高强船板钢EH47的连续冷却相变

通过热模拟试验对高强船板钢EH47在连续冷却条件下的相变行为以及显微组织演变进行了研究。研究结果表明:冷却速度增加,可以加快高强船板钢EH47铁素体和贝氏体转变,抑制珠光体转变。随着冷却速度增加,铁素体含量减少,贝氏体含量增加,几乎不存在珠光体组织;同时随着冷却速度增加,显微组织变得越来越细小均匀,EH47钢硬度增加。通过对比研究高强船板钢EH47不同冷却速度下的硬度值可以发现,变形提高了加工硬化程度,在冷却速度相同的情况下,变形EH47钢的硬度较未变形EH47钢的硬度有所增加,但增加幅度不大。     

变形量对EH47止裂钢组织和显微硬度的影响

利用MMS-200热模拟机试验进行单道次压缩试验,研究了奥氏体未再结晶区变形量对EH47止裂钢组织演化及显微硬度的影响。结果表明,变形量从15%增大到60%时,原奥氏体晶粒长宽比从1.2±1.4增加至2.7±2.3;显微组织形态由粗化的贝氏体向细化的铁素体贝氏体转变;大角度晶界比例(HAGB)由34.6%升高至61.7%,有效晶粒尺寸从4.5±5.9μm减小至3.4±4.2μm;硬度从230 HV50降低至211 HV50。变形60%试样的奥氏体晶粒在相变前具有106.7 mm^-1的单位体积有效界面积,是其显微组织细化、均匀化的根本原因。在原奥氏体晶粒边界形核、长大并相互接触的铁素体晶粒,提高了20°～47°取向差范围内的HAGB比例(21.5%),是其具有61.7%HAGB的关键。高含量的铁素体、位错密度的降低、再结晶晶粒比例的增加是显微硬度降低的主要原因。     

F500级超高强韧船板钢的低温韧性机理研究

利用金相、扫描、透射等手段研究了针状铁素体+粒状贝氏体复合组织的F500级船板钢的力学性能及低温韧性机理.结果表明,该钢板在-80℃的冲击功可达120 J以上,针状铁素体组织具有对裂纹扩展起到有效阻碍作用的大量被细小析出出所钉扎的高密度位错的亚晶界,是F500超高强船板钢具有良好的低温韧性的机制所在.     

稀土Ce处理的高强船板钢的组织与性能研究进展

针对高强船板钢在冶金过程中的稀土处理问题,阐述了稀土Ce对夹杂物、晶粒尺寸、针状铁素体、冲击韧性的影响等,综述了目前稀土Ce处理高强船板钢技术的研究现状和最新进展.对不同Ce含量下的夹杂物种类和形貌以及显微组织做了详细介绍,并探讨了目前稀土Ce处理船板钢中存在的问题及今后研究方向.     

FH690级超高强船板显微组织特征及其对低温韧性影响

通过OM、SEM、TEM等手段研究了FH690级超高强船板钢的组织特征以及其对低温韧性的影响.结果表明:通过控制轧制与控制冷却获得板条贝氏体和少量粒状贝氏体的复合组织,该组织具有优良的力学性能,完全满足FH690级船用钢的标准.获得的细化板条状贝氏体组织及其内部高密度位错的亚结构是提高实验钢强度和低温韧性的保障.     

热处理工艺对EH36级船板组织与性能的影响

采用经验算法分别对EH36级船板钢加热及冷却时的实际相变温度Ac1、Ac3、Ms和Bs进行计算。利用Jmatpro对该型船板钢的热处理性能进行模拟计算并获得CCT曲线。对不同热处理工艺下EH36级船板钢的微观组织、硬度及力学性能进行分析。结合计算的相变温度与CCT曲线,最终获得了较合理的热处理工艺方案： 910 ℃淬火+500 ℃回火,组织均匀细化,渗碳体均匀弥散分布,综合力学性能良好。     

