碳和硅对Mn系空冷贝氏体钢回火韧性的影响

研究了碳的质量分数低于0.3%、不同硅含量的Mn系贝氏体钢的冲击韧性随回火温度的变化,结果表明,随着Si含量的提高,低温回火阶段出现韧性峰值的温度由220℃提高至340℃,韧性出现低谷的温度由340℃提高至520℃,这与Si抑制碳化物析出、稳定残余奥氏体有关。低Si钢一般适合高温回火后使用,高Si钢一般适合低温回火后使用;但碳的质量分数低于0.08%时,无论Si含量如何,低温或高温回火均适用,若碳含量过高,回火改善韧性的作用不明显。     

热处理工艺对800MPa低碳贝氏体钢组织性能的影响

 研究了在不同热处理工艺条件下,一种800MPa级低碳贝氏体钢组织性能的变化规律。通过对控轧控冷(TMCP)、TMCP+水淬(WQ)、TMCP+WQ+回火(T)工艺的比较,发现试验钢在450℃时回火2h后,可以获得具有良好强韧性的组织,屈服强度为816MPa,伸长率大于16%。通过SEM和TEM观察可知,这种钢的室温组织主要是细小的板条状贝氏体、(准)多边形铁素体和少量过冷奥氏体? 湎嗟母聪嘧橹孀呕鼗鹞露鹊纳撸逄踔鸾ズ喜⒈淇恚钪辗⑸啾咝位换迥诖嬖诖罅康奈淮硪约跋感　⒚稚⒎植嫉哪擅准兜诙嗔Ｗ樱涑叽缭嘉?0~20nm,选区衍射花样标定确定是Nb、Ti的碳氮化物,纳米级第二相粒子与位错的相互作用对材料增强增韧起重要作用,450℃回火时因析出强化造成的强度增量约为233MPa。     

微合金成分对低碳贝氏体钢强度的影响

采用不同V、Cr含量,结合Nb、Ti、Mo等微合金化的成分设计,控轧控冷、离线回火工艺生产了30 mm厚度规格的低碳贝氏体钢板,钢板的组织为粒状贝氏体、少量针状铁素体以及少量多边形铁素体,钢板的力学性能满足交货需要.使用透射电镜结合能谱仪分析了钢板的析出相情况,结果表明钢板的析出相主要是Nb、Ti的碳氮化物,析出相含有微乎其微的V,而没有Cr;Nb、Ti通过析出对钢板起到析出强化作用,V、Cr在钢中起固溶强化作用,对强度贡献较小.     

高碳Si—Mn钢贝氏体的微观结构

利用TEM详细地研究了构成TRIP钢的贝氏体显微组织特征。选择的2种Si—Mn钢分别为0．6C-1．5Mn—1．5Si和0．18C-1．55Mn-1．7Si（ωt％）,在奥氏体化温度下,高碳钢直接冷却到贝氏体转变温度,而低碳钢则有保温阶段,目的是在贝氏体转变前形成多边形铁素体。测试了贝氏体转变阶段的试样,以确定在不同转变温度下碳化物析出趋势。除高Si试样外,大部分试样都分析出有渗碳体颗粒,但检测的渗碳体与贝氏体铁素体的取向与通常的Bagaryatski关系不同,渗碳体的形成从热力学和动力学看是正常的。作者特别强调,人们认为TRIP钢析出无碳贝氏体的想法并不是合理的,因此,对于设计这类高强钢工艺参数,动力学模型不能忽略碳化物沉淀析出。     

空冷低碳贝氏体钢DB590的组织和性能

试验用空冷低碳贝氏体钢DB590(%:0.06C、0.92Mn、0.49Mo、0.65Cr、0.02Nb、0.08V、0.001 0B)由50 kg真空感应炉熔炼、铸成22 kg锭、锻成(mm)100×100×150钢坯,并控制轧成16 mm板,空冷。通过Gleeble 1500热模拟机得出该钢的CCT曲线。DB590钢轧后空冷(3℃/s)的组织为贝氏体+铁素体基体,钢板的抗拉强度645 MPa,屈服强度471 MPa,伸长率32%,0℃冲击功94 J以及优良的冷弯性能。     

