变形条件对Mn-Cr齿轮钢连续冷却相变的影响

使用Gleeble 1500热模拟实验机研究了Mn—Cr齿轮钢在奥氏体再结晶区不同温度变形后的连续冷却相变行为及相变组织．实验结果表明,变形温度降低,促进了多边形铁索体及珠光体相变,获得多边形铁索体加珠光体混合组织的临界冷速增大．贝氏体与针状铁索体之间存在相互竞争机制,随着变形温度及冷速的降低,大量的晶界仿晶型铁索体占据了奥氏体晶界,中温相变产物由贝氏体向针状铁索体转变．降低变形温度,奥氏体在中温相变区稳定性增加,相变结束温度下降,室温组织中马氏体／奥氏体岛的数量增多．     

FTSR与传统工艺生产热轧低碳钢板的组织与性能

分析了薄板坯连铸连轧（FTSR）及传统热连轧工艺生产低碳钢板的微观组织,对两种不同工艺生产低碳钢板的力学性能和成形性进行了研究。结果表明,FTSR工艺生产低碳钢板的组织为比较细小、均匀的铁素体晶粒及少量的珠光体组织;铁素体的平均晶粒尺寸约7．0μm,而传统热轧工艺生产低碳钢板的铁索体晶粒较为粗大,约14．0μm;FTSR工艺生产的低碳钢板具有良好的综合力学性能和优良的成形性,钢中存在较高密度位错和少量的第二相析出粒子对钢板性能的提高起到有利的作用。     

基于动态相变的热轧C-Mn-Al-Si系TRIP钢组织演变

通过热模拟压缩实验,研究了基于过冷奥氏体动态相变的C-Mn-Al-Si系热轧TRIP钢的组织演变规律.结果表明,在过冷奥氏体动态相变过程中,铁索体相变速率较快,生成铁索体的体积分数与应变量有着一定的对应关系,铁素体晶粒细小且未相变的奥氏体更加分散.在贝氏体等温处理时,过冷奥氏体动态相变后较大尺寸的奥氏体能够较快地发生贝氏体相变,但生成的贝氏体束尺寸较小,位向较为混乱;而位于相邻铁素体晶粒间,尺寸在0.5-1.5μm之间的细小奥氏体岛稳定性较高,不易于发生贝氏体相变.通过过冷奥氏体动态相变和随后的等温贝氏体处理,可以获得晶粒细小的铁索体、体积分数较高的残余奥氏体、贝氏体和残余奥氏体分布更加弥散的热轧TRIP钢.     

铝硅合金化耐候钢的晶粒细化和组织控制

通过热模拟试验研究了铝硅合金化耐候钢在形变强化相变及冷却过程中的组织演变规律。结果表明．其组织演变符合低碳钢形变强化相变的基本规律，形变温度较低时，铁素体转变量较高，晶粒尺寸较小。奥氏体晶粒细化促进形变强化相变过程的发生。经高温奥氏体和形变强化相变两道次变形并控制后续冷却工艺可以获得细晶铁素体和不同第二组织——直接淬火为铁素体（F）＋马氏体（M），以30℃／s冷却为铁素体（F）＋贝氏体（B），以2℃／s冷却为铁素体（F）＋珠光体（P）。当冷却速度大于30℃/s时，细晶铁素体长大不明显。     

SPCC钢CCT曲线测定与分析

结合膨胀法和金相-硬度法,利用Gleeble-1500D热模拟试验机测定了SPCC钢的临界点Ac_1、Ac_3,测得该钢在不同冷速连续冷却时的膨胀曲线﹑相转变点;分析了连续冷却过程中相转变及组织转变的规律;测定了不同冷速下相转变后的硬度,获得了SPCC钢连续冷却相转变曲线(CCT曲线)。结果表明:SPCC钢在连续冷却过程中发生了奥氏体向铁素体和珠光体的转变,且室温金相组织基本为铁素体,而珠光体量比较少;随冷却速率的增加,相变温度降低,晶粒尺寸从24μm减小到12μm,硬度变化不显著。     

