配分时间对低碳热轧F-Q&P钢组织性能的影响

摘要：基于合金减量化原则,热轧后采用以超快冷技术为核心的两相区弛豫 淬火配分（F-Q&P）工艺技术,借助OM、SEM、TEM、XRD和室温拉伸等试验手段,研究了配分时间对试验钢组织性能的影响。研究表明：随着配分时间延长,铁素体体积分数逐渐增加,残余奥氏体含量先增加后降低,马氏体的体积分数逐渐减小;抗拉强度降低,伸长率增加,强塑积增加,屈强比较低为0.55～0.60,n值较高为0.14～0.18。配分时间对各相的体积分数、形貌、分布和析出行为有影响。30s配分的试验钢,组织中较多的细长条马氏体、细小铁素体和薄片状残余奥氏体提高了材料的位错密度和均匀变形能力,表现出最优的综合性能。     

QP980淬火-配分钢MAG焊接头组织及力学性能

QP980淬火-配分钢属于第三代先进高强钢,具有强塑积高、成形性好等优点而成为汽车轻量化发展的重要材料。对国内某公司生产的1.5 mm厚的QP980淬火-配分钢采用机器人MAG焊(熔化极活性气体保护焊)进行焊接,分析焊接工艺参数对其焊接接头组织和力学性能的影响。考虑到焊接的淬火作用以及焊接接头的等强匹配原则,采用ER50-6焊丝作为填充材料。研究结果表明,在合适的焊接工艺窗口内,减小焊接热输入有利于提高焊接接头的强度,但对其塑性有不利影响。焊接接头横截面的组织和力学性能变化非常大,焊缝金属区主要由铁素体和珠光体组成,硬度较低,但能达到原始母材的硬度值;靠近焊缝的热影响区主要是完全相变区,该区是由原始母材组织发生奥氏体转变后冷却产生的以板条马氏体为主的组织,硬度较母材有较大提升,该区成为焊接接头的硬化区,而靠近母材的焊接热影响区主要包括两相区和回火区,两相区中部分组织发生了奥氏体转变,冷却后转变的组织较原始组织中的马氏体含量有所降低,硬度略有下降,而回火区是由原始组织中的铁素体、少量奥氏体以及发生了回火的马氏体组成,由于马氏体的回火作用,硬度也略有降低。在该钢的MAG焊中,焊接接头软化现...     

配分工艺对中碳Ti-Mo高强Q&P钢组织和性能的影响

摘要：采用盐浴实验、扫描电镜、透射电镜、拉伸实验和磨损实验等手段,研究了配分工艺对中碳Ti Mo钢组织和性能的影响,分析了不同配分工艺处理下的组织演变和性能变化。结果表明,显微组织主要由回火马氏体、渗碳体、(Ti,Mo)C粒子组成。随着配分时间的延长和配分温度的升高,板条马氏体数量减少,马氏体板条厚度增加,边界钝化。此外,随着配分温度从310℃提高至400℃,抗拉强度、硬度和低温冲击韧性同时下降,分别降低约250MPa、56HV和15J。最后,Ms以下温度配分（310℃）试样的耐磨损性能明显优于Ms以上温度配分（400℃）试样。Ms以下温度配分试样磨损表面形貌以塑性变形为主,Ms以上温度配分试样磨损表面以犁沟为主。     

低碳钢淬火等温碳配分中粒状贝氏体组织演变及性能

利用彩色金相、扫描电镜及拉伸实验等方法,研究了IQPB热处理工艺下低碳硅锰钢在450℃时不同等温时间淬火碳配分工艺对其组织及力学性能影响。结果表明,经不同时间等温碳配分工艺处理,实验钢显微组织基本由粒状贝氏体及粒状组织构成。当配分时间在200~600s时,晶界边缘大块状M/A岛数量逐渐减少,但细小颗粒状M/A岛数量逐渐增多并趋于有序化排列,导致抗拉强度升高,伸长率降低。随碳配分时间延长,细小颗粒状M/A岛又趋于弥散化排列,并且当碳配分时间大于1 200s时出现无碳化物板条贝氏体,其贝氏体板条间的薄膜状残余奥氏体更加稳定,同时受弥散排列的细小颗粒状M/A岛影响,伸长率得到提高,抗拉强度减少。     