含Cu的Mn-Nb-B系超低碳贝氏体钢的强韧化机理

对一种含铜超低碳Mn-Nb-B系微合金钢进行TMCP工艺,得到屈服强度达850 MPa的超低碳贝氏体钢。采用光学显微镜和扫描电子显微镜对试验钢不同板厚处的组织进行观察与分析,通过透射电子显微镜分析试验钢板条贝氏体间析出物,结果表明,屈服强度850 MPa超低碳贝氏体钢组织主要为细小的板条贝氏体,沿板厚方向上贝氏体板条宽度变化不大,板条长度从表层到心部逐渐增大。贝氏体板条的细化和微细析出物的形态、大小及分布对试验钢的强韧性起决定作用。     

回火处理对一种低碳贝氏体钢组织及低温韧性的影响

对一种含硼的低碳贝氏体钢进行了不同工艺的回火处理,并通过室温拉伸、摆锤冲击实验和扫描电镜研究了回火处理对实验钢的晶粒尺寸、晶界比例、贝氏体板条块的演变及强韧性的影响。结果表明,回火处理可使实验钢屈服强度升高,低温韧性显著改善,高温回火后塑性提高。300T实验钢-20℃下断口为韧窝断裂和准解理组成的混合型断裂,而500T和650T实验钢断口为韧窝断裂,600℃出现回火脆性区间,韧性恶化,属混合型断裂。650T钢的低温韧性最优,较高的回火温度促进了小角度晶界的迁移、亚晶合并过程,亚板条块数量减少,大角度晶界的比例、数量提高,晶粒尺寸有效细化,同时单位面积内板条块数目显著增加,有效地钝化了裂纹,提高了低温韧性。     

一种耐海水腐蚀型超低碳贝氏体钢的研究

为了开发具有高强度、高韧性和耐海水腐蚀性的海洋工程用钢,考察了含磷超低碳贝氏体钢的组织、力学性能和耐海水腐蚀性.超低碳贝氏体钢中磷的质量分数提高至0.09%时能够产生较强的固溶强化作用,而对室温至-40℃范围内的低温冲击韧性影响不大,这归因于钢中C,B原子在原始奥氏体晶界通过竞争机制抑制了P的偏聚,减弱了P产生的冷脆性.与无磷和低磷含量超低碳贝氏体钢相比,高磷含量超低碳贝氏体钢在3.5%NaCl溶液中全浸腐蚀速率明显降低.Cu,P的复合作用促进了致密的内锈层的形成,有效阻止了Cl-的进一步侵蚀.     

TMCP工艺对Si—Mn系贝氏体钢组织与性能的影响

研究了轧后中温缓慢冷却与中温等温两种不同的热机械控制工艺(thermomechanical control process,TMCP)对硅锰系贝氏体钢的组织与性能的影响.通过拉伸试验机测试试验钢的力学性能,利用扫描电子显微镜、电子背散射衍射等分析手段对试验钢进行显微组织结构分析,并利用X射线衍射测定残余奥氏体含量.结果表明:随着轧后连续缓慢冷却开始温度的升高,贝氏体钢的抗拉强度、硬度及拉伸应变硬化指数n值有所提高,伸长率和冲击韧性降低,屈强比先降低后升高.随着轧后等温时间的延长,贝氏体钢的抗拉强度与屈强比先降低后升高,伸长率及冲击韧性先升高后降低.相对于等温制度,连续缓慢冷却可得到更好的综合力学性能,强塑积明显高于前者,伸长率比前者高20%以上.     

