超厚高强钢心部组织对断裂机制的影响

摘要：为了研究超厚钢板心部显微组织与微观断裂机制的关系,利用扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）和电子背散射衍射（EBSD）等技术手段对试验钢板1/4厚度、1/2厚度（心部）显微组织及裂纹形貌进行表征和分析。结果表明,心部处低温冲击韧性较1/4厚度处有明显的降低,这是由于心部组织为回火板条贝氏体和回火粒状贝氏体,其中粒状贝氏体的比例较高,粒状贝氏体中M-A岛的存在促进了微孔或微裂纹的启裂;1/4厚度处为回火板条马氏体与回火板条贝氏体二者的混合组织,板条间的位错运动释放局部应力集中,而舒缓裂纹尖端区域所受应力,产生裂纹钝化、阻碍裂纹扩展,提高低温冲击韧性。     

高强度钢韧化机制及与亚结构关系的研究

以实际生产制备的800 MPa级调质态水电钢为研究对象,结合扫描电子显微镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)和冲击实验等,利用显微组织晶体学结构可视化与定量化方法,研究了钢板厚度方向不同取样位置低温韧性差异的本质原因。结果表明,高强度中厚板厚度方向由表面向心部过渡,显微组织由板条状贝氏体向粒状贝氏体过渡,低温冲击韧性降低,韧脆转变温度(DBTT)升高。随显微组织由表面向心部过渡(冷速降低),变体选择加强,心部形成了以单一贝恩(Bain)组为主导的相变组织,大角度晶界密度显著降低,且韧脆转变温度的升高与block界面密度降低紧密相关。此外,研究发现奥氏体晶粒内部的block界面和奥氏体晶界可以有效地偏折和阻止裂纹扩展,但由于奥氏体界面密度显著低于block界面,故对冲击实验过程中裂纹扩展阻力的贡献主要来自晶内的block界面。     

Impact Toughness of an NM400 Wear-Resistant Steel

An NM400 wear-resistant steel was hot rolled and then the plates were heat-treated by direct quenching and tempering (DQT) and reheat quenching and tempering (RQT) techniques, respectively. The Charpy impact test was carried out with an instrumented Charpy impact tester. The microstructure and fracture surface were investigated by a combination of optical microscopy, transmission electron microscopy and scanning electron microscopy methods. It was found that the impact toughness of DQT specimen was much higher than that of RQT specimen. The microstructure of both DQT and RQT specimens was characterized by a mixture of tempered lath martensite and lower bainite. The lower bainite in DQT specimen extended into prior austenite grains and the content was higher than that in RQT specimen. The lower bainite in DQT specimen improved the impact toughness by increasing the proportion of large-angle boundaries and relieving the stress concentration at the crack tip. A number of fine and dispersed carbides in DQT specimen also contributed to the improvement of the impact toughness.     

Q690q耐候桥梁钢免预热焊接热影响区的组织性能

针对Q690q耐候桥梁钢,利用MMS-300热模拟试验机进行焊接热循环过程模拟试验,研究了10.5～114.9 kJ/cm热输入下粗晶热影响区(CGHAZ)、细晶热影响区(FGHAZ)和不完全相变热影响区(ICHAZ)的微观组织以及冲击韧性、硬度的变化情况,并观察了冲击断口形貌,然后采用优选的焊接热输入,进行了免预热的药芯焊丝熔化极气体保护焊(FCAW)和埋弧焊(SAW)的焊接工艺评定试验。结果表明,热输入较低时,CGHAZ和FGHAZ主要生成板条马氏体组织、ICHAZ出现岛状的M/A组元,其冲击韧性低、硬度高;热输入较高时,CGHAZ主要生成大尺寸的粒状贝氏体、准上贝氏体或上贝氏体组织,同时大尺寸的块状M/A组元数量不断增加、尺寸变大,其冲击韧性显著降低。FGHAZ生成较多多边形或准多边形铁素体、珠光体等高温转变组织,其硬度降低明显。ICHAZ除生成准多边形铁素体、无碳化物贝氏体和退化珠光体外,回火索氏体基体组织中的碳化物颗粒尺寸不断变大,其强韧性不断降低;热输入为18.2～25.7 kJ/cm时,CGHAZ以板条束细小且异向的板条贝氏体为主、FGHAZ形成细小均匀的板条贝氏体和粒状...     