淬火-贝氏体区配分工艺及钢的组织性能

 Q&P（Quenching and Partitioning, 淬火配分）工艺在CCE条件下,通过采用[Ms]和[Mf]点之间的最佳淬火温度和低于[Ms]点的配分温度,避免配分阶段的贝氏体形成最终可以得到最高含量的残余奥氏体组织。但试验中得到不足体积分数8%的残余奥氏体含量限制了钢塑性的提高。通过提出淬火-贝氏体区配分工艺,并应用在(0.21～0.29)C-(1.5~2.0)Si-(1.5～2.1)Mn成分钢,得到了体积分数12%左右的残余奥氏体含量和25%左右的伸长率,同时强度保持在1 000～1 100 MPa,强塑积最高达到36.6 GPa·%。不同的淬火温度和配分温度试验结果表明,工艺变化对强度影响较低,伸长率和强塑积随着配分温度的提高而提高,其中270 ℃的淬火温度试样的提高幅度高于245 ℃淬火试样,采用Q&PB工艺得到了无碳贝氏体＋马氏体＋残余奥氏体的三相组织。淬火和贝氏体区配分得到了优异的强度和塑性的结合,为新一代汽车用钢的发展提供新的思路。     

热成形配分工艺对超高强钢组织和力学性能的影响

用热冲压模具研究了超高强度钢30CrMnSi2Nb热冲压配分工艺,测试了两步法淬火和配分处理工艺对超高强度钢的组织演变和强塑性能的影响规律。利用光学电镜(OM)、扫描电镜(SEM)进行了微观组织观察,用X射线衍射仪(XRD)研究了残余奥氏体含量的变化规律。结果表明:热成形配分工艺可明显提高钢的塑性和强塑积;配分过程中,碳配分和均匀化在几十秒内可完成;残余奥氏体含量是决定淬火马氏体钢塑性的主要控制因素。证实了热冲压淬火和配分工艺是一种可获得超高强度兼具高塑性汽车钢板的新型热成形处理工艺。     

配分过程中低碳硅锰系Q&P钢残余奥氏体研究

采用场发射扫描电镜和X射线衍射仪研究配分过程中低碳硅锰系QP钢的组织演变规律,分析残余奥氏体含量的变化规律及其与QP钢塑性之间的关系。结果表明:配分温度在450℃以上和配分时间在200 s以上都会使马氏体和残余奥氏体发生分解,并伴有大量的白色粒状碳化物析出。配分温度和配分时间决定室温下残余奥氏体的含量,配分温度在400℃左右和配分时间在30 s左右,配分过程中残余奥氏体中的碳含量较高,最终稳定到室温的残余奥氏体含量增加;残余奥氏体含量随着配分温度的升高呈先升高后下降的趋势,随配分时间的延长呈逐渐下降的趋势,延伸率与残余奥氏体含量的变化趋势相似。     

回火温度对淬火后30MnB5热成形钢组织与性能影响

将30MnB5热成形钢进行淬火和回火处理,利用扫描电镜、透射电镜、能谱仪和拉伸性能检测等方法研究了不同回火温度后的显微组织和力学性能变化.经200℃保温2 min回火后热成形钢的综合力学性能最佳,抗拉强度为1774 MPa,总伸长率为8%,强塑积达14 GPa·%以上,该性能满足热成形后作为汽车结构件的使用要求;并且随着回火温度的升高,力学性能呈非单调性变化.200℃低温回火后,主要为板条马氏体和ε碳化物,位错密度略有降低,析出的ε碳化物粒子呈针状分布在马氏体板条内,长度方向大小为100 nm左右,并与位错发生钉扎作用.随着回火温度的升高,板条马氏体发生回复和再结晶,板条边界逐渐模糊,并向等轴状铁素体转变,位错密度显著降低,ε碳化物逐渐向低能态的近球形渗碳体转变并粗化至200 nm左右,对位错的钉扎作用也随之减弱.     