X60钢在CSP热轧过程中的组织演变与混晶现象

研究包钢CSP生产线上同一X60钢轧件经不同道次变形后,其不同部位的金相组织,结果表明:连轧前铸坯的室温组织为粗大的针状或块状铁素体,少量的珠光体沿铁素体晶界不均匀分布。空冷到室温的轧件具有铁素体 珠光体组织。在CSP薄板轧制过程中,晶粒明显细化但出现混晶现象。前面道次中边部晶粒尺寸和表面晶粒尺寸比心部晶粒尺寸细小均匀,在终轧后差异变小。同时分析了微观组织演变特点和混晶产生的原因。     

碳含量对奥氏体等温相变影响的数值模拟

利用二维元胞自动机介观模型对不同碳含量影响下钢的奥氏体-铁索体等温相变过程进行了数值模拟.模拟结果显示,等温相变最终铁索体体积分数取决于相变初期铁素体生长速度.由于碳含量不同,15SiMn钢铁索体初始生长速度较25SiMn钢的快,因而,最终铁素体体积分数较大.此外,模拟结果也显示.铁索体相的长大速度取决于奥氏体-铁素体相界处奥氏体相一侧碳原子浓度.15SiMn钢奥氏体相的平衡碳浓度较25SiMn钢的低.     

Al对过共析钢缓冷相变和过冷奥氏体动态相变组织的影响

利用Gleeble 1500热模拟试验机进行单轴热压缩实验,研究了合金元素Al对过共析钢缓冷相变和过冷奥氏体动态相变组织的影响.结果表明:在缓冷相变时,Al的加入抑制网状渗碳体形成,细化珠光体片层间距;在过冷奥氏体形变过程中,动态转变经历动态相变和相变所得珠光体中渗碳体球化及铁素体动态再结晶等过程.在动态相变过程中,没有形成晶界网状渗碳体,而直接产生珠光体.Al的加入使动态相变过程中奥氏体的稳定性提高、珠光体转变推迟,进一步细化了珠光体片层间距.在相变所得珠光体中渗碳体球化及铁素体动态再结晶的过程中,Al阻碍渗碳体粗化,使渗碳体颗粒和铁索体晶粒尺寸细化.     

Al部分替代Si对基于动态相变热轧TRIP钢组织控制的影响

通过Gleeble-1500热模拟单轴压缩实验,研究了Al部分替代Si对热轧TRIP钢过冷奥氏体动态相变特征、组织控制及残余奥氏体的影响.结果表明:用Al替代C-Mn Si钢中的部分Si后可缩小平衡相图中的γ相区,提高钢的A3温度并扩大A3-Ar3温度范围;动态相变时铁索体相变动力学提前,最佳贝氏体等温相变温度升高;组织中残余奥氏体具有较高的C含量,颗粒状残余奥氏体分布更为细小和弥散,但铁素体晶粒尺寸较C-Mn-Si钢的粗大.     

热处理对EH36高强度船板结构钢组织及性能影响

对EH36钢分别进行淬火+空冷、淬火+回火、淬火+回火+亚温淬火+回火的不同热处理。采用金相显微镜、拉伸试验机、冲击试验机及扫描电镜(SEM)测试了试样组织及力学性能。结果表明:原始组织主要为粗大的粒状铁素体以及聚集分布在基体的晶粒之间的珠光体,力学性能最差,同时断口中出现较大的断裂平面,韧窝较少较浅,为脆性断裂的特征;淬火+回火+亚温淬火+回火处理后,钢的铁素体晶粒尺寸发生明显细化,出现由渗碳体与珠光体组成的回火屈氏体,并且珠光体均匀弥散分布在铁索体晶粒之间,组织发生明显改善,力学性能最好,断口中的断裂平面消失,出现大量小而深的断裂韧窝。     

700 MPa级高强度耐候钢过冷奥氏体连续冷却相变行为

采用热模拟试验机研究了添加Ni、Cr、Cu的车厢用微合金化耐候钢的过冷奥氏体连续冷却相变行为,并建立了试验钢的静态和动态CCT曲线。结果表明,在无变形条件下,试验钢在各冷速下均不能获得全铁素体组织,冷却速率为0.2 ℃/s时,室温组织中的铁素体含量最高,为41%,平均晶粒尺寸为36.9 μm;在施加30%变形量的条件下,试验钢在0.2 ℃/s冷速下可获得全铁素体+极少量珠光体组织,平均晶粒尺寸为17.9 μm,具有较好的耐腐蚀能力。当冷却速率在0.2~0.5 ℃/s之间(铁素体+珠光体相变区间),提高冷却速率可以增加试验钢的硬度,在施加30%变形量和0.2 ℃/s冷却速率条件下,试验钢的宏观硬度值达181 HV30。     

