形变对共析钢连续冷却过程中珠光体相变的影响

摘要：为掌握形变对共析钢连续冷却过程中珠光体相变的影响,研究了共析钢在720～920℃温度范围内进行形变后,在连续冷却过程中奥氏体向珠光体相变的规律,建立了相变时的过冷度和珠光体片层间距的相互关系,并预测了试验钢的力学性能。结果表明：形变储存能促进共析钢在50℃/s高冷速下发生珠光体相变,形成片层间距为129～187 nm的超细片层珠光体,抗拉强度达到近1000MPa,且随着形变温度提高,形变储存能减小,珠光体相变温度降低,珠光体片层间距减小,屈服强度和抗拉强度提高。     

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.     

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。     

Effect of Mo on the continuous cooling transformation behavior of Nb-Ti micro-alloyed low carbon steel

The effect of molybdenum on the continuous cooling transformation behavior of the micro-alloyed low carbon steel containing niobium and titanium was investigated by a Gleeble 3800 thermo-mechanical simulator.The phase transformation temperature of the steel at various cooling rates was detected.The microstructure was observed by optical microscope(OM) and scanning electronic microscope(SEM),and its Vickers hardness was tested.Based on these,its dynamic continuous cooling transformation(CCT) diagrams were determined.The results show that the transformation temperature from deformed austenite to acicular ferrite(AF) is decreased when Mo is added,and the formation of pro-eutectoid ferrite(F) and pearlite(P) is either inhabited or postponed.Mo can also enlarge the range of the cooling rate in forming AF,and refine the microstructure effectively.     

Al对热挤压模具钢SDAH13连续冷却转变规律的影响

采用热膨胀仪测定Al质量分数分别为0.77%和1.43%以及无Al的热挤压模具钢SDAH13的连续冷却转变曲线,并结合光学显微镜、扫描电镜及显微硬度仪分析Al元素对SDAH13钢相变点、连续转变规律、组织以及硬度的影响.结果表明：Al元素显著提高SDAH13钢的Ac₁、Ac₃和Ms点,降低淬火残留奥氏体含量,同时扩大铁素体及奥氏体两相区.在1060℃奥氏体化温度下,Al元素对SDAH13钢贝氏体相变的临界冷速（0.30℃·s^-1）无明显影响,但使贝氏体相区变宽,Al质量分数分别为0.77%和1.43%的SDAH13钢的珠光体相变的临界冷速（0.05℃·s^-1和0.3℃·s^-1）均高于无Al的SDAH13钢的临界冷速（0.02℃·s^-1）,且Al质量分数为1.43%的SDAH13钢在0.02—0.08℃·s^-1冷速下出现先共析铁素体组织.Al的加入还使SDAH13钢淬火硬度有所降低.     

TSCR工艺生产IF钢相变及组织演变规律

采用Gleeble-1500热模拟试验机,研究了薄板坯连铸连轧工艺条件下(TSCR)无间隙原子钢(IF钢)的动态连续冷却转变规律,并分析了其组织演变规律.研究表明:Ti-IF钢的相变开始温度随着冷却速度的增大而下降,即Ar3降低,有利于低温终轧,并获得性能良好的IF钢.同时IF钢的硬度值随着冷却速度的增大而增大,冷却速度从1℃/s变化到30℃/s时,HRB从53.4增加到68.3,即其强度随冷却速度增大而增加.     

低合金高强钢形变奥氏体相变行为及其模型

 为了研究低合金高强钢的形变奥氏体连续冷却转变行为及组织变化规律,利用Gleeble-3800热力模拟试验机对试验钢进行了多道次轧制工艺模拟试验,并根据试验所得相变温度和各冷却速度下的室温组织相对量,回归出相变模型。结果表明,试验钢在变形后的连续冷却过程中发生铁素体、珠光体、贝氏体和马氏体转变,基于对各转变的温度和组织相对量得到的相变模型分析,证实了模型的可靠性。     

Al对稀土处理C-Mn钢连续冷却组织转变的影响

研究Al预脱氧对Ce处理钢夹杂物和显微组织的影响,利用热力学计算、带能谱的扫描电镜和DIL805A热膨胀仪检测进行了对比研究。得到如下结论:Ce处理后钢中的主要夹杂物从MnS转变为Ce2O2S+MnS,Al脱氧能使Ce处理钢中夹杂物转变为CeAlO3+Ce2S3+MnS。Ce处理C-Mn钢连续冷却过程有利于获得晶内铁素体的冷速为2~8℃/s。Al脱氧能改变诱导晶内铁素体形核的核心夹杂物种类,诱导铁素体形核的能力降低,且Al能够使Ce处理钢连续冷却组织转变(CCT)曲线向左上方移动,促进铁素体在晶界形核,不利于Ce处理后晶内铁素体的形成。Al脱氧Ce处理C-Mn钢在冷速为2~5℃/s时,由于夹杂物核心成分的改变与Al合金化作用导致晶内铁素体含量较未用Al脱氧Ce处理钢少。     

