Fe--22Mn--0.7CTWIP钢的热塑性与断裂机制

基于Gleeble-1500热力模拟试验机测定了Fe-22Mn-0.7C TWIP钢和Q235钢700~1300℃范围内的静态拉伸行为.采用光学显微镜、扫描电子显微镜、能谱仪、电子探针微区分析等技术表征两钢种不同温度下的变形特征和断口形貌.通过分析基体化学成分、相体积分数、晶粒尺寸、凝固缺陷等因素探讨TWIP钢铸态热塑性的变化规律及其影响机制.研究结果表明,Fe-22Mn-0.7C TWIP钢700~1250℃范围内的铸态抗拉强度高于Q235,而其断面收缩率低于40%,且断口均以沿枝晶间断裂方式为主.晶粒细化和控制溶质显微偏析有利于提高TWIP钢热塑性,与基体均质性改善有关.此外,增加应变速率TWIP钢拉伸强度和断面收缩率同时增大.      

SS400含硼钢连铸坯的高温力学性能

 为了避免和减轻SS400含硼钢连铸坯表面裂纹,采用Gleeble-1500热模拟试验机对SS400含硼钢连铸坯的高温力学性能进行了测试,获得其在650～1350 ℃范围内热延塑性和高温强度的特性。试验结果表明,SS400含硼钢连铸坯的高温强度较低,且其高温强度随温度的升高而下降。SS400含硼钢的塑性区间仅在1 000～1 100 ℃温度范围内,该温度范围内试样的断面收缩率均大于90%;SS400含硼钢的低塑性区间较宽,第Ⅲ脆性温度区间为700～950 ℃,主要原因是硼在晶界的偏聚以及BN等第二相粒子在晶界析出后脆化晶界;局部区域的重熔也降低了SS400含硼钢在1 150～1 250 ℃温度区间内的塑性。     

时效温度对贝氏体型冷作强化非调质钢力学性能的影响

 研究了时效温度对一种低碳Mn-B-Ti系贝氏体型冷作强化非调质钢力学性能的影响。结果表明：试验料的强度随时效温度的升高先是增加,并在250℃时存在一个峰值,随后强度又随时效温度的升高而降低,当温度升高到400℃以上时强度明显降低;试验料的塑性和屈强比则随时效温度的升高逐渐增加,其中后者增加的幅度更显著。与未充氢试样相比,试验料拉拔并充氢后的延迟断裂性能显著降低。随着时效温度的升高,充氢试样中的氢含量降低,缺口抗拉强度RBN和延迟断裂强度比R缓慢增加,当时效温度大于200℃时,RBN和R则明显增加。因此,在满足保载永久伸长变形量及强度和塑性要求的前提下,应选择合适的时效温度,以保证材料的延迟断裂性能。     

退火温度对冷轧中锰钢组织性能和断裂行为的影响

 为了系统研究临界区退火和全奥氏体区退火对中锰钢性能的影响,为中锰钢的实际应用提供理论基础,在650~900 ℃范围内系统研究了冷轧中锰钢的显微组织和力学性能,并通过断口形貌观察分析了试验钢的断裂特性。结果表明,试验钢在临界区退火的综合力学性能明显优于全奥氏体区退火。650~750 ℃退火时,抗拉强度在1 000 MPa左右,强塑积超过30 GPa·%,发生韧性断裂,宏观上可以观察到明显的层状裂纹,微观下为大量韧窝;在800~900 ℃退火时,抗拉强度在743~1 154 MPa范围内波动较大,强塑积不足10 GPa·%,断口平整,发生脆性沿晶断裂;退火温度为650 ℃时,组织为片层状和等轴状的奥氏体、铁素体双相及大量渗碳体;随着退火温度的升高,渗碳体逐渐溶解消失,等轴状组织所占体积分数明显增加,奥氏体体积分数也不断增加,在750 ℃时达到52.2%;退火温度为800 ℃时,有马氏体产生,奥氏体体积分数下降;退火温度为900 ℃时,组织基本为马氏体,残留奥氏体体积分数仅为14.6%。     

含硫易切削模具钢高温热塑性行为探讨

为研究易切削模具钢高温热塑性,利用热膨胀仪分析了该材料在不同冷速下的微观组织转变规律及相变点,并绘制了CCT曲线;利用Gleeble-3800试验机模拟研究材料高温拉伸断裂行为,结合断口形貌分析材料热塑性规律。试验结果表明,该材料高温热塑性存在明显的3个区域,分别为第3脆性区、韧性区和第1脆性区。试验钢在950~1 150 ℃范围内变形性能最优,为高温塑性区;950 ℃以下为第3脆性区,断口形貌为韧窝和解理,且随着变形温度的升高,韧窝数量增多,伸长率增加,直至950 ℃拉伸后断口形貌基本上全为韧窝;1 300 ℃及以上为第1脆性区,伸长率随变形温度升高而下降。提高冷却速率,会增加冷却过程中奥氏体内部的热应力,导致在相同温度下变形时伸长率较低冷却速率时小。     

