV)测试,综合分析绘制了试验钢的CCT曲线。结果表明,当试验钢的冷却速率不大于2℃/s时,室温组织主要由铁素体和粒状贝氏体组成;冷却速率为2～30℃/s时,室温组织从以贝氏体组织为主,逐步转变为以板条马氏体为主,且随着冷却速度增加,过冷度增大,马氏体组织进一步细化;冷却速率增至不小于30℃/s时,室温组织主要为马氏体组织。试验钢硬度变化呈现为2个阶段,组织由多边形铁素体逐步转变为板条贝氏体/马氏体,此时硬度由121HV快速增加到356HV;此后冷却速度继续增加,组织细化,硬度由366HV平稳上升到407HV。根据CCT曲线制定了18CrNiMo钢淬火+回火(900℃淬火,冷却速度10～30℃/s+高温650℃回火)热处理工艺,生产出一种屈服强度R_p0.2≥...     

Al元素对Q＆P钢连续冷却的相变及组织影响

Q＆P（Quenching and Partitioning）钢是一种超高强先进汽车用钢,具有优异的综合机械性能。据此,采用膨胀法结合金相-硬度法,在DIL-805热膨胀仪上测定了Q＆P钢的临界点。测定了不同冷却速度下连续冷却转变膨胀曲线,并对比Al元素的加入对Q＆P钢连续冷却转变产物的组织和硬度的影响。对制定C-Mn-Al系Q＆P钢的热处理工艺提供一定的参考依据。     

Effect of rare earth addition on continuous heating transformation of a high speed steel for rolls

The effect of rare earth(RE) on continuous heating transformation of a high speed steel for rolls was investigated by using differ-ential scanning calorimetry(DSC) with combination of microstructure analysis.Determination of the Ac1 and Ac3,the starting temperature of carbide dissolution and melting upon heating,the enthalpy change for the α→γ transformation and overall carbide dissolution were also es-tablished.It was found that RE could reduce the volume fraction of large eutectic carbides and the chrysanthemum-like eutectic colonies but could not change the phase composition.RE made a little change to Ac1,but the variation in Ac3 and enthalpy for the α→γ followed an in-creasing pattern as the RE addition increased.The start temperatures of carbides dissolution increased with increase of RE addition,which may be associated with the influences of RE on the morphology of carbides,but the overall enthalpy change of carbides dissolution decreases as the RE addition increased.Moreover,the start temperature of melting also increased with increasing RE addition.     

稀土处理钢中夹杂物对晶内针状铁素体形成的影响

分析了稀土处理钢中夹杂物的特征(夹杂物种类、尺寸分布和体积分数)对微观组织中针状铁素体形成的影响.结果表明,钢中夹杂物种类和体积分数对针状铁素体组织的形成非常重要.稀土氧化物(包含稀土氧硫化物)与铁素体具有低至1.9%的错配度降低针状铁素体在夹杂物表面的形核能垒,从而促使它在稀土氧化物上形核.反之,稀土硫化物与铁素体具有高达42.5%的错配度不能诱导生成针状铁素体组织.此外,微观组织中针状铁素体的体积分数随着夹杂物体积分数的增加而增大,当钢中夹杂物体积分数是9.5×10^-4时其体积分数达到53%.     

冷却速率对Ti-Zr处理钢针状铁素体转变的影响

 大线能量焊接技术在低合金钢中的广泛使用降低了低合金钢的低温韧性,向低合金钢中添加适量的钛、锆元素可以促进针状铁素体形核,细化晶粒组织从而提高低合金钢的低温韧性。为了研究Ti-Zr处理钢中针状铁素体转变机理,使用25 kg真空感应炉中熔炼试验所需钢种,向低合金钢中添加了0.04%钛元素和0.014%锆元素;利用高温激光共聚焦显微镜原位观察了冷却速率对针状铁素体转变行为的变化;使用扫描电镜观察了Ti-Zr处理钢中的夹杂物成分和针状铁素体在夹杂物表面形核,使用光学显微镜观察不同冷速下的微观组织变化差异。试验发现,随着冷却速率从1增加至10 ℃/s,侧板铁素体的开始转变温度从770.2降低至632.4 ℃,针状铁素体的开始转变温度从731.5降低至612.6 ℃,针状铁素体的面积分数从47.91%增加至68.04%,针状铁素体与侧板铁素体的面积分数比值从1.34增加至3.54,针状铁素体与侧板铁素体的开始转变温度与结束转变温度差的比值从0.52增加至0.83,针状铁素体与侧板铁素体的面积分数之比与其转变温度区间之比存在正比例关系;不同冷却速率下,Ti-Zr处理钢中的主要夹杂物为ZrO₂-TiN-MnS,并且ZrO₂-TiN-MnS夹杂物可以有效促进针状铁素体形核;一方面是因为生成的贫锰区增加了铁素体转变驱动功;另一方面是因为ZrO₂-TiN-MnS夹杂物与铁素体有良好的晶格匹配关系降低了针状铁素体在夹杂物表面形核的界面能。     