Q235钢C方式等径弯曲通道变形及组织研究

在室温下对Q235钢成功进行了C方式11道次等径弯曲通道，等效应变约高达11，获得了亚微晶铁索体组织。组织观察表明，第1道次组织细化效果最显著，随后道次的主要作用是增加晶粒的位相差，使大角度晶界的比例随变形道次增加而增加。在本实验条件下，由于珠光体组织中的渗碳体表现出较强的塑性变形能力，使得珠光体组织具有与铁素体类似的宏观塑性变形行为，并且在等效应变约高达11的情况下，珠光体组织中未发现微观裂纹。     

基于动态相变的热轧TRIP钢组织及性能研究

通过热模拟压缩实验,开展了基于动态相变的热轧C-Mn-Si及C-Mn-Al-Si系TRIP钢组织及性能特征的研究.结果表明,通过动态相变,可以使TRIP钢复相组织由细小铁素体晶粒,尺寸细小及位向混乱的贝氏体束、弥散分布的体积分数较高的颗粒状残余奥氏体等组成.由于铁素体,贝氏铁素体间的大量晶界,贝氏铁索体内的高位错密度以及铁素体晶粒间大量的细小颗粒状残余奥氏体,使实验钢具有连续屈服、屈强比低、强度较高及塑性良好的特点.其中,C-Mn-Si钢的抗拉强度为890 MPa,延伸率为26%;C-Mn-Al-Si钢的强度为760 MPa,延伸率为32%.     

15SiMn钢奥氏体等温相变的元胞自动机模拟

建立了15SiMn钢奥氏体一铁素体相变的二维元胞自动机介观模型.模拟结果显示,对于某一给定温度,铁索体的长大速度在相变过程中逐渐降低.当生长速度接近0时,奥氏体相中相界面处平衡碳的质量分数为0.523 95%.此外,模拟结果还显示,由于奥氏体晶界上的碳原子扩散和奥氏体-铁素体相界面移动都较奥氏体晶内更快,所以奥氏体晶界上铁素体晶粒形貌为椭圆形.     

某中碳钢的组织与拉伸性能的关系

首先对某中碳钢进行不同工艺的热处理，获得了不同的原奥氏体晶粒尺寸。利用光学显微镜、扫描电镜及拉伸性能测试等研究了原奥氏体晶粒尺寸及冷速对试验钢铁素体-珠光体组织及拉伸性能的影响，并研究了试验钢的组织与性能之间的关系。结果表明：冷速对试验钢铁素体-珠光体组织的影响远大于原奥氏体晶粒尺寸。随冷却速率增加，先共析铁素体形貌由等轴状向不闭合网状过渡，先共析铁素体含量和尺寸分别由16.3 vol%、16.4μm降低至1.0 vol%、4.1μm,珠光体含量由83.7 vol%逐渐增加至99.0 vol%,珠光体平均片层间距由419 nm逐渐降低至174 nm。不同铁素体-珠光体组织试验钢的拉伸强度与布氏硬度满足线性拟合关系。试验钢抗拉强度测试值与考虑到退化珠光体存在的某数学模型符合较好。因先共析铁素体含量(形貌)、组织细化、珠光体含量及片层间距等因素的共同影响，试验钢断后伸长率与断面收缩率的变化随冷速的变化并不一致。     

