中温卷取工艺下热轧双相钢组织性能研究

对中温卷取工艺下的热轧双相钢组织性能进行了研究。结果表明，Cr、Mo成分体系的热轧双相钢采用3段式冷却后屈强比为0.6，显微组织为准多边形铁素体、岛状马氏体以及细小粒状贝氏体，具有较高的伸长率和扩孔性能。由于贝氏体的存在，缩小了双相钢多相组织之间的强度差，有利于提高其塑性变形过程中的协调变形能力及扩孔性能。通过对应力幅值为430 MPa时双相钢的疲劳断口进行分析，断口具有显著的韧窝、二相粒子、疲劳辉纹、二次裂纹等特征，有利于提高其疲劳强度。     

双相区加速冷却处理对X80管线钢组织与性能的影响

采用双相区加速冷却法(加速冷却始冷温度为700 ℃)对X80管线钢进行热处理,获得了贝氏体和铁素体(B+F)双相组织。然后通过组织表征、力学性能测试以及在3.5wt%NaCl溶液中的耐蚀性进行研究。结果表明:热处理后获得的管线钢组织由板条状贝氏体、多边形铁素体及少量马氏体/奥氏体岛组成。与热处理前相比,(B+F)双相管线钢屈强比较低,为0.65,初始加工硬化指数为0.31,均匀伸长率达8.3%,塑性显著提升;双相组织中含有52.4%的铁素体,因而耐腐蚀性明显提高。通过双相区加速冷却法获得的(B+F)两相组织在塑变过程中发生协调变形,可以适应大变形的需求,同时耐蚀性优异,为大变形管线钢实际生产提供一定的借鉴。     

高性能海底管线用钢试验研究

海底管线用钢要求具有较大的均匀塑性变形延伸率、较低的屈强比等,该管线钢的高强度与高塑性匹配主要来源于双相组织的作用。针对海底管线用钢的组织和塑性变形能力进行了研究。结果表明,海底管线用钢的母材组织由铁素体、贝氏体及少量MA岛构成,其组织形貌与控轧控冷工艺密切相关。细化的双相组织具有良好的塑性指标和较低的屈强比,保证了管线钢具有良好的强塑性匹配。     

铁素体/贝氏体双相钢的延伸凸缘性能研究

采用多功能板料成形机,研究了铁素体/贝氏体双相钢的延伸凸缘性能与铁素体晶粒尺寸、贝氏体体积分数、制样工艺、扩孔工艺之间的关系,并与铁素体/马氏体双相钢的试验结果进行对比分析。结果表明,钢的组织形态和制样工艺对延伸凸缘性能影响显著,减少钢中各相强度差和改善孔缘状态可有效提高延伸凸缘性能。     

中温卷取工艺下热轧双相钢组织性能研究

对中温卷取工艺下的热轧双相钢组织性能进行了研究。结果表明，Cr、Mo成分体系的热轧双相钢采用3段式冷却后屈强比为0.6，显微组织为准多边形铁素体、岛状马氏体以及细小粒状贝氏体，具有较高的伸长率和扩孔性能。由于贝氏体的存在，缩小了双相钢多相组织之间的强度差，有利于提高其塑性变形过程中的协调变形能力及扩孔性能。通过对应力幅值为430 MPa时双相钢的疲劳断口进行分析，断口具有显著的韧窝、二相粒子、疲劳辉纹、二次裂纹等特征，有利于提高其疲劳强度。     

一种新的贝氏体/珠光体双相微合金钢的组织与性能

在碳钢中添加微量合金元素及控温轧（锻）制和冷却得到了较细贝氏体/珠光体双相微合金钢.该钢的组织由直径为φ2～3μm的平行贝氏体铁素体板条束和等轴块状珠光体构成,还发现贝氏体铁素体内存在点状的合金碳化物析出相.该钢的抗拉强度可达900MPa以上,室温冲击功达47J.随冷却速度的增大,钢中贝氏体量增多,强度提高,韧性稍有降低.     

铝硅合金化低碳钢多道次变形的组织演变与力学性能

利用热模拟试验研究了铝硅合金化低碳钢多道次变形及连续冷却过程的组织演变.实验结果表明,通过多道次轧制和控制冷却工艺可以得到细晶铁素体和贝氏体双相组织,此铁素体/贝氏体双相钢具有低的屈服强度、高抗拉强度、低屈强比以及连续屈服的特性.     

新型低C-Mn双相钢变形及非变形过冷奥氏体连续转变

采用Gleeble热模拟技术结合金相法研究了一种C-Mn-Si-Cr-V热轧双相钢静态及动态连续冷却条件下的相变过程和组织.实验结果表明奥氏体未再结晶区变形不仅促进奥氏体向铁素体转变,而且使仅添加微量Si、Cr合金的低碳锰钢结合轧后连续冷却工艺就可以在10℃/s-60℃/s的宽冷却速度范围内抑制贝氏体与珠光体的形成而获得细小均匀的铁素体(F) 马氏体(M)双相组织,且铁素体及马氏体含量都保持稳定.     