超高强铁素体/贝氏体双相钢的控轧控冷

通过实验室热轧机组的控轧控冷试验,研究了控轧控冷参数对超高强铁素体/贝氏体双相钢组织性能的影响。结果表明,采用不同温度终轧,轧后不同方式冷却,抗拉强度几乎都在1 000MPa以上,屈强比在0.54～0.62之间,伸长率在13%～17%之间。铁素体晶粒随终轧温度降低和冷却速度加快而细化;终冷温度降低,贝氏体量增多。经800℃终轧后层流冷却至560℃左右空冷,由于铁素体晶粒细化,组织中大量的粒状贝氏体、无碳化物贝氏体、少量的孪晶马氏体以及残余奥氏体的存在使抗拉强度达1 130MPa,伸长率达16%,强塑积达到18 080MPa.%的最高值。控轧控冷获得以铁素体/贝氏体双相组织为主并含有少量残余奥氏体+马氏体的复相组织,使试验钢具有了优异的力学性能。     

硅对贝氏体铸钢高应力冲击磨损性能的影响

研究了不同硅含量（0．7％－2．4％,质量分数,下同）贝氏体铸钢的抗高应力磨损性能和失效机制。结果表明：高效硅贝氏体铸钢的耐磨性能较低硅钢显提高,其磨损失重约是低硅贝氏体铸钢的1．2,这是因为硅使氏体铸钢在高应力冲击磨损下表现出不同的失效机制。低硅（0．7％）贝氏体铸钢由于韧性低、组织结构粗大及树枝晶的微区成分偏析,故材料抵抗冲击的能力很低,常在表面还未形成强烈变形层（白层）甚至变形层时,就在变形层和材料基体内产生裂纹并扩展,故低硅贝氏体铸钢的失铲方式为变形层和基体剥落机制。而硅含量为1．65－2．4％的高硅贝氏体铸钢,因脆性的渗碳体被韧性的残余奥氏体所代替,钢的韧性显提高,失效方式表现为白层的剥落机制。     

镍系无碳化物贝氏体无缝钢管的残余奥氏体

研究开发了一种适用于高强高韧抗腐蚀无缝钢管的镍系无碳化物贝氏体钢,其微观组织由无碳化物贝氏体、马氏体和片状残余奥氏体组成.片状残余奥氏体的存在使无碳化物贝氏体无缝钢管在保持高强度的同时,具有良好的韧性.为了满足多种强韧性配合的应用,使用Gleeble热模拟、X射线衍射仪、金相等手段对不同热处理制度下得到的片状残余奥氏体含量进行了研究,得到了不同热处理制度下残余奥氏体形态和含量的变化规律,为制造高强高韧抗腐蚀石油专用无缝管材提供了重要的试验依据.     

Recent Development of Air-Cooled Bainitic Steels Containing Manganese

The superiorities of air-cooled bainitic steels were described. A series of air-cooled bainitic steels containing manganese were developed and presented, which include low carbon granular bainitic steels, low carbon grain-boundary allotriomorphic ferrite/granular bainite dual phase steels, medium and medium high carbon bainite/martensite dual phase steel, low carbon carbide free bainite/martensite dual phase steels and casting bainitic steels.The development of ultra-low carbon bainitic steels in China was also introduced.     

影响MnSiB贝氏体耐磨铸钢力学性能的因素

研究了成分、铸造工艺及空冷工艺对新型空冷贝氏体耐磨铸钢力学性能的影响。结果表明,硅能显著提高贝氏体铸钢的冲击韧性。与低硅贝氏体铸钢相比,在相同硬度的前提下,添加硅能使贝氏体铸钢的韧性提高１倍以上。通过透射电镜观察发现,韧性提高的主要原因是较高的硅含量能抑制贝氏体中碳化物的析出,即用高韧性的残余奥氏体代替脆性的渗碳体。研究还表明,钢中碳含量、铸造工艺及空冷工艺对贝氏体铸钢的强韧性影响极大。采用中低碳、高硅及适当的铸造工艺和空冷工艺可使贝氏体铸钢有优良的强韧性配合：ＨＲＣ≥４５,ａｋ＝３０～５０Ｊ／ｃｍ２（１０ｍｍ×１０ｍｍ×５５ｍｍ,Ｕ型缺口）。     

