高强WSTi544221合金组织与性能研究

研究了轧制变形量对WSTi544221合金棒材显微组织和力学性能的影响,并对Φ10 mm规格的棒材进行不同制度的固溶+时效处理,对比了不同热处理状态下棒材的组织和力学性能。结果表明,随着轧制变形量的增大,WSTi544221合金棒材的晶粒细化程度增大,强度逐渐提高,但塑性变化不大。经870℃×1 h/WC+520℃×6 h/AC固溶+时效处理后,强度与塑性可以获得良好匹配,当抗拉强度达到1 610 MPa、屈服强度达到1 531 MPa时,延伸率和断面收缩率可分别保持在12%和43%。     

超细晶粒38SiMnVB弹簧钢的控制轧制

高强韧性弹簧钢 38SiMnVB(% :0.39C ,1.48Mn ,1.21Si ,0.09V ,0.0019B)经750～820℃温度精轧 ,终轧温度700～720℃轧后缓冷 ,控制轧制后得到的组织为珠光体 +铁素体 ,晶粒度≥ 10级 ,HRC硬度值26 ,抗拉强度 925～1010 MPa ,延伸率45 %～58% ,可以直接进行冷拔。经控制轧制的轿车弹簧用超细晶粒38SiMnVB弹簧钢经 870℃淬火 ,320℃回火后具有极好的综合力学性能 :抗拉强度 2030～2140 MPa ,屈服强度1900～2010 MPa ,延伸率12 %～15 % ,断面收缩率48%～55 %。     

600 MPa级低合金高强钢的组织调控与工艺优化

为了开发并稳定600 MPa级低合金高强钢的生产工艺参数,利用连续退火模拟机对试验钢进行了连续退火试验,并通过扫描电镜和拉伸试验机研究了均热温度和过时效温度对试验钢显微组织和力学性能的影响。结果表明,随着均热温度的升高,试验钢的屈服强度和抗拉强度均逐渐减小,伸长率逐渐增大;随着过时效温度的升高,屈服强度逐渐增大,抗拉强度逐渐减小,伸长率则先增大后减小。试验钢在820 ℃均热、390 ℃过时效时,获得最优的力学性能,其中抗拉强度为627 MPa,屈服强度为493 MPa,总伸长率超过20%。此外,利用透射电镜观察到钢中存在大量的纳米尺度析出物,这些析出物对试验钢强度的提升有较大的贡献。     

终轧温度对高锰奥氏体低温钢组织和力学性能的影响

研究了终轧温度对高锰奥氏体低温钢组织和力学性能的影响。结果表明,终轧温度在800～900℃时,试验钢轧制后均得到奥氏体组织,且随着终轧温度的升高,奥氏体组织晶粒由长条扁平状演变为准多边形状形貌,且组织内孪晶逐渐增多;屈服强度和抗拉强度随着终轧温度的升高逐渐降低,而冲击韧性和伸长率逐渐升高,在850℃终轧温度下,力学性能最佳,得到屈服强度481 MPa、抗拉强度872 M Pa、伸长率48%、-196℃冲击功73 J的高锰奥氏体低温钢。     

电磁脉冲成形建筑用钛合金的组织及性能研究

采用不同工艺参数进行了建筑用Ti-6Al-4V-0.5Cr新型钛合金的电磁脉冲成形试验,同时进行了试验合金显微组织和力学性能的测试与分析。结果表明,采用电磁脉冲成形可获得性能较佳的试验合金,合金抗拉强度可达962 MPa、屈服强度可达891 MPa、断后伸长率可达14.5%。随放电电压从10 kV变大到20 kV或线圈间距从4 mm增至10 mm,试验合金的组织先细化后粗化,力学性能先提高后下降。与10 kV偏低的放电电压相比,当采用15 kV放电电压时试验合金的抗拉强度增大14 MPa、屈服强度增大11 MPa,断后伸长率减小1.2%。与线圈间距4 mm相比,采用7 mm线圈间距时试验合金的抗拉强度增大11 MPa、屈服强度增大9 MPa,断后伸长率减小0.8%。     