Si含量对DP-600级别热轧双相钢组织及性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜、纳米力学探针、透射电镜等技术对不同Si含量(0.03%和1.077%)的DP600级别热轧双相钢单向拉伸过程组织特征进行研究,分析了Si含量对相同工艺条件下双相钢显微组织特征,以及塑性变形过程中强化相与基体协调变形行为的影响。结果表明:Si作为一种铁素体形成元素,能够增加铁素体的形核率,具有细化铁素体晶粒的作用,可增加铁素体体积分数,分割并细化马氏体。Si含量的增加促进了C元素向马氏体富集,提升了单位体积马氏体的碳含量,使部分板条马氏体转变为孪晶马氏体,增加了马氏体硬度。由于Si对铁素体的净化作用,高Si实验钢中位错在铁素体中滑移时不易受到碳化物的钉扎作用。因此在相同工艺条件下,Si含量的增加可以提高双相钢的抗拉强度,提高硬度,降低屈强比。     

基体组织对800 MPa级双相钢强塑性机制的影响

采用两种热处理工艺制度,得到不同基体组织的800 MPa级双相钢,并系统地研究了基体微观组织特征及其对强塑性机制的影响。结果表明,基体组织对800 MPa级双相钢的塑性变形机制有显著影响,从而导致性能产生差异。(F+M)双相钢由多边形铁素体和约28%的第二相马氏体组成,屈强比0.540,而伸长率达到23.3%;(BF+γ)双相钢由贝氏体铁素体基体组织和约24%的第二相残留奥氏体组成,其屈强比为0.702,同时扩孔率达到56%。(BF+γ)双相钢在塑性变形过程中,厚度约为60~150 nm的γ相可有效分解裂纹尖端的应力集中,消耗裂纹扩展能量,同时诱导残留γ发生马氏体相变引起的体积膨胀还可弥合微裂纹产生的缝隙,在α相BF和残留γ两相的协调变形机制作用下,有益于提高其强度、塑性和扩孔性能。此外,(BF+γ)双相钢大角度晶界所占比例增加至63.1%,同时基体中存在较高的位错密度,均可有效弱化微裂纹扩展的驱动能,增加其继续扩展所需能量,缓解其在变形或扩孔过程中产生的应力集中。     

贝氏体含量对F/B双相管线钢力学性能的影响

采用700、720、740、760℃临界区热处理的方法,依次获得了4种不同贝氏体体积分数(16％、28％、41％、48％)的铁素体/贝氏体(F/B)双相管线钢.利用SEM、TEM及力学性能测试手段,研究了贝氏体含量对管线钢的强度、塑性和韧性的综合影响规律.结果表明,相比原始组织,F/B双相管线钢具有较低的屈服强度和相当...     

开冷温度对热轧F/B双相钢组织性能的影响

采用轧后空冷+超快速冷却的方式,研究了开冷温度对热轧铁素体/贝氏体(F/B)双相钢组织性能的影响。结果表明：开冷温度显著影响F/B双相钢的显微组织和性能。开冷温度由747 ℃降至700 ℃时,铁素体体积分数由17.3%增至85.7%,铁素体晶粒尺寸由3.3 μm粗化至3.6 μm,贝氏体中析出的碳化物含量增加。同时,F/B双相钢的屈服强度从594 MPa降至475 MPa,抗拉强度从648 MPa降至532 MPa,伸长率从17.7%升至34.3%,扩孔率从36.4%提高至82.8%。因此,为实现热轧F/B双相钢力学性能和扩孔性能的平衡,开冷温度应控制在730~700 ℃。     

不同冷却方式下X80M管线钢的组织演变

针对当前开发高强韧性、低屈强比管线钢的需求,利用光学显微镜和透射电镜,研究了4种不同冷却方式下X80M管线钢的组织性能演变。结果表明：轧后空冷钢板的屈强比较高,金相组织主要为PF+P,没有明显的亚结构,位错密度低,强度低,均匀伸长率好,但落锤性能差;轧后钢板弛豫至Ar₃温度以下,水冷前会先析出一部分PF,快速冷却过程中富碳奥氏体在更低温下会发生贝氏体转变,随着冷却速率的增大,组织形貌由块状演化为条片状贝氏体,由PF+B的双相组织构成,存在较高密度的位错,具有较好的均匀伸长率与硬化指数,该工艺适合抗大变形管线钢的生产;轧后钢板直接快速冷却至M_s温度以下,钢板强度高韧性好,但均匀伸长率与硬化指数下降,金相组织为典型AF+MA,该工艺适合常规高钢级管线钢的生产。     