F40级船板钢的热稳定性研究

通过分析控轧控冷F40级船板钢在400～750 ℃重加热不同温度保温1 h过程中的性能变化,结合金相组织、扫描电镜和透射电镜观察,研究了钢板在重加热过程中的组织演化过程及其热稳定性机理.结果表明,F40级船板钢的硬度值随重加热温度的升高呈现先降低后增加至出现硬化峰,然后再降低的过程;钢板重加热前的组织为准多边形铁素体和针状铁素体复合组织,重加热温度升至600℃保温1 h后组织变化不很明显,随着重加热温度的逐步升高,针状铁素体逐渐消失并最终演化成多边形铁素体.因此F40级船板钢在600℃以内热加工时具有较好的组织热稳定性.     

大线能量焊接EH36船板钢FCB焊接接头组织与性能

对工业化试制的32 mm厚大线能量船板钢EH36进行热输入为228 k J/cm的FCB法焊接试验,并研究了焊接接头的组织和力学性能。结果表明:焊接热影响区的过热粗晶区原奥氏体晶粒尺寸达到300~500μm,组织主要由少量晶界铁素体和晶内形核铁素体(约60%~80%)组成,是该区焊接时峰值温度达到δ相转变温度以上并停留较长时间造成的,并给出δ相转变温度及奥氏体晶粒尺寸与峰值温度之间的关系;粗晶区由15~30μm的多边形铁素体与3~10μm的针状铁素体(10%~20%)构成;细晶区包含10~20μm的多边形铁素体和小于等于10μm的珠光体;临界区表现为混晶组织。焊接接头热影响区的冲击功A_(kv)≥100 J(-20℃),拉伸试样断裂于母材,接头性能满足要求。     

集装箱船用EH47高止裂钢的组织和性能北大核心CSCD

借助SEM,EBSD等显微组织分析手段及力学性能测试,研究了集装箱船用EH47级别高止裂韧性钢的显微组织与力学性能的关系。实验结果表明,针状铁素体+贝氏体的组织可满足集装箱船用EH47级别高止裂韧性钢对止裂韧性性能的严格要求。晶粒尺寸细小的针状铁素体+贝氏体相互配合具有较高的强度、止裂韧性性能;增大针状铁素体晶粒尺寸或引入多边形铁素体过多则会降低材料强度;而贝氏体体积分数过多、晶粒尺寸过大时,材料塑性和止裂韧性性能显著降低。     

热处理工艺对高强度船板钢组织和性能的影响

采用用光学显微镜、透射电镜和力学性能测试设备研究了热处理工艺对DH40钢的组织和性能的影响。试验结果表明,随着正火或淬火加热温度的提高,钢的晶粒逐渐粗光,微合金元素的固溶度增加,因此钢的强度不断升高,断后伸长率逐步下降。采用H-800透射电镜对第二相析出的进一步分析表明,钢中析出相一般弥散分布于晶界和位错上,主要起钉扎位错和析出强化的作用。     

调质工艺对EH47船板钢组织和性能的影响

采用力学性能测试和光学显微镜观察,研究调质工艺对厚度为25mm的控轧控冷(TMCP)态EH47级船板钢组织与性能的影响。结果表明:热处理后EH47船板钢的综合性能有较大提高,尤其是低温冲击性能。     

热处理对AH36船板钢微观组织和力学性能的影响

研究了正火对AH36船板钢微观组织和力学性能的影响。结果表明,AH36船板钢随正火温度的升高,屈服强度和抗拉强度降低,断后伸长率和冲击韧度先升后降,力学性能的变化与位错密度和晶粒尺寸密切相关。AH36船板钢的最佳正火温度为900℃,经900℃正火后,钢板晶粒细小均匀,异常偏析带完全被珠光体替代,断口分层现象消失,塑韧性显著改善。     