不同冷却气体压力对4340M低合金超高强度钢力学性能和变形量的影响

通过对4340M钢力学性能和变形量的测定,研究了不同冷却气体压力对4340M低合金超高强度钢力学性能和变形量的影响。结果表明,零件在871℃加热气淬并经302℃两次回火条件下,气淬时的冷却气体压力选择3×10~5 Pa或4×10~5 Pa为最佳,其热处理后屈服强度和抗拉强度分别高于1 590 MPa和1 910 MPa,延伸率大于13.7%,断面收缩率大于41.5%,零件变形量小于0.5 mm。     

185mm厚S355JR+N-Z35欧标结构钢板的研发

通过成分设计以及复合制坯、轧制、热处理工艺设计,采用Nb、V、Ti微合金化、高温低速大压下、轧后钢板缓冷、正火处理等工艺手段,成功研发了185 mm厚S355JR+N-Z35结构钢板,屈服强度富裕量在40MPa以上,抗拉强度富裕量在50 MPa以上,20℃冲击功平均值大于200 J,平均断面收缩率≥45%,探伤满足"EN10160 S1/E1"标准,钢板的力学性能优良,内部质量良好。     

轧制工艺对高强度船板组织及性能的影响

采用不同控轧控冷技术,以不同轧制工艺生产的20 mm厚的钢板进行试验。利用金相显微镜、扫描电镜对其微观组织及夹杂物进行表征分析,拉伸试验机、冲击试验机对力学性能进行分析。结果表明：在不同的控轧控冷条件下,微观组织主要以铁素体为主,并存在少量的珠光体,晶粒度8级左右;强度在432～489 MPa之间,延伸率28.5%～36.5%之间;II开温度、终轧温度、入水温度基本保持不变的情况下,随着入水温度降低,屈服强度和抗拉强度逐渐降低;II开温度、终轧温度、入水温度基本保持不变,随着入返红度降低,抗拉强度逐渐降低,屈服强度先降低,随后增加,冲击功和延伸率逐渐增加;返红温度从622℃降低到565℃时,珠光体呈现退化趋势。     

热机械控制工艺对热轧TRIP钢力学性能的影响

通过实验室热轧机研究了热机械控制工艺(TMCP)对热轧TRIP钢力学性能的影响.结果表明:在热轧变形过程中应变诱导铁素体相变,低温大变形量造成铁素体晶粒细化.随终轧温度的降低和终轧变形量的增加,残余奥氏体的稳定性增加,相变诱发塑性(TRIP)效果更好.在700 ℃终轧且终轧变形量为50%时,抗拉强度、屈服强度和总伸长率分别达到791 MPa,538 MPa和36%的最大值.     

铌锆合金高温力学性能及变形机制研究

测试了铌锆合金在1 000～1 800℃下的抗拉强度、屈服强度、延伸率和断面收缩率,并对单向拉伸后的断口形貌进行了观察.结果表明:随着温度升高,铌锆合金在高温下的抗拉强度和屈服强度的下降速度由快转慢,且二者逐渐接近;延伸率在1 000～1 200℃温度区间的变化不大,但在1 200℃以上随温度增加而快速增大;断面收缩率...     

60mm厚Q345E-Z35高强度钢板的开发

主要研究采用260mm厚Q345E-T连铸坯料,在2800+2690mm双机架中厚板生产线上试制60mm厚Q345E-Z35高强度钢板的TMCP工艺。试验发现,出炉温度在1150～1200℃,在炉时间控制在240～270分钟,精轧开轧温度860～880℃,终轧温度840～870℃,第二阶段总压下率40%～50%,ACC控冷返红温度650～700℃的工艺生产60mm厚Q345E-Z35高强度钢板时,可得到屈服强度340MPa以上,抗拉强度490MPa以上,延伸率26%以上,-40℃冲击功达到200J以上,断面收缩率大于60%。试验钢板具有优良的的强度、冲击韧性和Z向性能,成功开发出60mm的低冲击温度高强韧性特厚钢板。     

