高强钢B1500HS热成形后的显微组织和力学性能研究

研究了热成形后海面建筑高强钢B1500HS在热成形后的组织和力学性能。结果表明,奥氏体化加热温度910℃,保温5 min,初始成形温度800℃以上,冷却速度50℃/s条件下,B1500HS钢组织为细小均匀的板条状马氏体,晶粒细化和位错密度大,抗拉强度达到了1 625 MPa,显微硬度在50 HRC以上,抗冲击性能显著提升,力学性能完全满足海面建筑平台需求。     

工程机械用高强钢Q1100热处理参数及热物理性能预测

利用JMatPro 7.0软件模拟预测Q1100高强钢的平衡相组成、钢的连续加热奥氏体化(TTA)曲线和钢的过冷奥氏体连续冷却转变(CCT)曲线、淬透性以及热物理性能参数。计算结果表明:Q1100高强钢奥氏体化温度Ac₁=713.3 ℃,Ac₃=831.9 ℃。钢在连续加热过程中,加热速率在1000 ℃/s时,奥氏体均匀化时间最短。钢在连续冷却过程中,其屈服强度、抗拉强度和硬度均随冷却速度的增大而增大,当冷却速度为100 ℃/s时,硬度、屈服强度和抗拉强度分别达到其最大值41.7 HRC、1180 MPa和1267 MPa。热物理性能参数密度和杨氏模量均随温度的降低而增大,热导率则先减小后增大;比热容、泊松比和线膨胀系数均随温度的降低而减小。     

无钛热冲压成形钢的连续冷却与等温转变规律

利用Thermo-Calc热力学软件(TCFE 9数据库)、DIL805A/D变形热膨胀相变仪和场发射扫描电镜(FE-SEM)研究了连续冷却转变及等温转变过程中无钛热冲压成形钢的微观组织演化规律。结果表明:试验钢的Ac₁=749 ℃,Ac₃=863 ℃。绘制了CCT曲线和TTT曲线;无钛热冲压成形钢的马氏体相变开始温度Ms=385 ℃,马氏体相变结束温度Mf=130 ℃。过冷奥氏体冷却过程中,发生马氏体相变的临界冷却速度为5 ℃/s;当等温温度高于750 ℃时,热冲压成形后可获得全马氏体组织。     

无缝钢管的组织变化对其淬透性的影响研究

采用Gleeble 3500热模拟机测定高强韧性钢种HG05调质态无缝钢管的静态CCT曲线，制定钢的临界淬火冷却速度，并取样分析HG05热成形无缝钢管的外中内层均为贝氏体和铁素体组织，铁素体组织变化较大，中间层铁素体尺寸最大，平均约为10μm；内层铁素体体积分数最多，约为12.4%。以调质态钢临界淬火冷却速度对热成形钢管外中内层进行热模拟淬火，得到未完全淬透组织。调质组织均匀，加热奥氏体形核核心少，热模拟加热后奥氏体晶粒大，临界淬火冷却速度为20℃/s，而热成形组织的临界淬火冷却速度要大。     

国产超高强度钢板高温拉伸性能浅析

为了解国产超高强度钢板B1500HS的高温拉伸性能,进行了试验方案设计,当材料在完全奥氏体化后保温,冷却到不同试验温度,以不同的变形速率进行等温单向拉伸试验,从而得到材料在不同处理方式下的真应力-真应变曲线。在Gleeble-1500热模拟试验机上进行了试验。基于试验结果获得了该材料在热冲压成形过程中的流变应力及其变化规律,以及主要热成形参数对力学性能及温度变化的影响规律。     

B1500HS钢低冷速形变下的力学性能与Hall-Petch关系

采用Gleeble热模拟试验,结合光学显微镜观察、硬度测试及计算分析方法,研究了超高强钢冷轧钢板B1500HS在低冷速(不大于40℃/s)变形下的微观组织和力学性能,并归纳总结了B1500HS钢的显微硬度与晶粒尺寸之间的Hall-Petch关系。结果表明,在热模拟试验中,变形温度的降低、冷却速度的增加或应变速率的增加,都可以细化铁素体晶粒,提高材料力学性能;B1500HS钢的显微硬度HV和晶粒尺寸d之间的Hall-Petch关系可表达为:HV=-290.8+0.987 d-1/2,经验证,对晶粒尺寸在3.3~4.7μm范围的超高强钢B1500HS钢板材,其显微硬度的计算值与测量值偏差较小,Hall-Petch关系具有很好的适用性。     