600MPa级C-Si-Mn-Cr热轧双相钢的研制

根据鞍钢中薄板坯连铸连轧线的实际条件,通过采用合理的微合金化成分设计以及控轧控冷技术,开发出了600 MPa级C-Si-Mn-Cr热轧双相钢。钢板组织主要由大量铁素体和少量马氏体组成,其力学性能良好,抗拉强度达到600 MPa以上,屈强比低于0.70,延伸率A80大于19.0%,n值高于0.15,满足国家标准要求。     

硫含量对极低屈服点钢组织与性能的影响

摘要：采用Gleeble 3800热模拟试验机、OM、TEM与Vickers 硬度计,研究了不同变形温度下S含量对极低屈服点钢析出相、晶粒尺寸与硬度的影响;结合拉伸和冲击试验考察了S含量对实验室试轧钢板力学性能的影响。结果表明,不同变形温度下,当S质量分数由0.0018%提高至0.0077%,钢中晶粒尺寸发生粗化,硬度降低,析出相的主要类型由TiC变为Ti4C2S2和TiS,析出粒子的尺寸随之增大,分布数量减小。S质量分数为0.0077%的试轧钢板较S质量分数为0.0018%的试轧钢板具有更低的屈服强度且塑韧性并未降低,其综合力学性能更优且完全满足极低屈服点钢的要求。     

卷取温度对深冲DP钢组织性能及织构的影响

为研究深冲织构的演变规律,利用OM、TEM和XRD等技术研究了热轧卷取温度对微碳深冲DP钢组织、性能与织构的影响。结果表明,热轧板主要由铁素体＋珠光体构成,随卷取温度升高,铁素体晶粒略增大,伸长率逐渐上升;热轧板中钼基碳化物的最佳析出温度为700℃;与650和750℃相比,700℃卷取后的退火板能获得较高体积分数（4.0%）马氏体与较细（11.7μm）铁素体的组织特征,同时拥有最强的〈111〉//ND纤维织构和最弱的{001}〈110〉织构,使得其抗拉强度达到455 MPa,塑性应变比r值达1.5。     

直接轧制工艺对中厚板组织与性能的影响

连铸坯直接轧制技术作为一种变革性的绿色钢铁生产流程,目前主要用于超薄带和线棒材生产,近年来国内外逐步开始了中厚板直接轧制工艺的探索性工作.直接轧制工艺与常规热轧工艺相比,具有不同的温度履历和物理冶金学过程.选取Nb-Ti微合金钢为研究对象,从产品组织与性能的角度,探讨中厚板直接轧制工艺的可行性.采用炼钢-连铸-轧制中试...     

回火温度对1500MPa级直接淬火钢组织与性能的影响

设计了一种新型1500MPa级Si-Mn-Cr-Ni-Mo多组元系低合金、超高强度工程结构钢,研究了回火温度对直接淬火钢组织与力学性能的影响.结果表明,抗拉强度随回火温度的升高而不断降低,屈服强度随回火温度升高先升高后下降,延伸率和冲击功均随回火温度升高呈现先升高、后降低、再升高的变化趋势.分析认为,回火过程组织演变的物理机制一方面包括板条马氏体和位错亚结构的回复、再结晶软化过程,另一方面包括残余奥氏体的分解与马氏体中过饱和碳的脱溶及析出第2相的强化机制综合作用.250℃回火后,板条马氏体内析出ε碳化物;400℃回火后ε碳化物明显粗化,产生回火脆性;600℃回火后部分析出相在奥氏体中形核,在马氏体基体内长大和粗化,最终形态为近似球形,另一部分析出相在马氏体内形核、生长,呈现椭球形或矩形.     

Development of medium-to-high carbon hot-rolled steel strip on a thin slab casting direct strip production complex

Medium-to-high carbon hot-rolled steel strip was developed on a thin slab casting direct strip production complex at Essar Steel Algoma Inc. to meet different specifications and special customer requirements. The effects of chemistry, casting and hot rolling process parameters on microstructure and mechanical properties were studied. Soft core reduction, secondary cooling, casting speed, as well as hot rolling and coiling temperature were optimised to achieve the required mechanical properties and other requirements such as ultrasonic test after electric resistance welding, wear resistance and corrosion resistance. These new developed medium-to-high carbon steel grades have extensive applications in oil and gas industries, general manufacturing, construction, automotive and mining equipment.     

Thermomechanical controlled processing of hot-rolled multiphase steel containing Nb

Influence of thermo-mechanical controlled processing(TMCP),including two-stage rolling with laminar cooling,air cooling and ultra-fast cooling,on the microstructure and mechanical properties of three kinds of Nb-microalloeyed steels was investigated by hot-rolling experiment.Effect of chemistry compositions and microstructure on mechanical properties and the relationship between the multiphase microstructure' s formation with TMCP were analyzed.The results showed that the mixed microstructure containing ...     