高强度汽车大梁钢800L组织和性能研究

采用低碳、铌钒钛微合金化成分设计及控轧控冷工艺在实验室进行了汽车大梁钢800L研制,研究了化学成分、加热保温温度和轧制及冷却工艺,进行了力学性能测试和显微组织分析.结果表明,试制的800L经1250℃保温后进行两阶段轧制,设定终轧温度860℃,轧后进行层流冷却,终冷温度600℃,得到力学性能优良的800L汽车大梁钢,其屈服强度、抗拉强度、断后伸长率分别为753 MPa、845 MPa、18.5％,180°弯曲试验合格.     

AA6061铝合金冷轧过程中织构的演变与断裂机制

对商业用21.5 mm厚度的AA6061铝合金板材进行520℃/3 h固溶处理后,热轧到10 mm厚度,然后冷轧,冷轧变形量分别为21%、59%、78%和90%。通过拉伸性能测试、取向分布函数(ODF)、扫描电镜(SEM)、背散射电子衍射(EBSD)及透射电镜(TEM)等对该合金在冷轧过程中的织构演变、以及冷轧变形量对合金力学性能与断裂机制的影响进行研究。结果表明:随冷轧变形量增加,AA6061铝合金的变形织构逐渐增强,再结晶织构逐渐减弱;合金的抗拉强度随变形量增大而增加,变形量为90%时抗拉强度从热轧态的220 MPa提高到320 MPa;材料的屈服强度与抗拉强度大致相等,两者的变化相仿;随变形量增加,合金的断裂机制由韧窝型断裂转变为韧窝型断裂与沿晶型断裂并存的混合型断裂;伸长率下降,变形量为90%时,伸长率从热轧态的19%左右下降到4.5%。     

回火工艺对热轧U20Mn2SiCrNiMo贝氏体钢轨组织性能的影响

U20Mn2SiCrNiMo贝氏体钢轨的生产流程为150 t 转炉-LF-VD-280 mm×380 mm铸坯 轧制,终轧930~980 ℃,空冷-340 ℃ 4 h两次回火,空冷。U20Mn2SiCrNiMo钢热轧态(终轧930~980 ℃空冷）和(320 ℃一、二次回火)组织均由贝氏体、马氏体和残余奥氏体组成。力学性能试验结果表明：U20Mn2SiCrNiMo钢轨最佳回火工艺为320 ℃ 4 h空冷+320 ℃ 4 h空冷二次回火,其性能为：屈服强度1242 MPa,抗拉强度1393 MPa,HBW硬度值417,伸长率15.0%,断面收缩率60%,冲击吸收功K_U2 98 J,轨底纵向残余应力+180 MPa。     

锰含量和终轧温度对低成本中钛Q345B钢组织性能的影响

 通过实验室轧制试验,研究不同锰质量分数（0.6%～1.0%）、终轧温度对低成本中钛（质量分数0.04%～0.05%）Q345B钢微观组织和力学性能的影响,同时采用透射电镜观察钢中钛的析出规律。结果表明：锰质量分数为0.8%、终轧温度为850 ℃时,试验钢的屈服强度为491 MPa,抗拉强度为625 MPa,伸长率为33.6%,在满足力学性能条件下能最大限度地降低成本,而钛的析出主要以球形纳米尺寸TiC粒子为主,有少量方形大尺寸TiN粒子。     

热轧工艺对390 MPa级高铁转向架用钢组织性能影响

高铁转向架的服役要求其屈服强度不低于390 MPa,抗拉强度不低于510 MPa,-40 ℃低温冲击功不低于34 J,满足30年服役寿命。研究设计了一种具有高韧性、耐腐蚀和易焊接的试验钢化学成分,通过控制轧制和控制冷却方法,调整其组织和力学性能。经过拉伸试验、冲击试验、扫描电镜对试验钢的力学性能和显微组织进行了检测与分析。结果表明,390 MPa高铁转向架用耐候钢的成分设计合理,各项力学性能符合要求,其中当终轧温度为850 ℃、以7 ℃/s的冷速冷却至550 ℃时综合性能最好,屈服强度为487 MPa,抗拉强度为596 MPa,-40 ℃低温冲击功为216 J。     

