低碳Mn-Si钢中粒状组织转变研究

对低碳Mn-Si钢中的粒状组织进行了实验研究,考察了粒状组织中小岛的形状及其分布.结果表明,不含Cr时,空冷后形成了由先共析铁素体基体+岛状物所组成的粒状组织,其中的岛状物形态及分布可以是无规则的,也可以是长条状的小岛沿一定方向分布于基体上.对于这2种形态的粒状组织,尤其是对后者形态的形成和铁素体基体的分析表明,小岛的形状和分布是先共析铁素体形态的反映,条形规则排列的小岛可能受先共析铁素体基体台阶长大机制控制,粒状组织小岛在一定条件下也可能具有方向性.加适量Cr后,连续冷却后的组织中不出现粒状组织.     

MORPHOLOGY AND PHASE TRANSFORMATION OF GRANULAR BAINITE AND GRANULAR STRUCTURE

本文研究了低碳合金钢奥氏体在连续冷却或等温转变过程中形成的组织形态和转变机理。结果表明在中温贝氏体区得到“粒状贝氏体”组织,在先共析转变区得到“粒状组织”。两者都有“铁素体基体+小岛”形貌。但前者有表面浮凸现象,铁素体呈长条状,与母相维持K-S关系,惯习面为{111}_γ,小岛也多星长条状平行排列。后者无表面浮凸,铁素体呈无规则形状,与母相无严格位向关系,小岛亦呈无规则排列。然而这两种组织都是由扩散型相变机制形成的。最后,提出了形成这两种组织的相变模型。     

低碳Mn-Nb-V和Mn-Mo-Nb-V钢中的贝氏体转变

大森等和Habraken曾分别研究了低碳低合金钢中出现的B_Ⅰ型、B_Ⅱ型、B_Ⅲ型贝氏体和粒状贝氏体的特点和形态。我们对低碳Mn-Nb-V和Mn-Mo-Nb-V钢中的贝氏体进行光学显微镜和透射电子显微镜观察,研究贝氏体形态和转变。试验用钢用感应炉冶炼,锻成直径15 mm的圆棒,经退火加工成直径12mm厚2mm的片试样。其化学成分如下(wt-%):     

EFFECTS OF δ–FERRITE ON THE MICROSTRUCTURE AND MECHANICAL PROPERTIES IN A TUNGSTEN-ALLOYED 10%Cr ULTRA–SUPERCRITICAL STEEL

采用光学显微镜、扫描电镜和能谱分析研究了含W型10%Cr(质量分数)超超临界钢中δ--铁素体的组织形貌与微观结构. 结果表明, δ--铁素体的生成机理与奥氏体化加热温度密切相关. 当加热温度较低时, 极少量δ--铁素体在原奥氏体晶粒内部优先形核生长, 呈针状分布; 当加热温度较高时,δ--铁素体在原奥氏体晶界处形核, 快速生长, 呈多边形分布, 转变时发生溶质组元再分配. 两种形态的铁素体均明显降低了含W型10%Cr超超临界钢的冲击韧性, 但是, 针状δ--铁素体降低冲击韧性的幅度远大于多边形δ--铁素体;即使针状δ--铁素体的体积分数极少, 也会对钢的力学性能造成极大影响.     

先共析铁素体对粒状贝氏体性能的影响

本文研究了低碳合金钢先共析铁素体+粒状贝氏体混合组织与单一粒状贝氏体组织的性能,先共析铁素体的存在降低钢的机械性能,尤其是显著降低冲击韧性。     

X80管线钢气体保护焊用焊丝的研制

对所研制的焊丝进行了气体保护焊试验,测试了焊缝金属的化学成分、金相组织、冲击韧度、强度、硬度和接头的抗拉强度.金相组织主要为针状铁素体、少量的先共析铁素体和粒状贝氏体,用扫描电镜分析了冲击断口的形貌和夹杂物的组成,用透射电镜分析了焊缝金属的微观结构.结果表明,在焊丝中加入微量的Ti-B,可以有效地抑制先共析铁素体的形成,使焊缝获得细小、均匀的针状铁素体组织.焊缝中合金元素形成了弥散分布的细小夹杂物,成为了针状铁素体(AF)的形核质点.针状铁素体内有许多位错团,可以有效地阻止裂纹的扩展,提高冲击韧度.     