铜对中碳硅锰钢连续冷却相变的影响

 为了探索含铜中碳硅锰钢连续冷却转变过程中的相变规律,采用DIL805L型膨胀仪研究了铜对中碳硅锰钢连续冷却过程中显微组织和硬度的影响,借助高分辨透射电镜研究了连续冷却过程中含铜相的析出行为。结果表明,在中碳硅锰钢的连续冷却过程中,铜的加入使得铁素体转变的孕育期延长,且降低贝氏体和马氏体开始转变温度。富铜颗粒在铁素体中弥散析出,细化连续相变组织。冷却速度小于21 ℃/s时,含铜中碳硅锰钢由于富铜颗粒析出以及贝氏体和马氏体组织增加引起显微硬度增加。当冷却速度大于21 ℃/s时,铜反而会降低钢中贝氏体和马氏体组织的显微硬度。     

钙处理对稀土在C-Mn钢中作用的影响

 为了明确钙处理对稀土在C-Mn钢中作用的影响,利用扫描电镜、光学显微镜和超景深三维显微镜对热轧态试验钢夹杂物和显微组织进行了观测,结合热力学计算和冲击断口分析结果,对比研究了稀土和钙-稀土复合处理对C-Mn钢力学性能的影响规律。结果表明,稀土能将钢中典型夹杂物改性为近球形的含硅稀土氧化物的复合夹杂,尺寸细化,长宽比降低。钙-稀土处理后夹杂物变为球形含稀土和钙的复合夹杂,钢洁净度增高;添加钙能将稀土的收得率从7.6%提高到42.4%,有效提高稀土利用率,钙-稀土处理后珠光体所占面积百分比提高,钢的强度提高。证明采用钙处理提高稀土在C-Mn钢中的作用是可行的。     

Nucleation Behavior Analysis of Intragranular Acicu-lar Ferrite in a Ti-killed C-Mn Steel

By using a Gleeble 3500Dthermo-mechanical simulator,the nucleation behavior of intragranular acicular ferrites(IAF)was studied in a Ti-killed C-Mn steel.During continuous cooling transformation,the allotriomorphic ferrite(AF)and ferrite side plate(FSP)microstructures grew more rapidly with the temperature decreasing from800to 650℃,and the IAF microstructure was dominant within austenite grain with further cooling to 600℃.The diffusion bonding experiment and the effect of C,Mn and Si concentrations on the Ae3temperature by thermodynamic calculation confirm that Ti2O3itself absorbs neighboring Mn atoms to form Mn-depleted zone(MDZ),which promotes the nucleation of IAF microstructure effectively.High temperature holding tests indicate that the nucleation potential of IAF microstructure was lowered in the Ti-killed C-Mn steel when it was treated at high temperature(1 250℃)for a longer time,which is attributed to the saturated absorption degree of Mn atoms by titanium oxide.     

铈对低合金超高强钢马氏体相变行为的影响

 为了研究稀土元素铈对低合金超高强钢马氏体相变组织及动力学过程的影响,制备了不含铈与铈质量分数为0.079 2%的两组对比试验用钢。采用OM、SEM和TEM分析了试验用钢的显微组织,并利用DIL805A淬火膨胀仪绘制了马氏体相变动力学曲线。研究结果表明,铈的添加细化了原奥氏体晶粒,平均晶粒尺寸由7.63减小到6.42 μm;细小的奥氏体晶粒使马氏体板条宽度得到细化,平均宽度由250减少到211 nm。此外,对于马氏体相变动力学,铈的添加使马氏体相变开始温度(M_s)由391降低到380 ℃;在马氏体相变前中期,铈阻碍了马氏体转变,在马氏体相变后期,铈促进了马氏体转变。