低碳铌微合金化Q370qE-HPS钢的控轧控冷工艺研究

Q370 qE-HPS钢是新一代低碳铌微合金化高性能桥梁用钢,其化学成分(质量分数)为0.08％C、0.25％Si、1.45％Mn、0.012％P、0.002％S、0.030％Nb、0.012％Ti、0.035％Al.为了制定合理的控轧控冷工艺,以获得含有细小铁素体和少量珠光体的显微组织和优良的力学性能,在Gleebl...     

Ti微合金化超高强度工程机械用钢研制

在实验室研制了不同Ti、Nb含量的热轧钢板,并对钢板进行了轧后冷却试验,研究了Ti、Nb微合化和热轧工艺对钢板组织和力学性能的影响。在实验室研究基础上,采用微合金化工艺路线,通过控轧控冷工艺,终轧后层流冷却工艺(卷取温度采用590℃),成功试制了700 MPa级工程机械用钢。结果显示,试验钢的屈服强度大于700 MPa,抗拉强度大于785MPa,并具有良好的冲击性能、成形性能。试验钢的组织为铁素体+少量珠光体+微量马氏体,同时,在铁素体的基体上存在大量纳米级的弥散析出或相间析出的(Nb,Ti)(C,N)析出相,有效提高了试验钢的强度。     

汽车用600 MPa级热轧高扩孔钢的研制与开发

以一种低碳微合金钢为对象,通过中薄板坯连铸连轧线进行了600 MPa级汽车用热轧高扩孔钢的工业研制与开发。试制结果表明：成品钢板的组织由铁素体和贝氏体组成,铁素体的体积分数约为71.5%,铁素体晶粒尺寸约为5.6 μm,钢板的抗拉强度高于610 MPa,伸长率大于22.0%,扩孔率大于104%,钢板性能满足国家标准要求。同时,对热轧参数和合金元素对产品的组织和性能的影响进行了讨论。     

轧制工艺对800 MPa复相钢组织性能的影响

随着汽车行业的发展,先进高强钢的研究与应用越来越广泛。设计了低C,以Cr、Mn、Si为基本元素,复合添加Ti、Nb、V、Mo等元素的复相(CP)钢化学成分;通过控轧控冷工艺,充分发挥了马氏体和贝氏体相变强化及合金元素的析出强化、细晶强化的复合作用,成功获得了屈服强度大于680 MPa,抗拉强度大于780 MPa,伸长率大于10％的热轧CP钢。研究了不同终轧温度、卷取温度下钢板的组织形貌和析出物大小对其力学性能和扩孔性能的影响,得到了最佳终轧温度为890 ℃,卷取温度为490 ℃。在此工艺下,试制钢板的组织形貌和析出物大小得到了良好的配合,其扩孔率达到47%,扩孔性能最优。     

热轧FB扩孔钢的组织性能研究

用Gleeble-1500热模拟实验机测定了FB钢变形后的CCT曲线,并对实验钢采用不同工艺进行了控轧控冷实验.研究了工艺参数对实验钢力学性能和组织的影响,分析了FB钢的强韧化机制.实验表明,实验钢在较宽的冷却速度范围(大于2℃/s)内可获得贝氏体组织.降低终轧温度可使铁素体晶粒得到细化;提高开冷温度,可使贝氏体体积分数增加,抗拉强度升高;而卷取温度则对屈服强度影响较明显.合理的控轧控冷工艺可使实验钢的强度级别达到600MPa,并具有较高的韧、塑性、扩孔性和合理的屈强比.扩孔实验表明,细化晶粒可提高扩孔率,贝氏体体积分数在20%左右时实验钢扩孔性能较好.     

汽车结构用590 MPa级高屈服强度钢的研制

为满足汽车轻量化要求,利用Nb、Ti微合金化元素的细晶强化和析出强化机理,并进行生产工艺参数的合理控制,开发研制了抗拉强度达590 MPa级的汽车结构用高屈服强度钢板。研究结果表明,该钢的组织为细晶铁素体、回火马氏体和少量贝氏体,在铁素体基体上分布有细小的析出相。性能检验结果和点焊、成形试验表明,该钢具有良好的力学性能、成形和焊接性能。     

590MPa级高扩孔热轧酸洗板组织性能

文章介绍了采用Nb、Cr微合金化并结合热轧控轧控冷工艺生产抗拉强度大于590 MPa显微组织为铁素体+贝氏体的高扩孔热轧酸洗板的生产实践,并从化学元素、热轧工艺等方面分析了影响扩孔性能的因素。研究结果表明,通过合理控制化学成分、高温加热以及设定合理的终轧温度和卷取温度可以保证成品的拉伸性能和扩孔性能,其中Si、Nb、Cr三种元素对获得高扩孔率具有重要作用。该研究对于590 MPa级别高扩孔钢种的进一步推广应用具有重要意义。     

汽车大梁用钢BG510L连铸工艺实践

随着微合金化技术和控轧控冷技术的进一步发展，国内外普遍采用微合金化技术生产汽车大梁用钢。本文阐述采用Nb、Ti复合微合金化技术研制汽车大梁用钢BG510L连铸工艺的实践情况。     