Influence of Dual-Phase Microstructures on the Properties of High Strength Grade Line Pipes

The influence of dual-phase microstructures on mechanical properties of X70, X80, and X90 line pipes is investigated. It is found that the line pipes with dual-phase microstructures possess both larger uniform elongation and higher hardening exponent, especially for high grade steel X90. The tensile deformation of dual-phase line pipe does not follow the trend predicted by the Hollomon formula, and a stable strain-hardening exponent is not found. This stress-strain behavior is different from the normal line pipe. In the initial stage of plastic deformation, the strain-hardening capacity of dual-phase line pipe increases rapidly. However, it reaches a stable stage after 2.0% total strain. The dual-phase pipeline steel is composed of soft phase (polygonal ferrite) and hard phase (bainite), and thus the relatively soft ferrite is good for its deformability. Besides, the fraction of large angle grain boundaries in the dual-phase microstructures is greater than that of the normal line pipe, which is proven to be critical for improving the resistance to plastic deformation and crack propagation.     

低屈强比590/780MPa建筑用钢DL-T工艺研究

采用Nb-V-Ti低成本成分设计及两相区直接淬火回火(DL-T)工艺,在实验室成功开发了低屈强比590/780MPa高强度建筑用钢。实验结果表明,直接淬火温度在750℃以下时可以得到一定量的铁素体,满足低屈强比双相组织的要求;在600～750℃直接淬火时,随着直接淬火温度的升高,钢板强度增加,伸长率降低;在600～700℃淬火时屈强比基本保持不变,当淬火温度升高到750℃时,组织中的铁素体和贝氏体共同对屈服强度产生影响,造成屈强比由0.76上升到0.82。     

CuO掺杂Ni0.4Zn0.6Fe2O4铁氧体的组织与性能探讨

采用传统球磨法制备了Ni0.4-xCu_xZn0.6Fe₂O₄（x＝0,0.12,0.20,0.28）铁氧体,并通过扫描电镜（SEM）、X-ray衍射（XRD）、综合热分析（TG-DSC）和振动样品磁强计（VSM）等手段研究掺杂CuO对Ni-Zn铁氧体的显微组织、相组成和磁性能。结果表明,随着CuO含量的增加,第二相Ni-Cu-Zn相生成,且 Ni-Cu-Zn铁氧体衍射峰强度逐渐增强;从显微组织形貌和能谱可以看出,Cu ^2＋参与了铁氧体的反应,CuO含量增加得越多,样品烧结性能越好,并促使Ni-Cu-Zn铁氧体的晶化温度降低;磁滞回线显示了Ni0.4-xCu_xZn0.6Fe₂O₄（x＝0,0.12,0.20,0.28）铁氧体的软磁特性,CuO原子分数x为0.2时的铁氧体的饱和磁化强度（Ms）最高,且具有较低的矫顽力（Hc）。     

Quantification of the phase fraction in steel using an electromagnetic sensor

The effect of ferrite fraction, in 0.17–0.8 wt% C steels with ferrite–pearlite microstructures, on multi-frequency electromagnetic (EM) sensor readings has been studied. The measured initial relative permeability values agreed well with finite element microstructure model predictions. The EM sensor low frequency inductance value is sensitive to changes in relative permeability and the sensor can measure ferrite fraction in dual-phase steels. Therefore, EM sensors could be used to assess dual-phase (ferrite+pearlite/bainite/martensite) steel microstructures in a non-contact, non-destructive manner.     

Tensile behavior of TRIP-aided multi-phase steels studied by in situ neutron diffraction

TRIP-aided multi-phase steels were made by thermo-mechanically controlled process, where the ferrite grain size and the amount of the retained austenite were changed by controlling process conditions. The tensile behavior of four steels was studied by in situ neutron diffraction. It is found that the retained austenite bearing about 1.0 wt% C is plastically harder than the ferrite matrix. The steel with a ferrite grain size of ≈2.0 μm showed tensile strength of 1.1 GPa and a uniform elongation of 18.4%, in which stress-induced martensitic transformation occurs during plastic deformation but a considerable amount of austenite remains even after the onset of necking. It is concluded that the enhancement of uniform elongation is caused mainly by the work-hardening due to the hard austenite and martensite, where the contribution of the transformation strain is negligible.     

不同冷却速度对PQ600组织的影响

采用膨胀法测定机械工程用的高强度PQ600Nb-Ti微合金化钢的CCT曲线,采用金相显微镜观察不同冷速下的显微组织。分析发现:当冷速低于10.00℃/s,得到的组织为铁素体（F）+珠光体（P）;中速冷却时（冷速大于16.67℃/s）,得到的组织为比较细小的铁素体（F）+贝氏体（B）;高速冷却时（冷速大于40.00℃/s）,铁素体（F）+贝氏体（B）组织进一步细化,且贝氏体组织为板条状。