一种铁路辙叉用贝氏体钢的焊接热模拟

针对一种辙叉用贝氏体钢,采用Gleeble-3500对其焊接热循环过程进行了热模拟试验.采用光学显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜和硬度试验对不同冷却速度下焊接热影响区的组织和性能进行研究.作出加热和冷却膨胀曲线,并采用切线法测定奥氏体转变开始温度(A_c1)、奥氏体转变结束温度(A_c3)和不同冷却速度下的相转变温度.根据试验结果绘出辙叉用贝氏体钢的焊接热影响区连续冷却转变(simulated heat affected zone continuous cooling transforming,SHCCT)曲线,为其焊接性研究提供了基础数据,并用于预测热影响区的组织和性能,可用于指导贝氏体钢辙叉焊接及焊补工艺的优化设计.     

20MnSi钢奥氏体连续冷却转变曲线

利用膨胀法结合金相-硬度法,在Gleeble-1500热模拟试验机上测定了20MnSi钢的临界点Ar1、Ar3、Ac1、Ac3及Ms;同时测定了该钢在不同冷却速度下过冷奥氏体连续冷却时的膨胀曲线,获得了该钢的连续冷却转变曲线(动态CCT曲线);研究了20MnSi钢连续冷却过程中奥氏体转变过程及转变产物的组织和性能.大致找出了避免贝氏体和马氏体产生的冷却速度,初步确定了生产20MnSi钢的控冷速度范围,为生产实践和新工艺的制定提供了参考依据.     

H13钢CCT曲线的测定与分析

利用DIL805A型淬火变形膨胀仪对H13钢进行连续冷却转变试验。利用膨胀法结合金相-硬度法绘制H13钢的连续冷却转变(CCT)曲线。研究了冷速对试样组织和硬度的影响。比较分析980、1030℃两种奥氏体化温度所测CCT曲线的异同。结果表明:马氏体转变的临界冷速为1℃/s。随奥氏体化温度降低,Ms点升高,贝氏体转变区域减小,珠光体转变区域增大且向左偏移;随冷却速度增大和奥氏体化温度升高,试验钢硬度增大。     

加热速率对FV520B钢奥氏体化相变动力学的影响

通过热膨胀实验测得了在不同加热速率条件下FV520B钢奥氏体化的膨胀量变化曲线,研究了不同加热速率对相变特征温度和连续奥氏体化动力学的影响,建立了FV520B钢奥氏体化的相变动力学模型,并对其准确性与使用范围进行验证和分析,并根据此模型建立了FV520B钢圆盘工件的热-组织耦合模型,计算了工件加热、保温与淬火过程的温度与组织转变。     

4Cr16Mo�ֺ�4Cr16MoN�ֵ��������֯����

 4Cr16MoN钢是一种新型钢种,它的平衡相图和CCT曲线可以为试验钢的大生产和热处理提供依据,为了和4Cr16Mo钢进行对比,通过J Matpro模拟软件计算4Cr16MoN和4Cr16Mo钢的平衡相图,再利用DIL805A热膨胀相变仪测定其CCT曲线,试验条件是1 050 ℃奥氏体化,保温5 min,按照10、3、12、1、05、01、008、005、003 ℃/S等不同冷速冷却。试验结果表明：在两种试验钢计算的平衡相图中,高温区很宽的温度范围内保持单相奥氏体,未出现δ铁素体相;两种试验钢CCT曲线都有独立的珠光体和贝氏体转变区域,4Cr16MoN钢的P临界冷速和B临界冷速分别是01 ℃/s和12 ℃/s,而4Cr16Mo钢的P临界冷速和B临界冷速分别小于003 ℃/s和3 ℃/s。     