X80级高强低合金管线钢组织与冲击韧性

 为了研究准多边形铁素体/板条贝氏体/粒状贝氏体显微组织的高强低合金X80管线钢的低温韧性与冲击裂纹扩展特点,用OM、SEM、EBSD和TEM等多尺度手段进行了表征。结果表明,与针状铁素体/粒状贝氏体相比,在－60 ℃以上时,准多边形铁素体/板条贝氏体/粒状贝氏体表现出更好的阻止裂纹扩展的能力,准多边形铁素体可以分割显微组织并细化有效晶粒尺寸,增加大角度晶界比例,协调约束冲击裂纹扩展,进而提高韧性;当温度在－60 ℃以下时,这种准多边形铁素体/板条贝氏体/粒状贝氏体对裂纹扩展的协调约束作用减弱,成为显微组织的“软区”,使得材料韧性下降。     

热轧态与回火态AH80DB低碳贝氏体钢组织与冲击韧性

采用光学显微镜、扫描电子显微镜和透射电子显微镜对热轧态和回火态AH80DB低碳贝氏体钢的显微组织、马氏体/奥氏体（M/A）岛、第二相的析出行为以及晶界取向差、有效晶粒尺寸进行研究,揭示回火后低碳贝氏体钢冲击韧性得到改善的原因.结果表明：两种试样的组织均由板条状贝氏体、粒状贝氏体和针状铁素体组成,其中回火态试样中针状铁素体组织较多.热轧态钢中存在较大尺寸M/A岛且呈方向性分布,大角度晶界比例占17.33%,有效晶粒尺寸为3.57μm;而回火态钢中M/A岛的尺寸较小,大角度晶界比例增加3.43%,有效晶粒尺寸减小0.56μm.热轧态钢中析出相主要是（Nb,Ti）C,尺寸在50~150 nm之间,回火态试样中析出较多细小的球状（Nb,Ti）C析出相,尺寸在10 nm左右.

     

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。     

高铌X80管线钢焊接粗晶区组织和性能研究

采用焊接热模拟技术对高铌X80管线钢进行了热模拟试验,研究了在不同焊接热模拟工艺下贝氏体组织的转变及冲击韧性的变化.结果表明:在不同的焊接热循环条件下,焊接粗晶区组织主要是板条贝氏体和粒状贝氏体.冷却时间t8/5为10 s时,适量的粒状贝氏体起到了分割板条贝氏体的作用,且MA岛的数量较少,呈粒状均匀分布于奥氏体内,使得...     

热处理工艺对100 mm特厚07MnCrMoVR水电钢板组织性能的影响

对07MnCrMoR水电钢板的淬透性曲线进行了测定,利用淬火机和热处理炉对100 mm厚试验钢板进行了淬火和回火试验,并对试验钢进行了组织观察和力学性能测定。结果表明,随着试验钢距水冷端的距离增大,淬火组织由马氏体转变为粒状贝氏体,距离端部50 mm处转变为铁素体和粒状贝氏体的混合组织。试验钢板利用淬火机淬火后得到板条贝氏体+粒状贝氏体+先共析铁素体,回火后转变为铁素体+粒状贝氏体,同时大量的碳化物在铁素体基体和晶界处析出。试验钢最合理的热处理工艺为930℃30 min水冷淬火,660℃60 min空冷回火。     

New Duplex Microstructure of Grain Boundary Allotriomorphic Ferrite/Granular Bainite

ｈｅｍｏｓｔｐｏｐｕｌａｒｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｉｎｃｕｒｒｅｎｔｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｓｔｅｅｌｓｉｓｓｔｉｌｌａｍｉｘｔｕｒｅｏｆｆｅｒｒｉｔｅａｎｄｐｅａｒｌｉｔｅ .Ｍｉｃｒｏａｌｌｏｙｉｎｇ (ａｎｄｔｈｅａｓｓｏｃｉａｔｅｄｔｈｅｒｍｏ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｃｅｓｓ)ａｎｄｓｅｃｏｎｄ ｐｈａｓｅｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｉｎｇａｒｅｕｓｕａｌｌｙａｐｐｌｉｅｄｔｏｏｂｔａｉｎｈｉｇｈｓｔｒｅｎｇｔｈａｎｄｔｏｕｇｈｎｅｓｓ.Ｓｉｎｃｅｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｔｒｅｎｇｔｈｏｆｇｒａｎ…     