新型Cr3MoNb管线钢焊接接头的力学性能与组织

利用TGS-2CML焊丝,采用钨极氩弧焊(gas tungsten arc weld,GTAW)对经济型低合金Cr3MoNb无缝管进行整管焊接,测试了焊接接头的硬度,研究了拉伸性能、冲击韧性,观察了微观组织.结果表明,在拟定焊接工艺下,Cr3MoNb钢焊接接头力学性能优良,无需预热和焊后热处理;调质处理下断后伸长率提高约1倍,达到挪威船级社制管工艺DNV-OS-F101标准;对于类似Cr3MoNb等低碳或超低碳管线钢,采用A(c)修正日本百合冈公式计算其焊接热影响区最高硬度是合适的;焊缝区组织主要为细小的粒状贝氏体,M-A相弥散分布于铁素体基体相中;焊缝区晶粒尺寸总体很小,区域晶粒大小存在细微差异,有少数较大尺寸柱状晶分布;焊缝区与热影响区以多边形铁素体和粒状贝氏体较自然过渡,无明显熔合分界线.     

Microstructural analysis of cracking phenomenon occurring during cold rolling of (0.1~0.7)C-3Mn-5Al lightweight steels

An investigation was conducted into the cracking phenomenon occurring during the cold rolling of lightweight steel plates. Four steels of varying C contents were fabricated and steel plates containing C contents of 0.5wt% or higher were cracked during the initial stage of the cold rolling. The steels were basically composed of ferrite grains and -carbides in a band shape, but the volume fraction and thickness of κ-carbide band increased as the C content increased. Microstructural observation of the deformed region of fractured tensile specimens revealed that deformation bands were homogeneously formed in wide areas of ferrite matrix in the steels containing C contents of 0.3 wt% or lower, while κ-carbide bands were hardly deformed or cracked. In the steels containing high C contents of 0.5 wt% or higher, on the other hand, microcracks were initiated mostly at fine proeutectoid ferrite located within κ-carbide bands, and were grown further to coalesce with other microcracks to form long cracks. To prevent the cracking, thus, the proeutectoid ferrite should be minimized by the hot rolling in the (α+γ) two phase region. As practical methods, the content of C below 0.5% or Al above 5% was suggested to expand the (α+γ) phase region.     

The influence of martensite volume fraction, shape and strength on the mechanical properties of granular structure steels

考虑马氏体岛的塑性变形, 采用Eshelby等效夹杂模型对粒状组织钢单向应力状态下的弹塑性变形行为进行了数值模拟.结果表明: 粒状组织钢的屈服强度及马氏体处于弹性变形阶段的加工硬化率均随马氏体岛的体积分数的增加而增加, 并呈一定的非线性; 马氏体岛的形状对粒状组织钢均匀变形阶段的应力-应变曲线影响较小; 马氏体岛的强度对粒状组织钢的屈服强度影响不大; 马氏体岛的体积分数越低, 马氏体岛越难发生塑性变形.     

M-A组元对石油储罐用钢粗晶热影响区韧性的影响

利用Gleeble-3800热模拟试验机模拟粗晶热影响区(CGHAZ)焊接热循环,研究了大热输入条件下不同石油储罐用钢的粗晶区组织、韧性及其变化规律.结果表明,各钢粗晶区组织均以贝氏体为主,但由于铁素体、粒状贝氏体等组织的比例差异,韧性差别较大.同时,随着M-A组元面积分数的增加,韧性也呈下降趋势,两者均为先降之后维持较低值.另外,M-A组元的形态等也对韧性有影响,块状M-A组元对韧性的损害大于条状M-A组元.考虑多种合金元素共同作用对M-A组元形成的综合影响,利用多元线性回归的方法对M-A组元面积分数做出了预测,对粗晶区韧性评判有一定实际意义.     