42CrMo圆钢组织性能的优化

针对某钢厂生产的42CrMo小规格圆钢因硬度偏高,刀具损耗严重,给后续机械加工造成一定困难的问题,采用JMatPro软件计算了42CrMo 钢的CCT曲线和TTT曲线,在分析其微观组织转变规律的基础上,研究了控轧控冷工艺对产品组织、硬度的影响。结果表明,42CrMo圆钢终轧温度较高,冷速较快,冷却后圆钢组织为贝氏体是造成其硬度偏高的主要原因。因此,通过降低终轧温度,采用轧后水冷以及冷床使用保温罩等手段以有效降低轧后冷却速率的措施,将圆冷速控制到0.32 ℃/s,使42CrMo圆钢冷却后获得了铁素体+珠光体的组织,硬度控制在253~266HBW,满足了客户的使用要求。     

Nb对Q345低Mo耐火钢CCT曲线的影响

通过测定两种不同Nb含量的Q345级低Mo(约0.25 wt％)耐火钢连续冷却转变(CCT)曲线,研究了Nb对Q345低Mo耐火钢CCT曲线的影响.试验结果表明,添加Nb元素可以使Q345级低Mo耐火钢的CCT曲线向右移动,贝氏体相变临界冷却速度降低,同时降低试验钢奥氏体临界转变温度,抑制奥氏体转变为珠光体,从而有利于...     

Influence of Steel Grade on Surface Cooling Rates and Heat Flux during Quenching

Immersion quenching is one of the most widely used processes for achieving martensitic and bainitic steels. The efficiency and quality of quenching are generally tested using standard quench probes for obtaining the cooling curves. A host of parameters like quenchant type, steel grade, bath agitation, section thickness, etc., affect the cooling curves. Cooling curve analyses covered under ASTM standards cannot be used to assess the performance of a quenchant for different grades of steel, as they use a common material for the probe. This article reports the development of equipment, which, in conjunction with mathematical models, can be used for obtaining cooling curves for a specific steel/quenchant combination. The mathematical models couple nonlinear transient inverse heat transfer with phase transformation, resulting in cooling curves specific to the steel grade-quenchant combination. The austenite decomposition models were based on an approach consistent with both the TTT diagram of the steel and Fe-C equilibrium phase diagrams. The TTT diagrams for the specific chemistry of the specimens and the thermophysical properties of the individual phases as functions of temperature were obtained using JMatPro software. Experiments were conducted in the laboratory for computing surface temperature and heat flux at the mid-section of a 25-mm diameter by 100-mm-long cylindrical specimen of two types of steels in two different quenchants. A low alloy steel (EN19) and a plain carbon steel (C45) were used for bringing out the influence of austenite transformation on surface cooling rates and heat flux. Two types of industrial quenchants (i) a mineral oil, and (ii) an aqueous solution of polymer were used. The results showed that the cooling curves, cooling rate curves, and the surface heat flux depended on the steel grade with the quenchant remaining the same.     

Cr-Ni-Cu桥梁耐候钢的连续冷却相变及其组织和硬度

为了掌握Cr-Ni-Cu桥梁耐候钢在连续冷却过程中组织及硬度的变化及其原因,借助JMatPro软件模拟计算了连续冷却转变(CCT)曲线和等温转变(TTT)曲线,采用Gleeble-3800热模拟试验机、金相显微镜、扫描电镜和硬度计等试验手段研究了Cr-Ni-Cu桥梁耐候钢在不同冷却速度下的微观组织和硬度的变化,探讨了冷却速度对组织、硬度及相变行为的影响。结果表明,对Cr-Ni-Cu桥梁耐候钢进行1050℃和860℃两阶段高温变形后,随着冷却速度由0.1℃/s增加至30℃/s,组织依次为多边形铁素体+珠光体→多边形铁素体+贝氏体→粒状贝氏体→粒状贝氏体+马氏体,硬度由155 HV0.2增加至373 HV0.2。当冷却速度由0.1℃/s增加至3℃/s,硬度的增加主要是由于多边形铁素体晶粒的细化。当冷却速度由5℃/s增加至30℃/s,硬度的增大主要来自于贝氏体组织的不断细化和马氏体含量的不断增加。     