奥氏体化温度对40CrNiMo钢组织和性能的影响

详细研究了奥氏体化温度对中碳调质钢40CrNiMo的淬透性、以0.7℃/s淬火后组织及调质处理后组织和性能的影响.研究结果显示,随着奥氏体化温度从800提高至1000℃,材料的淬透性逐渐增加,尤其是当奥氏体化温度提高至950℃以后,淬透性增加幅度显著变大.当奥氏体化温度为800℃时,组织中存在相对多的铁素体,使得淬火后...     

高铝TRIP钢的高温力学性能

利用Gleeble3500试验机研究汽车用C-Mn-Al系TRIP钢的高温力学性能,测定了零塑性温度和零强度温度,应用差示扫描量热法测定其相变区间,采用扫描电镜和光学显微镜分析了不同拉伸温度对应的断口宏观形貌及断口附近组织组成.该钢种零塑性温度和零强度温度分别为1425℃和1430℃,第Ⅰ脆性区间为1400℃-熔点,第Ⅲ脆性区间为800-925℃.第Ⅲ脆性区脆化的原因是α铁素体从γ晶界析出,试样从975℃冷却至700℃过程中,随着α铁素体析出比例的增大,断面收缩率先减小后增大.基体α铁素体比例为8.1%时（850℃）,断面收缩率降至28.9%;而拉伸温度在800℃以下时,基体α铁素体比例超过16.7%,断面收缩率回升至38.5%以上.该钢种在1275.6℃时开始析出少量粗大的Al N颗粒,但对钢的热塑性没有影响.      

奥氏体不锈钢15Mn-22Cr-0.56N的热塑性和轧制工艺对其性能的影响

通过热模拟试验和20%～60%单道次变形的热轧试验研究了奥氏体不锈钢15Mn-22Cr-0.56N的高温拉伸和压缩塑性以及热轧工艺对组织和机械性能的影响。模拟试验结果表明,该钢最佳热塑性区为1000～1150℃;热轧试验结果表明,15Mn-22Cr-0.56N钢最佳轧制工艺参数为1000～1050℃、40%变形可得到较高的强韧性。     

改进310奥氏体不锈钢长期时效后的组织与性能

借助扫描电子显微镜、透射电子显微镜以及高温、室温拉伸和硬度测试研究了实验室研发的改进310奥氏体不锈钢在700℃长期时效后的组织与性能.700℃时效1000 h后,实验钢在晶界和晶内析出了大量(Cr,Fe,Mo)₂₃C₆、(Cr,Fe)₂₃C₆、σ相和少量的χ相.析出相对实验钢的室温力学性能有明显的强化作用.强度增加,硬度升高20 Hv,同时延伸率仍保持在30%以上.高温下,析出强化效应减弱,延伸率轻微下降.通过断口表面和剖面观察发现,时效1000 h后,实验钢的高温拉伸断口为韧性断裂,未观察到裂纹和孔洞;而室温拉伸断口为脆性断裂,断口附近则观察到σ相中出现裂纹和孔洞.从σ相的脆-韧转变和实验钢基体的室温和高温强度的不同,讨论了在室温拉伸过程中产生裂纹和孔洞的原因,以及时效对室温和高温力学行为的不同影响.      

Nb对V-N微合金化钢高温热塑性的影响

摘要：使用Gleeble热模拟机研究了V-N和V-N-Nb微合金钢的高温热塑性,利用SEM和金相显微镜对热拉伸试样断口形貌和组织进行分析,并通过TEM对析出相进行了表征。结果表明在V-N钢基础上添加质量分数为0.024%的Nb,总体上降低了在第Ⅲ脆性温度区（950~600℃）的热塑性,使塑性低谷区变宽、变深。断面收缩率Z值低于40%的临界温度区间,V-N钢为862~713℃,而V-N-Nb钢在903~700℃以下,塑性低谷区宽度增加了54℃以上。2种钢的Z最低值在750℃,V-N钢为24.5%,V-N-Nb钢为15.5%。A3温度以上,V-N-Nb钢中更多细小的碳氮化物析出是它热塑性低于V-N钢主要原因;A3温度以下,750℃时Z最低值是由薄膜铁素体和碳氮化物析出综合作用的结果,温度降至700℃时Z提高,较厚的晶界铁素体和晶内铁素体生成是Z升高的主要原因。     