焊接热输入对X90管线钢CGHAZ组织和冲击性能的影响

采用焊接热模拟技术、显微组织分析和冲击试验的方法,研究焊接线能量对X90管线钢粗晶热影响区组织和力学性能的影响规律。结果表明,不同线能量下试验钢的组织均为板条贝氏体(LBF)和粒状贝氏体(GBF),线能量为25 kJ/cm时,试验钢的组织主要为LBF,冲击功较高;随着焊接线能量的增加,GBF增加,晶粒粗化,韧性显著下降。     

控轧控冷工艺对低碳贝氏体高强钢AH80DBD组织和力学性能的影响

通过宏观断口、扫描断口、金相组织、透射电镜等方法分析了AH80DBD低碳贝氏体钢的组织结构对冲击性能的影响。试验结果表明：该钢轧后冷速22℃/s时,冲击韧性较好(-20℃A_KV 204～235 J),其组织为粒状贝氏体+板条贝氏体+细小的M-A,板条间距200～400 nm,而轧后冷速12℃/s时,板条间距～800 nm,-20℃A_KV 41～57 J,因此,AH80DBD钢在生产过程中冷却速率应≥20℃/s。     

海洋平台用EH36厚钢板焊接接头的组织性能分析

按照EN 10225-2009附录E标准要求,采用50 kJ/cm大热输入埋弧焊工艺焊接厚为100 mm海洋平台用EH36钢板,测试分析了焊态及焊后热处理态焊接接头的组织与性能。结果表明,无论焊态还是焊后热处理态,EH36厚钢板焊接接头的硬度HV10≤280,抗拉强度≥510 MPa,-40℃冲击功均值≥50 J,表面组织以粗大的板条状贝氏体＋少量粒状贝氏体为主,心部组织以细小的铁素体＋珠光体为主,表明济钢开发的EH36厚钢板满足海洋平台的焊接生产要求。焊接接头表面与心部熔合线形状及传热状态的差异,是导致表面HAZ晶粒比心部粗大、因而表面韧性低于心部的主要原因。     

E550����ֺ�����Ӱ��������֯������

Welding thermal simulation tests were performed on E550 shipbuilding steel and the effect of welding parameters on the microstructure and mechanical properties of the simulated heat affected zone (HAZ) was investigated. The result indicates that the microstructure of coarse-grained heat affected zone (CGHAZ) is strongly affected by t8/5. When t8/5 is shorter, the microstructure mainly consists of lath bainite and granular bainite. With the increase of t8/5, the impact toughness decreases, the volume fraction of granular bainite increases and becomes dominant when t8/5=300s. With the increase of welding peak temperature, the impact toughness of the single-pass weld specimens increases first and then decreases, while that of the double-pass weld specimens increases, with intercritically reheated coarse-grained heat affected zone (IRCGHAZ) has the lowest value. Microstructural examination reveals that the embrittlement of CGHAZ and IRCGHAZ is mainly caused by the formation of coarse granular bainite for the former, and coarse M-A constituents along grain boundaries for the latter.     

微观组织对一种高强度船板用钢低温冲击韧性的影响

采用室温拉伸、示波冲击、光学和扫描电镜组织分析、EBSD及断口分析等方法,研究了微观组织对一种高强度船板用钢低温冲击韧性的影响。结果表明,在相同合金成分条件下,由于压下率和冷却速率的差别,板厚1/2和1/4处的有效晶粒尺寸、大角度晶界比例及M/A岛的形态分布不同。有效晶粒尺寸、大角度晶界比例及第二相M/A岛的形态是影响低温冲击韧性的主要因素,其对低温冲击的裂纹形成功影响并不明显,但较大的有效晶粒尺寸、较低的大角度晶界比例及呈方向性分布的M/A岛却显著降低了裂纹扩展功,导致板厚1/2处的低温冲击韧性低于板厚1/4处。     