铌微合金化抗震钢筋形变奥氏体连续冷却转变

 为了研究铌对高强抗震钢筋生产过程中组织转变的影响,通过热模拟试验对比研究了无铌碳素钢筋及铌微合金化钢筋(铌质量分数为0.03%)形变奥氏体在不同冷却速率下的组织和相变规律,获得动态CCT曲线。研究结果表明,添加0.03%铌使试验钢奥氏体连续冷却转变有明显变化。从连续冷却曲线(CCT)可看出,添加铌后,发生先共析铁素体、珠光体相变的冷却速度范围减小,铁素体、珠光体转变温度降低;贝氏体相变的冷却速度区间整体右移。添加铌能细化组织,各冷却速度下含铌钢的硬度均大于无铌钢。利用TEM对不同冷却速度下含铌钢中析出相进行观察,发现Nb(C,N)弥散分布于钢中,随着冷却速度的增加,析出的Nb(C,N)逐渐减少,析出相尺寸呈先减小后增大的规律,2 ℃/s冷却速度冷却得到的析出相尺寸细小且数量较多。     

Phase transformation of TRIP-aided multiphase steel during continuous cooling

The phase transformation characteristics of a high-strength TRIP-aided multiphase cold-rolled steel during continuous heating at different cooling rates were studied by means of dilatometry,and the critical temperatures were also determined.The samples were fully austenitized at 1 050 ℃ and then cooled at different cooling rates ranging from0.5 ℃/s to 100 ℃/s.The continuous cooling transformation(CCT)curves were obtained for the experimental steel.The experimental results showed that a high cooling rate depressed the formation of ferrite and pearlite and promoted the formation of bainite and martensite,leading to a higher hardness.A large amount of martensite in high-strength TRIP-aided multiphase cold-rolled steel can be obtained at cooling rates in excess of 50 ℃/s.The experimental results provide guidelines for cooling control and heat treatment in real steel production.     

冷却速度对ULCB钢相变和组织结构的影响

用工业性生产的ULCB钢进行热模拟实验,在非再结晶区变形后驰豫降温到740 ℃,再以不同的冷却速度冷却,研究了冷却速度对ULCB钢的贝氏体转变点和组织结构特征的影响.结果表明,在20 ℃/s以上的快速冷却时,贝氏体相变温度较低而温度区间较宽,发生大量贝氏体相变,得到的组织主要为板条贝氏体.随着冷却速度的降低,贝氏体相变点逐渐升高,相变温度区间变窄,得到板条贝氏体和粒状贝氏体的混合组织.冷速低于3 ℃/s时,相变点快速升高,开始点达660 ℃以上,组织中出现较多的多边形铁素体,此时的相变开始点已不是贝氏体相变点,而是铁素体相变点.     

含铌低碳钢的连续冷却转变

用Gleeble-1500热力模拟实验机研究了含铌低碳钢和普通低碳钢经不同变形条件下连续冷却过程的相变规律,利用热膨胀法结合金相法得到了连续冷却转变曲线,分析比较了它们的组织演变规律,测定了含铌低碳钢在不同温度和不同变形量下硬度的变化.研究结果表明,铌的加入使铁素体转变开始温度降低,使贝氏体转变温度降低,铌对贝氏体的转变产生了抑制作用.同时铌的加入扩大了产生贝氏体的冷速范围,含铌低碳钢中贝氏体的量显著增多.含铌钢在950℃变形时贝氏体板条长度和宽度比850℃变形时大.对含铌低碳钢,在冷却速度低于1℃/s时,由于生成大量的铁素体,导致了硬度降低;而冷却速度大于1℃/s时,基体中出现了贝氏体使硬度突然增加.     

铌钒微合金化高强度船板钢的连续冷却转变规律

利用相变仪和热模拟试验机模拟现场生产工艺条件测定了一种铌钒微合金化高强度船板钢的静态和经三种终轧温度变形后的动态连续冷却转变(CCT)曲线.结果表明:同静态CCT曲线比较,实验钢的动态CCT曲线整体向左上方移动.随冷却速度的增大,实验钢的γ/α相变开始温度逐渐降低;贝氏体相变开始温度B_s先升高到一个平台,随冷却速度的进一步增加又降低;铁素体晶粒细化.终轧温度自900降至800℃,动态CCT曲线的γ/α相变开始温度及贝氏体上临界冷却速度轻微增加,B_s下降10℃左右,晶粒细化.     

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。     

铌对低碳钢形变强化相变的影响

利用热模拟压缩变形实验研究了含铌钢和相应成分的低碳钢过冷奥氏体形变强化相变的组织演变规律,探讨了铌在析出状态时对形变强化相变的影响,进行了转变动力学曲线的分析.结果表明:形变强化相变之前有Nb(CN)析出可以显著促进铁素体形核.含铌钢的过冷奥氏体在A₃~A_r³之间变形,可以得到平均晶粒尺寸为1.9μm的形变强化相变铁素体.其转变动力学与低碳钢相类似,以形变强化相变为主;在铁素体转变基本完成时,含铌钢的铁素体晶粒较细小.     

