超细化低碳贝氏体钢的回火组织及力学性能

研究了弛豫—析出控制相变(RPC)技术参数(弛豫时间)对超细化低碳贝氏体钢回火后组织与性能的影响，同时与控轧后空冷(AC)以及传统的再加热淬火工艺(RQ)得到的回火组织及性能进行了比较．不同RPC技术参数得到的钢板经300—700℃回火1h后，随温度升高均呈现软化硬化再软化的变化规律，只是变化速度及硬度值有所不同．经过AC工艺得到的钢板在回火后硬度和强度变化不明显，而经过RQ处理后的钢板随回火温度升高强度和硬度单调下降．回火前RPC和RQ两种工艺得到的钢板组织均为板条状贝氏体和少量粒贝的复合组织．回火后RPC工艺钢组织变化不明显，只是弛豫不同时间的试样组织粗化速度不同，而RQ工艺钢随回火温度的升高板条很快消失最终演变成多边形铁素体．实验结果表明，利用RPC工艺得到的高强韧性钢板具有良好的热稳定性这种稳定性是由于不同工艺引起组织内位错与析出状态不同造成的。     

高强度低碳贝氏体钢的工艺与组织细化

在超低碳贝氏体钢中，采用弛豫-析出-控制相变(RPC)技术可得到细化的中温转变组织，组织类型为细化的板条贝氏体及少量不规则粒状贝氏体或针状铁素体，与一般控轧空冷和调质处理组织比较，除细化外，所得贝氏体类型及形貌均有所不同，通过这种工艺细化的低碳贝氏体钢板其强度比控轧后空冷或轧后再加热-淬火(调质处理)钢有明显提高。在采用RPC工艺时，轧后弛豫时间长短对最终组织细化程度和形貌也有明显影响，从而造成性能有所差别，终轧后弛豫阶段形成并被应变诱导析出物钉扎的位错胞状组织或亚晶结构是细化相变组织、阻碍贝氏体生长的主要原因，冷却过程中，在贝氏体相变前形成的不规则粒状贝氏体或针状铁索体，分割了压扁的原奥氏体晶粒，同样限制了贝氏体板条柬的长度和宽度。     

高性能低碳贝氏体钢的组织细化技术及其应用

综述了新一代高性能(屈服强度500～700 MPa级)贝氏体钢系列组织控制与形成超细组织的物理冶金原理及工艺技术的发展情况,系统论述了Mn-Mo-Nb-B低碳微合金钢的组织特性、形成温度区间,阐明了中温转变组织超细化的基本理论思路及弛豫-析出-控制相变技术的基本原理,介绍了组织控制与超细化技术在提高低碳微合金钢性能上的应用.     

回火工艺对钒氮超低碳贝氏体钢组织性能的影响

为了探索V-N微合金化在低碳贝氏体钢中的应用,利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、能谱仪(EDS)等实验方法,研究了不同回火温度对轧后保温与直接淬火两种工艺生产的钒氮超低碳贝氏体钢组织性能的影响.结果表明:随着回火温度的升高,屈服强度先升高后降低,直接淬火后600℃回火,材料的屈服强度为805 MPa,较轧态提高200 MPa,而直接淬火回火比轧后保温回火强度高65 MPa;回火后伸长率始终高于轧态.600℃回火时贝氏体基体上存在大量纳米级V(C,N)析出颗粒,对屈服强度的提高起了决定性作用;直接淬火钢回火后组织稳定性更高,析出物更加细小弥散.     

贝氏体组织的弛豫细化

利用热模拟、金相分析结合半定量测量统计及径迹显微照相技术(FFA),研究了微合金钢奥氏体区变形后弛豫不同时间的贝氏体组织演化情况。同时,通过萃取复型方法观察了弛豫不同时间奥氏体中的析出行为。结果表明,弛豫处理后试验钢的组织得到了有效细化,主要为超细贝氏体与马氏体复合组织。随着弛豫时间的变化,细化效果不同,在850℃变形后等温弛豫60s-200s时,细化效果最佳。变形后弛豫过程中的位错运动和弛豫析出速度的配合与细化效果密切相关。     

超高强贝氏体钢的回火组织与力学性能

观察并研究了250 ～ 600℃区间回火对超高强贝氏体钢组织与力学性能的影响.结果表明:随回火温度升高,抗拉强度不断降低,屈服强度先升高后降低,伸长率和冲击功则呈先升高后降低然后再升高变化规律.250 ～ 350℃回火,残留奥氏体分解速率缓慢,抑制了板条合并粗化,组织为板条贝氏体+稳定膜状残留奥氏体,析出相粒子尺寸细小,具有良好的强度和塑韧性.特别是在350℃回火时,板条内部有ε碳化物析出,以及位错移动所形成的位错胞状亚结构细化了晶粒,使其具有最佳强韧配合.450℃回火,残留奥氏体大量分解导致组织内部出现链状分布的渗碳体,引起回火脆性.600℃回火,残留奥氏体几乎全部分解,部分区域发生再结晶,塑性和韧性提高而强度明显降低,析出物明显粗化.力学性能的非单调变化归因于钢在回火过程中,既包括板条贝氏体和位错亚结构的回复、再结晶软化过程,也包括残留奥氏体分解与析出相的强化机制.     