不同初始状态中碳钢双向温轧组织的退火稳定性

通过扫描电镜(SEM)和电子背散射衍射技术(EBSD)研究了不同初始组织对中碳钢双向温轧退火后的组织演变以及稳定性变化的影响规律。结果表明,轧后铁素体-珠光体钢的平均晶粒尺寸为1.11μm,小角度晶界占比81%;而马氏体钢平均晶粒尺寸为0.99μm,小角度晶界占比65.3%。随退火时间的延长,铁素体晶粒发生回复再结晶后,铁素体-珠光体钢发生二次再结晶,平均晶粒尺寸不断增大,小角度晶界占比逐渐减小最终趋于平稳,退火8 h后分别为1.89μm和54.9%;而马氏体钢仅发生晶粒的均匀长大,晶粒尺寸稍有增加,小角度晶界比例降低较少,保温8 h后分别为1.43μm和58.1%。因此,马氏体钢轧后显微组织的退火稳定性要高于铁素体-珠光体钢。     

奥氏体化温度和冷却速率对含Nb高碳钢组织性能的影响

通过Gleeble 1500型热模拟试验机对含Nb高碳试验钢进行了不同奥氏体化温度和冷速下的热处理。采用光学显微镜、扫描电镜、硬度测量等试验手段对试验钢的显微组织、硬度和珠光体片层间距进行了观察和测量。结果表明:奥氏体化温度为950 ℃时,试验钢淬火后晶粒尺寸为34 μm,硬度为813 HV5,以0.1~5 ℃/s冷速冷却至室温的组织为珠光体+铁素体;而奥氏体化温度为1200 ℃时,淬火后晶粒尺寸为134 μm,硬度为827 HV5,以0.1~1 ℃/s冷速冷却至室温的组织为珠光体+铁素体,冷速为5 ℃/s时,组织为针状马氏体+少量的铁素体。在1220 ℃以上Nb全部固溶在奥氏体中,奥氏体化温度过高会导致晶粒过分长大。珠光体片层间距随着奥氏体化温度的升高和冷却速率的提升而变小,片层间距的减小可使硬度值提高。     

热处理工艺对高速车轮钢显微组织和断裂韧性的影响

对含碳量为0.54%的高速车轮钢热处理工艺进行实验研究,得到不同晶粒尺寸和珠光体片间距的显微组织,在室温下对具有不同显微组织的紧凑拉伸(CT)试样进行断裂韧性测试。结果表明,车轮钢的平均晶粒尺寸随奥氏体化温度升高而增加;珠光体片间距随冷却速率增加而减小。车轮钢室温下的断裂模式为解理断裂,断裂韧性主要取决于晶粒尺寸的大小,晶粒尺寸越小,断裂韧性越高。珠光体片间距对断裂韧性有一定影响,粗大的珠光体片间距会降低断裂韧性,并且当晶粒尺寸较小时,珠光体片间距的影响更明显。因此,实际工程中为提高车轮钢断裂韧性,合理的奥氏体化温度是关键,同时需适当增加车轮钢奥氏体化后的冷却速率。     

不同形态第二组织低碳钢的铁素体动态再结晶

借助热模拟压缩变形实验以及SEM，TEM，EBSD技术，研究了基体为铁索体、第二组织形态分别为片层状珠光体及颗粒状渗碳体的低碳钢在600-700℃，形变速率为10^-^3-10s^-^3范围内铁索体相区的热变形特征及铁索体动态再结晶组织演变规律，并对机理进行了初步探讨．结果表明：第二组织形态分别为片层状珠光体和弥散分布的颗粒状渗碳体的低碳钢均可发生铁索体动态再结晶；与颗粒状渗碳体相比，珠光体存在时动态再结晶开始发生和进入稳态所需的形变量都较高，再结晶进入稳态阶段后铁索体平均晶粒截径较大，说明微米级颗粒状渗碳体促使铁索体动态再结晶形核及发展的能力，其钉扎铁索体再结晶晶粒晶界，抑制长大作用明显．     

锰质量分数和压缩比对中碳钢相变组织的影响

采用光学显微镜和电子探针观察了中碳钢显微组织形貌,分析了不同锰质量分数和轧制压缩比对相变组织的影响。研究表明：试验钢显微组织为形态不同的铁素体+珠光体;增加Mn质量分数抑制晶界铁素体形核和长大,同时细化铁素体晶粒,促进退化珠光体的形成;提高轧制压缩比有利于原奥氏体晶内蜂窝状铁素体的形成,该铁素体均匀的分割原奥氏体晶粒,与晶界铁素体具有相同的方向性;MnS或其复合夹杂物是铁素体在原奥氏体晶粒内部形核的有效位置。