Ni含量对EQ70海洋工程用钢CCT曲线的影响

采用DIL805A热膨胀仪测定了Ni含量分别为1.53%、1.72%、1.81%、2.06%的EQ70海洋工程用钢在不同冷速下的热膨胀曲线,结合组织观察和维氏硬度测定绘制其连续冷却转变曲线。结果表明,冷速在0.5 ℃/s以下,试验钢的组织为贝氏体,冷速超过2 ℃/s时,组织全部转变为马氏体。随着Ni含量增加,试验钢的Ac₃几乎不变,Ac₁和Ms降低,贝氏体转变的温度区间缩小,贝氏体转变的冷速范围扩大,贝氏体的形貌也发生变化,马氏体形貌没有发生明显变化。     

A668钢CCT曲线的预测和验证

为了降低绘制CCT曲线的成本和得到更加准确的相变量计算模型用于预测大型工件的性能和残余应力分布,使用Li模型预测A668钢的CCT曲线,再根据预测的结果制定适量且关键的试验组,完成制定的相变膨胀试验之后用试验结果修正预测模型,最后用模型计算出完整和准确的CCT曲线。使用DIL-805-ADT动态淬火膨胀相变仪确定了不同冷速下的转变类型和转变量,比较了JMatPro软件和原模型计算的结果与试验结果的差别,阐述了修正扩散转变预测模型和绘制CCT曲线的过程,拟合了非扩散转变的K-M方程,说明了不同冷速和组织演变之间的关系。最终得到更加准确的预测模型和完整的CCT曲线来指导实际生产。     

碳含量对5Cr-2Mo-V系列钢的连续冷却转变行为的影响

通过测定不同碳含量的钢种在不同冷速下的相变点曲线、金相组织和显微硬度,得到了不同碳含量的钢种的过冷奥氏体连续冷却转变曲线(CCT曲线)及其相变点和组织形貌演变;比较分析了不同碳含量下5Cr-2Mo-V系列钢CCT曲线的关系.结果表明:随着碳含量的增加,3种钢Ac1点变化不大,Ac3点略有降低,Ms点降低幅度较大;当冷却...     

18CrNiMo7-6钢齿轮组织性能异常分析

某18CrNiMo7-6钢生产的齿轮因为组织性能异常,在铣齿过程中齿根位置出现难加工的问题。采用光学显微镜、场发射扫描电镜以及EPMA电子探针分析18CrNiMo7-6钢齿轮组织性能异常的原因。结果表明,该齿轮出现难加工的原因是齿根位置出现大量贝氏体导致硬度过高。EPMA电子探针验证了齿根位置贝氏体的出现与元素偏析有关。JMatPro计算结果表明,C与合金元素含量增加使贝氏体转变的温度范围扩大,贝氏体转变的临界速率降低,使钢能够在较低的冷却速率下产生贝氏体组织,合金元素中Cr、Mn对贝氏体转变的影响效果最为显著。当C与合金元素Mn、Cr的含量增加50%左右时,贝氏体转变的临界冷速由0.1 ℃/s 降低为0.02 ℃/s,0.1 ℃/s冷速下贝氏体转变温度范围扩大到49 ℃。     

A Comparative Study on Formability of the Third-Generation Automotive Medium-Mn Steel and 22MnB5 Steel

Third-generation advanced automotive medium-Mn steel, which can replace 22MnB5 steel, was newly developed to improve the lightweight and crashworthiness of automobile. Studies on the formability and simulation method of medium-Mn steel have just been initiated. In this study, finite element simulation models of square-cup deep drawing were established based on various material property experiments and validated by experiments. The effects of blank holder force (BHF), fillet radii of tools (die and punch) on the maximum drawing depth (MDD), thickness distribution of the formed products, and the microstructure before and after forming were investigated and compared with those on 22MnB5 steel. Results show that the MDD of the two steels decreased with increased BHF but increased with the fillet radius of punch; however, the fillet radius of die showed no significant effect on the MDD for both steels. Compared with hot-formed 22MnB5 steel, the martensitic transformation of the hot-formed medium-Mn steel is rarely influenced by the process parameters; thus, it holds the complete, fine-grained, and uniform martensitic microstructure. Moreover, the medium-Mn has better formability, lower initial blank temperature, and smaller impact of BHF and fillet radius of tools on the hot-formed product. Thus, a theoretical basis for the replacement of 22MnB5 steel by medium-Mn steel in hot forming process is provided.