形变参数对低碳钢形变诱导相变的影响

低碳钢在略高于Ar3温度大变形会发生形变诱导铁素体相变（DIFT）,通过热模拟实验方法考察了变形参数（变形前冷速、变形温度和应变速率）对形变诱导铁素体晶粒尺寸的影响规律。结果表明,大变形的条件下,形变诱导铁素体晶粒尺寸随着相变前冷速和应变速率的提高、变形温度的降低而减小。且通过变形参数对相变驱动力和晶粒长大的影响讨论了其对诱导铁素体晶粒尺寸产生影响的机制。     

形变对Cr-Mo低合金钢相变的影响

 Cr-Mo低合金钢在工业生产中有着重要的应用。CCT曲线是研究过冷奥氏体相转变的重要依据。通过Gleeble-3500热模拟试验机及DIL805A淬火变形膨胀仪模拟了Cr-Mo低合金钢的变形及冷却工艺,并利用超组元模型进行热力学计算分析。理论计算结果表明,形变通过提高了Cr-Mo低合金钢相变过程中的自由能进而影响了碳在奥氏体中的活度及相界面碳平衡摩尔分数,相界面碳平衡摩尔分数的变化带来了相变驱动力与形核驱动力的不同,进而影响相变的孕育期与过冷度。结果表明,相变孕育期与过冷度的变化与理论计算结果一致,热力学计算很好地解释了形变对相变的影响。同时表明形变可以提高铁素体相变临界冷速,当冷速为0.3 ℃/s时,Cr-Mo低合金钢可获得最为均匀细小的铁素体晶粒。适当的变形与冷却工艺对改善Cr-Mo低合金钢组织与性能有着重要的作用。     

热变形及工艺参数对C-Mn钢过冷奥氏体转变的影响

以C-Mn钢SS400为研究对象,在Gleeble-1500热模拟试验机上进行了热模拟实验,测得了试验钢静、动态CCT曲线.从CCT曲线可以看出,未变形时试验钢奥氏体向铁素体开始转变温度在800～690℃之间,变形后在810～710℃之间,变形提高了Ar3点.当冷却速度比较低时(0.2～5℃/s),变形奥氏体转变后室温组织的维氏硬度值低于未变形奥氏体转变后的室温组织维氏硬度值,而当冷却速度比较高时(5～20℃/s),趋势正好相反;变形后淬火试验结果表明应变量为0.4、变形速率为1/s 时,试验钢在820℃时已经发生形变诱导铁素体相变.随着应变量的增大和变形温度的降低,原奥氏体晶界的铁素体量增多.     

铁素体基Ti-Mo高强钢连续冷却相变及组织性能

摘要：为了深入了解铁素体基Ti-Mo高强钢在连续冷却相变过程中组织及硬度的变化及其原因,通过热膨胀法、金相及硬度等实验研究了Ti-Mo微合金钢在连续冷却条件下组织及性能的变化,探讨了冷却速率对组织、硬度及相变行为的影响机理,揭示了（Ti,Mo）C在奥氏体和铁素体中Ti/Mo原子比变化的原因。结果表明,随着冷却速率由0.06℃/s增加至17.9℃/s,组织依次为多边形铁素体+珠光体→多边形铁素体+粒状贝氏体→粒状贝氏体,硬度由144HV逐渐增大至228HV。当冷速由0.14℃/s增大至0.90℃/s时,组织中多边形铁素体比例不断增大,珠光体比例不断降低,硬度的提高主要来自于铁素体晶粒尺寸的细化及纳米级（Ti,Mo）C粒子的增多;当冷速由1.79℃/s增大至17.9℃/s时,组织中多边形铁素体比例不断降低,贝氏体比例不断提高,硬度的提高主要是由于贝氏体组织的细化及其比例的增加。（Ti,Mo）C粒子主要有2类：一类是奥氏体中析出的10～20nm的粒子,Ti原子数分数约为88%,另一类是铁素体中析出的小于10nm的粒子,Ti原子数分数约为68%,EDS测量结果与计算结果大致相当。     

FNN model for carbide size of M50 steel during hot deformation

Isothermal compression of M50 steel was carried out on a Gleeble-3500 simulator at the deformation temperatures ranging from 1223 to 1423 K and the strain rates ranging from 10 to 70 s^??1. The relationship between the deformation temperature, strain rate, strain and the carbide size of M50 steel was acquired by simulating the isothermal compression via finite element method, and a fuzzy neural network model for predicting the carbide size during hot deformation was established. The maximum and average difference between the experimental and the predicted carbide size were 9.2 and 4.1% respectively. Applying the present fuzzy neural network model, the effect of the deformation temperature, strain rate and strain on the carbide size of M50 steel during hot deformation was analysed.