Ni对高强船板钢显微组织及低温韧性的影响

随着用户对高强船板钢低温韧性要求的日益提高，添加适当含量的Ni元素已成为改善其低温韧性的重要手段。研究了TMCP工艺下，高强船板钢中Ni质量分数(0.3%，0.6%，0.9%）对其显微组织及低温韧性的影响。结果表明，随着Ni含量的增加，粒状贝氏体含量增加，大角度晶界比例提高，晶界间渗碳体数量减小，其形貌特征由仿晶界形向弥散分布的岛状转变；高比例的大角度晶界将提高裂纹传播阻力，提高钢板的冲击吸收功；而沿晶界分布的渗碳体会降低晶界间结合力，恶化钢板的低温冲击韧性。为降低生产成本，同时保证高强船板钢-80 ℃条件下的低温韧性，Ni质量分数控制在0.6%较为适宜。     

Ni对高强船板钢显微组织及低温韧性的影响

随着用户对高强船板钢低温韧性要求的日益提高，添加适当含量的Ni元素已成为改善其低温韧性的重要手段。研究了TMCP工艺下，高强船板钢中Ni质量分数(0.3%，0.6%，0.9%）对其显微组织及低温韧性的影响。结果表明，随着Ni含量的增加，粒状贝氏体含量增加，大角度晶界比例提高，晶界间渗碳体数量减小，其形貌特征由仿晶界形向弥散分布的岛状转变；高比例的大角度晶界将提高裂纹传播阻力，提高钢板的冲击吸收功；而沿晶界分布的渗碳体会降低晶界间结合力，恶化钢板的低温冲击韧性。为降低生产成本，同时保证高强船板钢-80 ℃条件下的低温韧性，Ni质量分数控制在0.6%较为适宜。     

大热输入焊接用EH40船板钢焊接热影响区组织转变与力学性能

河钢集团采用氧化物冶金技术开发出了大热输入焊接用EH40船板钢,利用DIL805L淬火相变膨胀仪结合焊接热模拟技术,研究了EH40船板钢焊接热影响区(HAZ)连续冷却转变行为和不同冷却速度下HAZ的组织转变。同时,采用Gleeble-3800热模拟试验机对EH40船板钢进行焊接热模拟试验,并对其焊接HAZ力学性能进行了测定。焊接HAZ连续转变曲线(SHCCT)表明,当冷却速率≤1 ℃/s时,主要发生铁素体/珠光体转变;随着冷却速率增大至2 ℃/s时,贝氏体开始析出;当冷却速率在2～3 ℃/s时,发生铁素体/珠光体和粒状贝氏体转变;当冷却速率在5～10 ℃/s时,发生铁素体/粒状贝氏体转变;而且随着冷却速率增大,粒状贝氏体所占比例逐渐升高;当冷却速率增大至15 ℃/s时,开始出现板条状贝氏体;当冷却速率在30～100 ℃/s时,开始出现马氏体,并且马氏体所占比例逐渐升高。另外,焊接热模拟和冲击试验结果表明,经过200 kJ/cm热输入焊接热模拟后,EH40船板钢HAZ在-40 ℃下的平均冲击吸收能量为205 J,远大于国标要求的41 J。采用扫描电镜及配套的能谱仪对EH40船板钢焊接HAZ析出粒子进行了分析,结果表明(Ti,Mn,Si,Mg)Ox-MnS粒子可以作为形核质点促进焊接HAZ针状铁素体的形成,有效地提高了焊接HAZ的低温韧性。     

正火工艺处理的EH36船板钢疲劳裂纹扩展行为和断裂韧性

采用电子背散射衍射(EBSD)和扫描电镜(SEM)分析了正火工艺处理的EH36船板钢织构、再结晶和疲劳断口。并通过拉伸试验、疲劳裂纹扩展速率试验、疲劳断裂韧性试验及数值模拟等研究了正火工艺处理的EH36船板钢的疲劳裂纹扩展行为、疲劳断裂机理以及外载和应力比对应力强度因子幅值的影响。结果表明：EH36船板钢具有较强的{110}和{111}塑性织构成分，平均晶粒尺寸为8.2μm,变形晶粒所占比例为4.1%,伸长率为33.3%。通过双对数线性拟合得到应力比为0.03和0.1下的疲劳裂纹扩展寿命预测公式分别为da/dN=1.07×10^-9(ΔK)^3.49和da/dN=1.96×10^-9(ΔK)^3.35。通过J积分法计算出正火处理的EH36船板钢的疲劳断裂韧性K₍J0.2BL(30))为387 MPa·m^1/2。试验钢的疲劳断裂机制是解理穿晶断裂和微孔生长聚合断裂的混合断裂机制。多参数模拟表明在最大外载一定时，相同疲劳裂纹长度下的应力强度因子幅值随着应力比的增加而减...     