热镀锌工艺对无Si含P的TRIP钢力学性能影响

利用光学显微镜、透射电镜、X射线衍射和拉伸试验等方法,分析测试了热镀锌工艺对无Si含P的TRIP钢力学性能和微观组织的影响.结果表明:实验用钢可获得780 MPa以上的抗拉强度和24%以上的断后延伸率.在热镀锌工艺中,两相区加热温度和贝氏体等温温度对钢的力学性能影响较小,而贝氏体等温时间的影响最为显著.当贝氏体等温时间由20 s增加到60 s时,实验用钢的屈服强度上升了65 MPa,抗拉强度下降了45 MPa,延伸率大幅度增加,从23.01%增加到27.56%,出现最佳的综合力学性能.无Si含P热镀锌TRIP钢的微观组织由铁素体、贝氏体、残余奥氏体和马氏体组成,随着贝氏体等温时间的减少,钢中残余奥氏体含量和稳定性降低,相应地,马氏体含量明显增加,实验用钢从典型的TRIP钢力学特征慢慢转变为与双相钢相似的力学特征.     

奥氏体化温度对调质Ti-V微合金钢力学性能的影响

研究了奥氏体化温度对调质Ti-V微合金钢力学性能的影响。金相和透射电镜观察揭示了奥氏体晶粒尺寸随奥氏体化温度的变化规律。在850~1200℃的温度范围内,随着奥氏体化温度的升高,奥氏体晶粒尺寸经历了稳定-骤增-稳定三个阶段。抗拉强度和冲击韧性试验结果显示,实验钢的抗拉强度R_m随着奥氏体化温度的升高逐渐增加,而冲击韧性则经历了稳定-降低-升高的过程。一定温度下沉淀相粒子的粗化导致了奥氏体晶粒尺寸的突然增加;随温度升高,合金元素不断固溶所导致的回火后弥散析出的增多和沉淀相粒子的有效钉扎是抗拉强度增加的主要原因,而一定温度下晶粒的不正常长大和尺寸均匀化则是影响实验钢冲击韧性的关键因素。     

Effect of partitioning on microstructure and properties of a medium carbon Ti Mo bearing high strength Q&P steel

In order to investigate the effect of partitioning procedures on microstructure and properties of a medium carbon Ti Mo bearing steel, the salt bath experiment, field emission SEM, TEM and tensile tests as well as wear tests were utilized to clarify the microstructural evolution and property changes treated by different partitioning parameters. The results show that the microstructures consist of tempered lath martensite, cementite and (Ti, Mo)C particles. With prolonging partitioning time or increasing partitioning temperature, the amount of laths martensite decreases and thicker martensite plates with blunt boundaries appear. In addition, with increasing partitioning temperature from 310℃ to 400℃, the tensile strength, hardness and low temperature toughness are simultaneously decreased, and the reduction reaches up to about 300MPa, 100HV and 20J, respectively. Finally, the wear performance of the samples partitioned below Ms is obviously better than that of samples partitioned above Ms. The morphology of worn surface of samples partitioned below Ms is characterized by plastic fatigue morphology, while the worn surfaces of samples partitioned above Ms are mainly dominated by grooves.     

Microstructure and mechanical properties of the hot-rolled Fe16Mn0.6C steel plate

Results presented in this study contribute to investigation of the microstructure and mechanical properties of the hot-rolled Fe16Mn0.6C steel plates.The steel plates have been produced by being hot-rolled at temperatures ranging from 1100℃ to 850℃ in seven passes to 97.5% reduction in thickness and then cooled in a furnace of 650℃.Some plates have been annealed at temperatures ranging from 300℃ to 1100℃ for 5min to 60min,and then followed by water quenching.There are annealing twins in the hot-rolled Fe16Mn0.6C steel.Fe16Mn0.6C steel presents similar ductile behavior as X-IPTM steel,but much higher elongation than commercial martensitic steel (MP) 1000,dual phase (DP) 980,and transformation induced plasticity (TRIP) 980 steels.Fe16Mn0.6C steel experiences γ→ε (-α) transformation in some local regions,but remains mostly austenite during the entire deformation process.Fe16Mn0.6C steel with special mechanical properties can be produced by using the appropriate anneal technology.Twinning induced plasticity(TWIP) effect only occurs in the Fe16Mn0.6C steel annealed at temperature higher than 900℃.