低碳贝氏体钢回火微观组织对钢板性能的影响

通过对低碳贝氏体钢不同回火工艺下金相组织与性能的研究，了解该类型钢的回火特性。在620℃回火时出现硬度峰值，在710℃回火出现硬度谷值，峰值与谷值相差不到20HV10，说明其具有良好的回火稳定性；并得出二次析出和回火组织的转变是造成回火硬度变化的主要原因。     

弛豫处理对低碳贝氏体钢组织性能的影响

用膨胀法测定了贝氏体钢的连续冷却转变曲线,对转变产物进行了显微组织观察,研究了冷却速率对贝氏体组织形成的影响,并讨论了合金元素对试验钢性能的影响.研究表明,试验钢在冷却速率为2 ℃/s时已有较多的贝氏体组织发生转变;合金元素V抑制了铁素体和珠光体的转变;Cr提高了贝氏体开始转变的温度.结果表明,在很宽温度围内都可以得到以贝氏体为主的转变组织; V的加入扩大了贝氏体转变区,细化了铁素体晶粒;适量Cr的加入提高了试验钢的抗拉强度,并降低了屈强比.     

快速回火工艺条件下超高强低碳贝氏体钢的组织与性能

采用盐浴热处理试验,结合扫描电镜、透射电镜及室温拉伸试验,研究了快速加热+短时保温快速回火条件下超高强低碳贝氏体钢的组织和性能变化规律。结果表明,快速回火工艺下,超高强低碳贝氏体钢发生碳过饱和贝氏体和马氏体中的碳化物析出、铁素体和马氏体的重构以及微合金析出物的析出等现象,进而影响材料的强塑性;在700℃以下快速回火时,与以板条状贝氏体(LB)组织为主的复相贝氏体钢相比,以粒状贝氏体(GB)组织为主的钢具有更好的回火稳定性;在750～800℃两相区快速回火时,铁素体和马氏体相大量重构,最终形成粗大铁素体和马氏体,抗拉强度大幅提升,屈强强度大幅降低,且以LB组织为主的复相贝氏体钢中重构铁素体晶粒更为粗大,导致其屈服强度更低。     

回火工艺对低碳贝氏体高强钢组织与性能的影响

采用两阶段控轧控冷工艺轧制低碳贝氏体高强钢,在不同温度下进行一定时间的回火处理,检测回火处理前后钢板的力学性能,并对比分析了显微组织.结果表明,析出强化在回火处理前后起主导作用;随着回火温度的提高,组织从粒状贝氏体向准多边形铁素体过渡;在600 ～750℃进行回火处理,试验钢中的析出相粒子均匀弥散析出,屈服强度上升了90～135 MPa,抗拉强度上升了15 ～ 55 MPa;准多边形铁素体组织在-20℃的冲击功不低于30 J.     

H型钢轧后回火组织与性能研究

研究了回火工艺对海洋石油平台专用H型钢（55C钢）轧制组织与性能的影响,以探索产生稳定组织和力学性能的粗轧工艺参数。试验结果表明,55C钢具有较高的回火稳定性,中低温度回火后将获得均匀细小的铁素体晶粒和良好的力学性能。试验钢之所以具有良好的强韧性组合和较高的回火稳定性与采用钒氮微合金化和“第三代TMCP”控轧工艺有关。优化控制轧制工艺参数和高温区低温度、大形变量的粗轧,将大幅度提高55C钢的综合力学性能特别是强度性能,是防止钢在使用过程中发生“自然时效”的有效途径。     

Evolution of Microstructures of a Low Carbon Bainitic Steel Held at High Service Temperature

Low carbon bainitic steel derives the high strength mainly from high density of dislocations rather than carbon and alloy element content, so it tends to evolve into equilibrium microstructure with low density of dislocations under thermal disturbance. In the present investigation, granular bainite and lath-like bainitic ferrite were produced respectively in Mo-free low-carbon steels by changing cooling rate. It has been found that granular bainite possesses a lower strength at room temperature than bainitic ferrite, but it exhibits a slower decrease of strength with temperature increasing. Dislocation density in both granular bainite and bainitic ferrite decreases via recovery and recrystallization at high temperature.However, when reheating of bainite is carried out at temperature below 600 °C, a long time will be needed for incubation of recrystallization, during which the hardness of bainite maintains stable. The property makes bainite, especially granular bainite, become a potential microstructure for matrix of high strength fire-resistant steel.     