卷取温度对热轧高扩孔540HE钢组织和性能的影响

采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和拉伸试验机研究了卷取温度对工业生产的高扩孔540HE钢微观组织、力学性能及扩孔率的影响。结果表明:卷取温度变化可显著改变试验钢的铁素体晶粒尺寸、(Ti,Nb) C析出相形态和贝氏体含量,从而影响其力学性能及扩孔率。随着热轧卷取温度的降低,试验钢的屈服强度及抗拉强度升高,断后伸长率降低,扩孔率略有增加。低温卷取时铁素体晶粒尺寸较小,贝氏体含量增加,贝氏体细小且分布均匀;(Ti,Nb) C析出相细小弥散分布,可显著强化铁素体基体从而减小其与贝氏体硬度差异,有利于扩孔率的提升。     

780MPa级热轧铁素体/贝氏体双相钢的组织与扩孔性能

设计了两种低成本的铁素体/贝氏体双相钢,通过光学显微镜、扫描电镜和拉伸试验机研究了不同Si含量对试验钢组织与性能的影响,研究了试验钢在扩孔过程中的裂纹形成及扩展行为。结果表明,通过合理控轧控冷技术,能够获得780 MPa以上抗拉强度,伸长率大于17%,综合性能良好的试验钢;随着Si含量的增加,试验钢的屈服强度和抗拉强度显著提高,但是伸长率和扩孔性能有所下降;本试验钢的裂纹扩展机制为微孔聚集模式。     

热基镀锌高扩孔钢的组织性能研究及其工业试制

热基镀锌是提高高扩孔钢耐腐蚀性能的重要手段之一。利用光学显微镜、扫描电镜、拉伸试验机和成形试验机等设备,研究了退火温度对铁素体贝氏体型高扩孔钢组织性能的影响,并进行了450 MPa级热基镀锌高扩孔钢的工业试制。结果表明:随退火温度由710 ℃升高至790 ℃,钢中渗碳体颗粒逐渐溶解,贝氏体体积分数先升高后降低,铁素体晶粒尺寸先增大后趋于稳定,屈服强度和抗拉强度先升高后降低,断后伸长率先降低后升高。不同退火温度下,试验钢的扩孔率均达到85%以上。工业试制产品具有良好的组织和性能均匀性,其横向屈服强度为396 MPa、抗拉强度为477 MPa、断后伸长率为27.5%、烘烤硬化值为42 MPa、扩孔率大于80%,各项性能均达到标准要求。     

800 MPa级热基镀锌复相钢的开发

设计了一种Nb、Ti微合金化低碳复相钢,采用SEM、TEM及力学性能测试等方法研究了退火镀锌过程中热轧复相钢显微组织、析出相和力学性能的演变规律,进行了800 MPa级热基镀锌复相钢工业试制。结果表明,热轧复相钢的显微组织主要由铁素体、马氏体和马/奥岛构成。退火镀锌过程中,马氏体和马/奥岛分解形成高温回火马氏体,铁素体内可动位错密度降低,同时析出纳米级Nb、Ti和Mo的复合碳化物,导致抗拉强度降低、屈服强度和扩孔率显著提高。热基镀锌复相钢的显微组织主要由铁素体和高温回火马氏体构成,屈服强度、抗拉强度、断后伸长率和烘烤硬化值分别为769 MPa、852 MPa、14.5%和43 MPa,扩孔率达到53%,具有良好的力学性能和局部成形性能。     

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 ℃。     

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。     

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。     

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。     

汽车用800 MPa级冷轧低合金高强钢的研制

采用C-Si-Mn-Nb-Ti-Cr-Mo合金成分体系,全流程控制关键生产工艺参数,研发出具有良好塑性和成形性的800 MPa级冷轧低合金高强钢。结果表明,试验钢的显微组织由铁素体、马氏体和少量贝氏体组成,铁素体基体中有弥散分布的第二相粒子和碳化物沉淀相。试验钢的屈服强度在800 MPa以上,断后伸长率大于10.5%,抗拉强度和屈服强度相差小于35 MPa,扩孔率在56.5%以上,180°冷弯角度下弯曲无可见裂纹,表现出良好的成形性能。     

控轧控冷对Ti-Mo-Nb复合微合金化低碳钢组织和力学性能的影响

研究了控轧控冷的冷却速度对Ti-Mo-Nb微合金高强钢组织与性能的影响。结果表明,随着冷却速度的降低,试验钢中铁素体逐渐等轴化,铁素体的体积分数、晶粒尺寸逐渐增加。冷却速度的降低可显著细化析出相尺寸并增加其体积分数,析出方式由弥散析出向相间析出转变。铁素体通过析出强化实现提升材料强度的同时,成形性能得到改善。当冷却速度为28℃/s时,试验钢获得了优异的综合力学性能,抗拉强度为853 MPa,屈服强度为750 MPa,伸长率为18.6%,扩孔率为68.5%。组织细化与析出强化是试验钢的主要强化机制,当冷却速度为28℃/s时,细晶强化和析出强化强度增量分别为206 MPa和328 MPa。