Hot Ductility of Ti-V Bearing Microalloyed Steel in Continuous Casting

Hot ductility of Ti-V bearing steel was studied by theoretical calculation and thermal simulation experiment.Meanwhile,microsegregation and precipitates were analyzed.The results showed that elements S,Ti and O were enriched at the grain boundaries,while the hot ductility was deteriorated by inclusions of(Fe,Mn,Si,Al)(S,O)in the interdendritic region.At the temperature of 1 100℃,large TiN particles had little effect on hot ductility.In the temperature range from 975 to 925℃,reduction of area(R.A)declined rapidly from 81.88% to 63.16% with the size of particles decreasing from 40 to 20nm and quantity increasing from 1.4 to 11.9μm-2,respectively.In the temperature range from 875 to 825℃,R.Areduced unobviously from 35.14% to 28.6% with ferric films thickening gradually.The critical stress,88.79 MPa,was equal to tensile strength at 825 ℃.Intergranular fracture was easy to occur with higher critical stress below 825℃.     

Effect of strain rate on high temperature mechanical properties of Q460 continuous cast slab

Gleeble 3500 thermal simulation testing machine and metallographic method were used to test the high temperature mechanical properties of construction steel Q460 continuous cast slab at different strain rates, and the high temperature strength, hot ductility and final room temperature microstructure of Q460 continuous cast slab at different strain rates in the range of 600℃ to 1200℃ were obtained. The results show that when Q460 continuous cast slab is performed at a higher strain rate (10s-1), the reduction of area increases with the increase of the tensile temperature without obvious high temperature brittle zone. But when the strain rate is (10-3s-1), the curves of the reduction of area has two brittle regions. The first one is located at 1100℃ to the melting point temperature, and the second is near 700℃. In general, the reduction of area of this steel grade is greater than 65%, indicating that construction steel Q460 continuous cast slab has good high temperature hot ductility. In addition, under the same strain rate, the tensile strength of Q460 continuous cast slab decreases with the increase of tensile temperature, while the elongation increases with the increase of tensile temperature.     

应变速率对Q460连铸坯高温力学性能的影响

摘要：采用Gleeble-3500热模拟试验机和金相法测试了不同应变速率下建筑用钢Q460连铸坯的高温力学性能,获得了600~1200℃范围内Q460连铸坯的高温强度、热塑性和最终室温组织随拉伸温度和应变速率的变化规律。结果表明,当Q460连铸坯在较高的应变速率（10s-1）下进行高温拉伸时,试样的断面收缩率随着拉伸温度的升高而升高,没有出现高温脆性区;在较低的应变速率（10-3s-1）下进行高温拉伸时,试样的断面收缩率出现了2个脆性区,第1个在1100℃至熔点温度,第2个脆性区间在700℃附近。总体来说,实验钢种的高温断面收缩率均大于65%,表明建筑用钢Q460连铸坯具有较好的高温热塑性。此外,同一应变速率下,Q460连铸坯的抗拉强度随着拉伸温度的升高而降低,而伸长率随着拉伸温度的升高而升高。     

MGH754合金两种固实化状态的热塑性研究

 在Gleeble 1500热模拟试验机上,应用热拉伸方法来研究MGH754合金的热等静压和热挤压状态组织在800 ℃~1 200 ℃范围内的热塑性行为。结果表明：热挤压态组织的塑性峰值出现在1 100 ℃左右,而热等静压态的则是在1 200 ℃甚至更高。同时还发现,由于原始颗粒边界的原因,MGH754合金热等静压态的塑性要比热挤压态的低很多。     

含铌微合金高强度钢Q345C连铸坯的热塑性

 通过Gleeble-2000 试验机研究了Q345C钢连铸坯的高温热塑性。利用扫描电镜、金相显微镜、透射电镜观察了第Ⅰ、Ⅲ脆性温度区内拉伸试样断口部位的显微组织及形貌,分析了动态再结晶、相变、析出物等对微合金化钢高温延塑性的影响。结果表明：在1×10-3/s应变速率下, Q345C钢存在两个脆性温度区,即第Ⅰ脆性区（1200～1300℃）和第Ⅲ脆性区（600～875℃）,无第Ⅱ脆性区出现;最高塑性出现在1050℃左右,断面收缩率（Z）达到85.8%;在第Ⅲ脆性区,沿奥氏体晶界析出膜状铁素体抗拉能力较低,晶界处存在夹杂物以及微合金元素的析出物,是钢的热塑性降低的主要原因。     