Nb和Cu在低碳微合金钢回火过程中的析出行为

利用金相技术、硬度测量及透射电子显微术,研究了Nb钢及Nb-Cu钢在525℃回火过程中的析出行为.结果表明:两种实验钢在850℃奥氏体化淬火后,组织类型类似,525℃回火20h后,显微组织没有发生明显变化.Nb-Cu钢在回火的初始阶段硬度下降迅速,15min后硬度上升,90min左右到达峰值,Cu的析出快于Nb;而在随后的回火过程中因为Nb的析出导致硬度变化平缓.通过对比Nb钢的硬度曲线及透射电镜观察,认定ε-Cu的析出和NbC的析出是独立进行的,采用相同工艺回火的C-Mn钢硬度变化曲线进一步证实了这一点     

低温回火态新型贝氏体钢的组织性能

研究了回火工艺对新型低合金贝氏体钢组织和性能的影响,了解了该材料的回火特性.结果表明:正火和低于400℃回火后的组织由贝氏体、铁素体和残余奥氏体组成,具有较好的力学性能、回火抗性、良好的焊接性和机械加工性;在高于500℃回火后出现回火脆性,由新型贝氏体组织转变为典型贝氏体组织,其原因与回火过程中残余奥氏体和贝氏体铁素体的分解、碳化物析出有关.通过研究回火后的组织转变、残余奥氏体热稳定性、机械稳定性的变化,探讨了无碳贝氏体韧化及脆化机理,提出了适于该钢的最佳回火工艺.     

Q235碳素钢超细铁素体组织的退火过程研究

在热模拟单向压缩条件下研究了Q235碳素钢形变强化相变产生的超细铁素体退火时的组织及取向(差)演变过程及其应变量和先共析铁素体的影响。结果表明，形变强化相变后细晶铁素体内形变储存能有限，加上渗碳体的钉扎，一般不发生明显的静态再结晶过程。当应变量足够大时，形变后在650℃下保温铁素体发生正常长大。先共析铁素体存在时，形变后在650℃退火时，形变长条铁素体发生明显的(亚)晶粒回复式长大。形变改变了未转变奥氏体的分解方式，表现为奥氏体向离异珠光体的加速转变。讨论了低碳钢形变后铁素体难以再结晶的原因。     

一种低碳多元空冷贝氏体铸钢的组织与性能

本文以A3废钢为主要原料,添加Si、Mn、Cr和一种廉价的金属等多种合金元素,加入少量Mo、稀土进行微合金化和变质处理,在中频炉冶炼、潮模砂型的条件下,制得10 mm×10 mm×55 mm无缺口冲击试样.经热处理后,获得了以准贝氏体为基体综合性能优良的合金钢.该钢经过奥氏体化后空冷,再经回火处理,分别测试了空冷、回火处理后试样的洛氏硬度、冲击韧性,并在Olympus和扫描电子显微镜(SEM)下观察了其组织形态与断口形貌.试验结果表明,试样经920 ℃保温1 h奥氏体化后空冷、300 ℃保温2 h回火后得到较好的硬度与冲击韧性的匹配,硬度达到HRC 34,冲击韧性高于240 J/cm2,金相组织以准贝氏体为主,含有少量的残余奥氏体.实验证明该钢是一种热处理工艺简便、成本低、可以代替调质钢、提高经济效益的新型钢种.     

不同淬火+低温回火工艺对T8钢力学性能的影响

研究了不同淬火+低温回火工艺对T8钢力学性能的影响.结果表明,改进工艺与常规工艺相比其性能均有所改善,并且采用充分预热快速短时淬火强化工艺不仅变形小,性能好而且节省时间,提高生产效率,充分发挥材料潜力,降低了成本,延长了工具的使用寿命.     

调质工艺对低碳贝氏体型高强钢屈强比的影响规律研究

研究了调质工艺对低碳贝氏体型高强钢屈强比的影响.结果显示:当淬火温度进入两相区时,钢的屈强比显著降低,但强度指标也相应较低;完全奥氏体区淬火时,钢的抗拉强度和屈服强度均显著上升,且升高淬火温度虽能使屈强比有所降低,但始终处于较高的水平;在试验温度范围内,回火温度上升钢的屈服强度上升,抗拉强度连续降低,导致屈强比总体呈上升趋势,但回火温度较低时,碳化物的析出不明显,屈服强度的增加较少,故屈强比缓慢上升,升高回火温度,碳化物大量弥散析出,屈服强度显著增加,导致屈强比快速上升.     

仿晶界型铁素体/贝氏体低碳锰钢的组织和力学性能

对一种低碳锰钢进行了终轧温度高于Ar3卷取温度的不同控轧控冷处理．扫描电镜和透射电镜观察表明,终轧变形在奥氏体再结晶区进行时,有利于获得均匀分布的铁素体和一定含量的贝氏体组织．终轧温度降低到800℃,实验钢产生了形变诱导铁素体相变．当冷速增加到60℃／s且卷取温度为400℃左右时,铁素体主要沿原奥氏体晶界分布,晶粒得到细化,贝氏体体积分数增加,强度有较大的提高,但延伸率较低,屈强比较高．通过控制终轧温度为800-850℃、冷速为40℃／s左右以及卷取温度为550℃左右时,低碳锰钢可以获得仿晶界型铁素体／贝氏体的复相组织,其中铁素体晶粒尺寸为8-8．5μm,贝氏体体积分数在30％左右,综合性能较好．