C-Si-Mn-B系贝氏体钢的强度及强化机制

测定并分析了中碳和中低碳C-Si-Mn-B系贝氏体钢的抗拉强度及强化机制，结果表明，该钢具有较高的强度和良好的塑性，减小贝氏体铁素体板条宽度和提高板条内的位错密度对贝氏体的强化有较大贡献，在贝氏体/马氏体复相组织的强化机制中，应考虑下贝氏体板条对原奥氏体晶粒的分割细化效应以及马氏体对贝氏体板条变形的约束作用。由强化机制计算的强度值与实测值有较好的一致性。     

中低碳含硅空冷贝氏体钢的冲击韧性

研究了新设计的含硅中低碳空冷贝氏体钢的热处理工艺与冲击韧性。研究发现，该钢经连续冷却获得的贝－马复相组织具有高的韧性。经３００℃回火后，钢的冲击韧性可达到９６Ｊ／ｃｍ＾２，其韧性高于同一温度回火的马氏体组织。硅将回火脆性温度推向高温。钢中出现粗大的魏氏组织时使钢的冲击韧性显著降低。     

超低碳贝氏体钢焊接热影响区冲击韧性的研究

用Ｇｌｅｅｂｌｅ－１５００热模拟机对含铜超低碳贝氏体钢进行不同焊接工艺下热模拟试验。研究了焊接热影响区的组织、性能。探讨了不同ｔｓ／５对钢中贝氏体组织组成及形态的影响以及组织与低温韧性的关系。用径迹显微照相技术（ＰＴＡ）显示了硼在热影响区的行为。结果表明：在不同焊接条件下，此类钢焊接热影响区均具有较好的低温韧性和较低的韧脆转变温度。当以中等速率冷却时，高温时生成的一定量的粒状贝氏体可有效地分割奥氏     

Influence of Nb on Microstructure and Property of Low-Carbon Mn-Series air-cooled Bainitic Steel

 The effect of Nb on the microstructure evolution of low carbon Mn series air cooling bainitic steels has been discussed in this paper by using Gleeble 1500D, SEM, and TEM observation. The results show that: The amount of grain boundary allotriomorphic ferrites is relatively higher in non-Nb bearing steel than Nb-bearing steel under same deformation conditions. And the ferrites in Nb bearing steel are more finer. With the decreasing of finishing rolling temperature (FRT), the particles of Nb(CN) precipitating in Nb bearing steel are smaller and more dispersive. The properties of the Nb bearing steel is higher than that of non-Nb bearing steel at same FRT, and it is suggested that the toughness of Nb Micro-alloyed steel will be improved more effectively than that of non-Nb bearing steel with the decreasing of FRT.     

Microstructure and Mechanical Properties of a Low Carbon Bainitic Steel

A low carbon bainitic steel with microstructure of granular bainite (GB), acicular ferrite (AF), and bainitic ferrite (BF) is obtained under different deformation and cooling rate. The effect of deformation and cooling rate on microstructural characteristics such as the type of the matrix, the size, and area fraction of the martensite–austenite (M–A) constituents is investigated. In addition, the nanohardness of these three kinds of matrix as well as that of the M–A constituents in them is characterized. Further, the effect of matrix and M–A constituents on strength–toughness balance is studied. Results indicate that deformation expands the transformation region. The size as well as the area fraction of the M–A constituent decreases with the increasing of the cooling rate. After deformation, the area fraction of the M–A constituents increases. Nanohardness of GB, AF, and BF increases orderly, but that of the M–A constituents in them decreases accordingly. The nanohardness of the M–A constituent is significantly affected by its carbon concentration. AF is the optimum microstructure having superior strength–toughness balance.