TWIP钢不同温度变形的力学性能变化规律及机理研究

通过控温拉伸实验分析了在298,373,473和673 K温度下变形时,TWIP钢(Fe-25Mn-3Si-3Al)力学性能和显微组织的变化规律.结果表明,TWIP钢的强度和延伸率均随温度的升高而降低.通过热力学公式对不同温度下TWIP钢层错能Γ的估算可以推断,温度T≥673 K时,Γ≥76 mJ/m2,滑移为TWIP钢主要的变形机制;298 K≤T≤373 K时,21 mJ/m2≤Γ≤34 mJ/m2,孪生为TWIP钢主要的变形方式,此时产生"TWIP"效应,可获得较高的加工硬化速率,从而获得高强度及高塑性.     

高强钢金属芯焊丝E120C-K4熔敷金属粗晶区显微组织对冲击韧性的影响

采用焊接热模拟通过改变冷却时间(t_8/5),研究了金属芯焊丝E120C-K4多道焊熔敷金属模拟粗晶区(CGHAZ)显微组织对冲击韧性的影响规律. 结果表明,当t_8/5为6 ~ 12 s时,CGHAZ显微组织由蜕化上贝氏体、粒状贝氏体和针状铁素体组成,奥氏体晶粒内部形成复相分割结构,冲击韧性最好. 而当t_8/5为30 ~ 120 s时CGHAZ显微组织主要由粒状贝氏体和针状铁素体组成,冲击韧性下降. t_8/5为120 s时,冲击韧性最差,–40 ℃冲击吸收能量仅为24 J. t_8/5为6 ~ 12 s时韧性改善的关键是形成复相分割微观结构;晶粒细小;单位距离上大角度晶界数量多.     

THEORETICAL PREDICTION OF PROEUTECTOID FERRITIC TRANSFORMATION IN HYPO-PROEUTECTOID STRUCTRAL STEELS

1.IntroductionInordertodevelopnewtypeofsteels,itisveryimportanttoderiveamuchgeneralruleoftheaustenitedecompositionfromexperimentaldataofknownsteels.Recently)someworkhasmadeencouragingprogressinthisfieldtl--6].Butdifficultiesandsuspicionsarestillobyiousbecausethethermodynamicaldataofmulticomponelltsteelarescatteredanddisordered.PuremathematicalsimulationmaybeusedtocalculateTTTandCCTc...es[4],butithasapremisethatsomespecialpointsofTTTcurvessuchasthenosepointmustbeknowninadvance,whichprevents…     

砷及镧对E36船板钢连续冷却转变曲线的影响

采用相变膨胀仪、金相显微镜以及显微硬度计测定了不同含As量及加入稀土元素La后的E36船板钢的连续冷却转变(CCT)曲线.结果表明,As的加入能扩大船板钢的先共析铁素体相区、降低珠光体转变开始点,并且能促进晶内铁素体转变.含As的钢中加入稀土元素La后,船板钢的先共析铁素体相区缩小,贝氏体组织变得细小.     

低碳Ti-Nb系列钢焊后显微组织和性能

研究了焊接热模拟工艺参数中,冷却时间t8/5对Ti-N和Ti-Nb-N两种成分系列钢热影响区（HAZ）显微组织和冲击韧性的影响,用光学显微镜和电子显微镜（SEM,TEM）观察了不同试样的HAZ中,铁素体（F）和粒贝组织的特征,特别是M-A组元的形态、数量和分布,分析了不同冷却速度产生的显微组织和冲击韧度的关系,探讨了微量合金元素Ti、Nb、N的添加对焊后试样HAZ组织和韧性所起的作用。结果表明,随t8/5趋缓,Ti-N系列钢中F数量增加,粒贝数量减少,M-A组元由长条状变为方块状,韧性相应大幅提高,而Nb的添加抑制了F的生成,有利于产生侧板条状粒贝,对韧性的改善不利。     