含钒低合金钢铸坯高温延塑性研究

采用Gleeble-1500热模拟试验机测试了含钒低合金钢铸坯的高温延塑性,利用扫描电镜、金相显微镜对断口形貌及金相组织进行分析。低合金钢的第Ⅰ脆性温度区在Ts~1 370℃之间,第Ⅲ脆性温度区在915~710℃之间。第Ⅲ脆性区间由奥氏体低温域晶界滑移楔形裂纹造成的沿晶脆性断裂和奥氏体晶界先共析铁素体薄膜造成的沿晶韧性断裂两部分组成。钢中的V对钢的第Ⅲ脆性凹槽的影响比较大,脆化向低温区域延伸。     

钇元素对6.5 % Si无取向硅钢组织、高温拉伸及断裂机制的影响

通过微观组织表征、高温拉伸和断口形貌分析,研究了钇（Y）元素对 6.5 % Si无取向硅钢组织、高温拉伸及断裂机制的影响。研究结果表明,添加Y元素可以在钢液中形成YS和YP的复合析出。YS和YP可以充当异质形核基底,提高形核率,细化凝固组织。热轧组织不均匀,由表层至芯部分别形成等轴晶、等轴晶/拉长晶和拉长晶的混合组织。退火后,热轧变形组织转变为等轴晶,含Y实验钢的退火组织得到明显细化。500 ℃时效处理后,含Y实验钢具备较低的有序度,300 ℃的拉伸断口呈现韧性断裂特征,断后伸长率达到20.2 %。相反,无Y实验钢发生脆性断裂,断后伸长率仅为2.1 %。研究结果证实,Y元素可以通过组织细化和降低有序度提高6.5 % Si无取向硅钢的中温塑性。     

Nb-和V-微合金化对高碳钢热加工性的影响

用Gleeble 1500D热模拟机试验了0.03%Nb、0.03%Nb-0.02%V和0.05%V微合金化0.75%～0.78%C高碳钢280 mm×380 mm铸坯上钻取的Φ10 mm×120 mm试样在1 300～800℃的断面收缩率和抗拉强度。结果表明,第1脆性区≥1 200℃和第3脆性区1 000～800℃V-钢的热塑性优于Nb-V钢和Nb钢。扫描电镜和能谱分析表明,Nb-钢铸坯存在Fe-Nb-C共晶体,加入V的Nb-V钢铸坯存在Fe-Nb共晶体。     

固溶温度对节约型双相不锈钢TRIP/TWIP行为的影响

 通过微拉伸、电子背散射（EBSD）、透射电子显微镜（TEM）等手段,研究了具有亚稳奥氏体相的节约型双相不锈钢在1 000～1 200 ℃范围内不同固溶温度下的组织与性能的演变规律;探讨了固溶温度对形变诱导塑性（TRIP/TWIP）的作用机制。结果表明,随着固溶温度的升高,抗拉强度与伸长率均先升高后降低,而亚稳奥氏体相比例由74%（1 000 ℃）降低到37%（1 200 ℃）;1 050 ℃固溶时,试验钢表现出最佳综合性能,抗拉强度达到960 MPa,伸长率达到62%,强塑积达到60 GPa·%。在经拉伸变形的微观结构中形变诱导马氏体与形变孪晶共存,表明试验钢中亚稳奥氏体相的变形机制主要受TRIP及TWIP共同控制,从而导致其塑性变形过程呈现多阶段应变硬化特征,而钢中铁素体相的变形机制主要变形为位错的滑移。     

固溶态S31042钢高温塑性波动大的原因分析

 为了研究S31042试验用钢短时高温拉伸塑性波动大的原因,采用体视显微镜、金相显微镜、扫描电镜、透射电镜进行了断口形貌和微观组织观察分析,用X射线衍射分析了相应状态试样的萃取粉末。用Thermo-Calc热力学软件进行了相图计算。结果表明：大块簇状的含铌相颗粒分布在晶界和晶内时,固溶态S31042试验钢短时高温（700℃）拉伸塑性较低,伸长率仅28％,而且断裂试样的表面严重龟裂。当钢中的含铌相颗粒细小、独立分布时,短时高温（700℃）拉伸塑性较高,伸长率高达50％,断裂试样的表面没有龟裂。含铌相的形态是固溶态S31042钢塑性波动的原因。因此,改善含铌相颗粒的形态,有益于提高固溶态S31042钢的短时高温拉伸塑性。