超快冷+层流冷却工艺试制Q500q

研究了Q500q钢动态连续冷却转变规律,提出了采用超快冷+层流冷却工艺试制Q500q,试制工艺为第一阶段即粗轧开轧温度≥1 050℃,粗轧阶段累计压下率≥60%,待温厚度为2.5倍成品厚度;第二阶段即精轧开轧温度830～860℃,终轧温度780～810℃;采用超快冷+层流冷却联动方式进行冷却,终冷温度630～650℃,冷却速率在15℃/s。试验钢的金相显微组织由AF+B构成,晶粒度在13级左右,试验钢的屈服强度为538～560 MPa,抗拉强度为647～668 MPa,延伸率≥21%,-40℃低温冲击韧性≥160 J,Z向断面收缩率≥75%。试验钢板具有非常优异的强韧性配比,采用此工艺生产减少了传统工艺中的热处理的工序,降低了工序生产成本,而且试制的钢板仍然能满足国家相关标准的要求。     

SPS制备ODS铁基合金的显微组织与力学性能

对空气气氛下球磨制备的含氧预合金铁基粉末,在900～1 100℃进行放电等离子烧结(spark plasma sintering,SPS)制备氧化物弥散强化(oxide dispersion strengthened, ODS)铁基合金,并进行变形量为50%的热轧和1 000℃/1 h退火热处理。采用X射线衍射仪、光学显微镜、扫描电镜、透射电镜以及拉伸试验等对ODS铁基合金显微组织与力学性能进行表征。结果表明:烧结温度、热轧及热处理对ODS铁基合金的显微组织和性能具有重要影响。随烧结温度升高,原始颗粒界面逐步消除,合金孔隙减小,致密度提高,抗拉强度和显微硬度提高,在900,1 000和1 100℃烧结的合金抗拉强度分别为191,392和814 MPa;900℃烧结的合金经轧制与热处理后,抗拉强度和塑性提高;1 100℃烧结的合金经过轧制后,抗拉强度提高到1 003 MPa,伸长率为6.48%,进一步热处理后,抗拉强度及伸长率分别为915 MPa和9.77%。     

终轧温度对加Ti低合金Q355B钢板组织性能的影响

以钛微合金化的355 MPa级低合金高强度钢为研究对象,将试验钢分别在830、800、750、700 ℃系列温度下终轧,研究了终轧温度对显微组织和力学性能的影响。结果表明,随着终轧温度的降低,屈服强度和抗拉强度呈现不断升高的趋势,伸长率和冲击性能呈现先升高后下降的趋势,在Ar3温度附近终轧,钢板可获得最佳的综合力学性能。不同终轧温度下钢板基体组织均为铁素体+珠光体,在800 ℃终轧钢板晶粒最为均匀细小,830 ℃终轧钢板晶粒较800 ℃终轧相对粗大,750 ℃终轧钢板组织出现混晶现象,700 ℃终轧时,钢板晶粒已经拉长变形,一定程度上出现“纤维状铁素体”。充分细化晶粒可以减轻钢板中的带状组织。     

选区激光熔化成形用GH4169合金粉末的性能

采用真空熔炼-惰性气体雾化法制备了GH4169合金粉末,分析了粉末的粒度分布、颗粒形貌特征,利用选区激光熔化成形技术(SLM)制备了金相、拉伸试样,并分析了显微组织及力学性能。结果表明:气雾化法制备的GH4169合金粉末粒度呈正态分布,粒径主要在25～40μm之间,颗粒为球形或近球形,并且存在一部分"卫星球"粉末;SLM成形的GH4169合金试样退火前的平均屈服强度和抗拉强度分别为637 MPa,981 MPa,平均断后伸长率和收缩率为27.5%,50.0%,退火后屈服强度和抗拉强度增大,断后伸长率和断面收缩率有所减小,拉伸断口主要呈现韧性断裂特征。