超低碳BH钢变形抗力和连续冷却转变热模拟

采用Gleeble-1500热模拟试验机,对两种超低碳烘烤硬化(BH)钢的变形抗力和动态连续冷却转变进行研究,观察了两种试验钢在不同变形和冷却工艺条件下的热变形和连续冷却转变组织。结果表明,在1100℃、应变速率1s-1时,两种试验钢均发生了动态再结晶,Ti+Nb超低碳BH钢的变形抗力比Ti+V超低碳BH钢高出约20MPa;在900℃、应变速率1s-1时,Ti+Nb超低碳BH钢发生了动态回复,Ti+V超低碳BH钢则未发生动态回复。两种试验钢在相同热变形条件下的组织形貌及晶粒尺寸差别较大。在不同连续冷却速度下,两种试验钢的金相组织均为多边形铁素体,铁素体晶粒均随着冷速的增加而细化。Ti+Nb超低碳BH钢铁素体晶粒较为细小,形状不规则,Ti+V超低碳BH钢铁素体晶粒则较为粗大,形状规则。     

热处理对车轮钢中夹杂物的形态和分布的影响

通过金相显微镜、扫描电镜对车轮钢（CL50）铸态/热轧态和热处理态组织中夹杂物的形态分布进行研究,并利用能谱对夹杂进行成分分析。结果表明,在S含量极低的情况下,CL50车轮钢中氧化物夹杂主要呈球形或多边形,随机分布,在轧制过程中不发生变形;增大S含量,铸态组织中开始出现球状、串珠状以及条状MnS-氧化物复合夹杂物,且有在晶界聚集的趋势,主要分布于网状铁素体或者孤岛铁素体中;热处理后夹杂物则分布于网状铁素体中,说明夹杂物在一定程度上促进铁素体的形核。在890℃热处理过程中夹杂物形态和分布没有明显变化。     

药芯焊丝焊缝中先共析铁素体的数量预测

合理控制低合金高强钢药芯焊缝金属中的先共析铁素体含量,对获得理想的焊缝性能具有重要意义。将焊缝凝固过程中的偏析效应引入基于扩散控制增长的先共析铁素体生长机制,指出成份偏析效应改变了先共析铁素体生长温度和时间区间,从而影响偏析微区内先共析铁素体的体积比例,建立了预测和分析药芯焊丝焊缝中先共析铁素体体积比例的模型,与实际试验结果有很好的吻合。     

焊接热输入对X100管线钢粗晶区组织及性能的影响

采用热模拟技术、显微分析方法和力学性能测试等手段,对X100管线钢在不同焊接热输入下粗晶区的组织及性能的变化规律进行了研究.结果表明,随着焊接热输入的增加,X100管线钢的强韧性降低.当热输入为10kJ/cm左右时,焊接粗晶热影响区的显微组织以贝氏体铁素体和粒状贝氏体为主,这种组织赋予材料以最佳的强韧性水平;当热输入为20kJ/cm左右时,焊接粗晶热影响区的显微组织以粒状贝氏体和准多边形铁素体为主,材料有较好的强韧配合;而当热输入大于30kJ/cm时,由于多边形铁素体增多,材料的强韧性降低.因此可将10～20kJ/cm作为X100管线钢的推荐热输入.     

一种X100管线钢埋弧焊丝的研究与开发

从高强度低合金钢(HSLA)焊缝熔敷金属中的针状铁素体和贝氏体形核机理出发,选择Mn-Ni-Mo-Cr作为焊丝设计的主要合金系,以微合金元素Ti,B,Ce促进针状铁素体形核,降低C,Si,P,S,N元素的影响,并将碳降至超低碳水平,以适应大热输入焊接;与此同时保证Mn,Mo,Cr元素含量以弥补降低碳、硅带来的强度损失....