150 mm超厚水电站用钢07MnCrMoVR的组织性能

对150 mm超厚07MnCrMoVR水电钢的组织性能进行了研究,采用光学显微镜、扫描电子显微镜对试验钢的微观形貌进行了观察,采用拉伸试验机和低温冲击韧性试验机对试验钢力学性能进行了检验。结果表明:试验钢经第一次完全淬火和第二次两相区亚温临界淬火后近表面组织转变为板条马氏体和未熔铁素体相间出现,厚度1/4处和厚度1/2处组织转变为贝氏体+铁素体组织,高温回火后近表面转变为回火索氏体组织,厚度1/4处和厚度1/2处组织转变为回火贝氏体+铁素体+大量碳化物。     

焊接热输入对Nb-Ti钢CGHAZ组织韧性影响

为了探究Nb Ti钢合适的焊接热输入范围并指导实际焊接工艺过程,利用Formastor F Ⅱ型自动相变测量仪和Gleeble 3800热模拟试验机研究了焊接热输入对Nb Ti钢相变温度、组织和韧性的影响规律。结果发现,当冷却速度大于6 ℃/s时,Nb Ti钢模拟CGHAZ的组织为粒状贝氏体和板条贝氏体,且随着冷却速度降低,板条贝氏体含量下降,粒状贝氏体含量增加;当冷却速度为6 ℃/s时,出现晶界铁素体组织,且随着冷却速度继续下降,晶界铁素体含量增加;当冷却速度不大于0.6 ℃/s时,组织为完全的铁素体和珠光体。随t8/5时间的增加,M A含量先增加后减少,在t8/5为178 s时,M A面积百分数达到最大值,为5.1%。当t8/5时间为144～178 s时,M A组元的含量是控制Nb Ti钢模拟CGHAZ区韧性的主要因素;当t8/5为256 s时,M A组元含量下降,粗大的晶界铁素体是控制Nb Ti钢模拟CGHAZ韧性的因素。     

热处理工艺对超高强度海洋平台用钢板E690组织和NDT性能的影响

研究了不同热处理工艺对超高强度海洋平台用钢F690组织及NDT性能的影响.结果表明,Q-P-T工艺得到的组织为板条贝氏体＋粒状贝氏体＋残余奥氏体,其NDT温度为-55℃;Q-T工艺得到的组织为板条贝氏体＋粒状贝氏体,其NDT温度为-40℃.Q-P-T工艺得到的残余奥氏体软相及取向混乱的贝氏体板条束能有效阻碍裂纹的扩展,NDT性能得到提高.     

Study on Microstructure Refinement of Vanadium and Nitrogen Microalloyed Low Carbon Bainitic Steel

The effect of relaxation treatment after finish rolling on microstructure and mechanical properties has been investigated for a vanadium and nitrogen microalloyed low carbon bainitic steel.Finer lath bainite microstructure can be obtained in the plate with relaxation.The results of quantitative statistics show that in the plate without relaxation,80% of the total bainite lath bundles are in the range 5-15μm in length and 3-13μm in width,while in the plate with relaxation 80% of the total bundles are in the range 3-9μm in length and 1-7μm in width.The mechanical properties show that the plate with relaxation has higher impact energy,yield strength and hardness than the plate without relaxation,also the comprehensive performance after tempered at 650℃ is superior to the plate without relaxation.     

高强韧性海洋平台用E550钢板生产工艺研究

介绍了E550钢板的主要生产工艺和技术难点,通过理论分析设计了E550的成分体系,采用Thermal-Calc和经验公式,获得了其热力学相图和相变点温度等热力学数据。根据E550的热力学特性,设计了两阶段轧制工艺,精轧的终轧温度控制在再结晶温度附近,利用奥氏体再结晶充分细化晶粒。淬火奥氏体化温度选择为920℃,回火温度设计为630℃,利用碳化物的析出强化效果和缺陷密度变化的位错强化获得良好的强韧性匹配。50 mm厚钢板的淬火态1/4厚度处的微观组织为马氏体,中心的组织为马氏体和少量贝氏体的混合物。回火热处理后,马氏体板条界面减少,碳化物在马氏体板条界面析出,钢板1/4到中心的组织均匀化。30和50 mm厚E550钢板的力学性能达到了船级社标准要求,并有较大的富裕量。热输入能量为15和50 kJ/cm焊接后,钢板具有良好的强度性能,熔合线和热影响区的冲击功较高。