EH460级船板钢的动态 CCT 曲线与组织演变

采用 Gleeble-3800热模拟试验机对EH460船板钢进行1050 ℃下变形30%和850 ℃下变形30%的双道次压缩试验。绘制了在不同冷速下连续冷却过程中钢的膨胀曲线,并在光学显微镜下观察了不同冷速下试样的室温组织。结合膨胀法与金相法,利用 Origin 8.0软件绘制了船板钢的动态 CCT 曲线。结果表明,当冷速为0.1~3 ℃/s 时,所得室温组织主要是铁素体和珠光体;当冷速大于5 ℃/s 时,出现粒状贝氏体组织,随着冷速的增加贝氏体逐渐增多,铁素体与珠光体逐渐减少;当冷速为10~15 ℃/s 时,珠光体消失,组织为铁素体与粒状贝氏体;随着冷速进一步增到 20~50 ℃/s 时不再发生铁素体相变,仅为粒状贝氏体组织。     

Mn对船板钢大热输入焊接CGHAZ组织性能的影响

采用焊接热模拟的方法研究了Mn元素含量对EH36船板钢焊接粗晶区组织与性能的影响.结果表明,Mn含量对EH36钢大热输入焊接粗晶区的低温韧性存在显著影响.Mn元素含量较高(1.58%)或较低(0.56%)时,粗晶区的低温韧性均差.当Mn含量等于1.20%时粗晶区的低温韧性最高.Mn含量对EH36钢大热输入焊接粗晶区的组织同样存在显著影响.Mn含量较低(0.56%)时,粗晶区的主要组织为粗大的先共析铁素体,其宽度约为30μm;而Mn含量较高(1.58%)时,粗晶区组织则以硬质相M-A岛状组织为主.先共析铁素体和硬质相M-A岛状组织共同决定着船板钢焊接粗晶区的韧性.     

热处理工艺对510 MPa级船板用钢组织及性能的影响

分别采用870、900、930℃淬火及620、650、680℃回火,研究不同热处理制度对510 MPa级船板用钢原始奥氏体晶粒度、显微组织、强韧性的影响.结果表明:510 MPa级船用试验钢随870、900、930℃淬火温度的升高,晶粒度变为7.5、7、6.5级,强度、平均冲击吸收能量下降;不同温度淬火试验钢随620、...     

Ce对FH40船板钢轧态组织及拉伸性能的影响

利用真空感应炉制备不同Ce含量的FH40实验钢,采用OM、SEM、TEM和EDS手段观察钢的轧态组织,并对其拉伸性能和断口形貌进行测试与分析,研究了Ce对FH40钢轧态组织以及拉伸强度的影响机制。结果表明,随着Ce含量从0增加到0.058%,钢的轧态组织得到细化,由多边形铁素体变为细小的等轴状铁素体,同时出现粒状贝氏体;含0.0273%Ce和0.058%Ce钢中分别产生了Ce-O-S+TiN和Ce-O-S复合夹杂物,并且分别诱发了4条和5条IAF。含0.058%Ce实验钢的屈服强度、抗拉强度较基体钢钢分别提高了31 MPa、33 MPa。当Ce含量为0.0273%时实验钢的延伸率达到了22.8%。实验钢均表现为位错强化和第二相强化,基体钢中析出相主要是Nb-Ti的复合相,含0.058%Ce实验钢中主要是Nb-Ti-Ce的复合相,且更加弥散细小,位错密度更高;同时断口形貌更加均匀,韧窝由小而浅转变为大而深,使其在切应力的作用下更不易断裂,因而提高了钢材的抗拉强度。