冷却速率对Ti-Zr处理钢针状铁素体转变的影响

 大线能量焊接技术在低合金钢中的广泛使用降低了低合金钢的低温韧性,向低合金钢中添加适量的钛、锆元素可以促进针状铁素体形核,细化晶粒组织从而提高低合金钢的低温韧性。为了研究Ti-Zr处理钢中针状铁素体转变机理,使用25 kg真空感应炉中熔炼试验所需钢种,向低合金钢中添加了0.04%钛元素和0.014%锆元素;利用高温激光共聚焦显微镜原位观察了冷却速率对针状铁素体转变行为的变化;使用扫描电镜观察了Ti-Zr处理钢中的夹杂物成分和针状铁素体在夹杂物表面形核,使用光学显微镜观察不同冷速下的微观组织变化差异。试验发现,随着冷却速率从1增加至10 ℃/s,侧板铁素体的开始转变温度从770.2降低至632.4 ℃,针状铁素体的开始转变温度从731.5降低至612.6 ℃,针状铁素体的面积分数从47.91%增加至68.04%,针状铁素体与侧板铁素体的面积分数比值从1.34增加至3.54,针状铁素体与侧板铁素体的开始转变温度与结束转变温度差的比值从0.52增加至0.83,针状铁素体与侧板铁素体的面积分数之比与其转变温度区间之比存在正比例关系;不同冷却速率下,Ti-Zr处理钢中的主要夹杂物为ZrO₂-TiN-MnS,并且ZrO₂-TiN-MnS夹杂物可以有效促进针状铁素体形核;一方面是因为生成的贫锰区增加了铁素体转变驱动功;另一方面是因为ZrO₂-TiN-MnS夹杂物与铁素体有良好的晶格匹配关系降低了针状铁素体在夹杂物表面形核的界面能。     

开发的石油化工抗HIC容器用SA-516Gr65钢板的组织和性能

开发的SA-516 Gr65钢板(12.70 ～28.58 mm)(/％:0.13C,0.26Si,0.89Mn,0.006P,0.0007S,0.33Ni,0.062Alt)经150 t BOF-LF-RH-CC-TMCP流程生产.结果 表明,经880 ～910℃正火后钢板屈服强度344～417MPa,抗拉强度485...     

冷却速度对La脱氧钢中晶内铁素体形成的影响

采用光学显微镜、带能谱的扫描电子显微镜等分析技术观察了不同冷速下La脱氧钢的显微组织,并绘制了静态连续冷却转变图．实验结果发现,在4~10℃·s-1的冷速范围内,钢中会有大量晶内铁素体形成,其中在8℃·s-1冷却时可以获得大量细小且弥散分布的晶内针状铁素体．La脱氧钢中含La夹杂物与α-Fe相有较低错配度,其中La₂O₂S夹杂物与α—Fe相的品格错配度最小为0．2％,钢中含La夹杂物均可诱导晶内针状铁素体形核并可促进感生形核．进而细化组织．      

Effect of Aluminum and Titanium Treatment on Non-Metallic Inclusions and Microstructures of CGHAZ in HSLA Steel

The Effect of A1 and Ti treatment on non-metallic inclusions and microstructures of coarse-grain HAZ in HSLA stee1 was investigated in this paper based on experiments and thermodynamic calculations.The results showed that the inclusions in A1 treated steel were mainly aluminum oxides and titanium nitrides which could not promote the formation of acicular ferrite microstructures.Microstructure of coarse-grain HAZ in A1 treated steels consists of heavy grain boundary ferrite and ferrite side plate.The inclusions in Ti treated steel were A1,Ti,Mg,Ca composite oxides with size in the range of 0.5-3μm and titanium nitrides with size less than 0.3μm.Ti composite oxide could promote the formation of acicular ferrite and microstructures of coarse-grain HAZ in Ti treated steel consists of grain boundary ferrite,small amounts of ferrite side plate and large amounts of intragranular acicular ferrite.The size of grain boundaries ferrite was increased and the amount of ferrite side plate was decreased with the increase of soaking time at the peak temperature.The amount of grain boundary ferrite and the size of acicular ferrite were also increased with the increase of cooling rate during ferrite phase formation.     

冷却速率对薄带连铸低碳钢微观组织的影响

摘要：为了探究冷却速率对薄带连铸低碳钢微观组织的影响,采用相变仪设备对铸带重新加热并进行不同冷却速率冷却,采用光学显微镜、场发射电子探针和电子背散射衍射等手段对微观组织和针状铁素体形核所利用的夹杂物进行了分析。结果表明,铸带经1200℃保温3min后,原奥氏体晶粒尺寸约为150～650μm,可以满足晶内针状铁素体形核对原奥氏体晶粒尺寸的需要。在2～5℃/s的冷却速率范围内,试样中得到了大量的针状铁素体组织,冷却速率为2℃/s的试样中大角度晶界所占比例约为60%;当冷却速率大于20℃/s,针状铁素体的形成受到抑制。铸带中针状铁素体形核所利用的夹杂物是Ti-Al-Si-Mn-O+MnS复合夹杂物。     

Microstructure and Transformation Characteristics of Acicular Ferrite in High Niobium-Bearing Microalloyed Steel

 The transformation behavior and microstructural characteristics of a low carbon high Nb-bearing microalloyed pipeline steel have been investigated by deformation dilatometry and microstructure observation. The continuous cooling transformation curves (CCT) of the tested steel was constructed. High Nb content and deformation enhancing the formation of acicular ferrite; the microstructures are range from PF, QF to AF with increasing cooling rates from 0.5 to 50℃/s and dominated by acicular ferrite in a broadened cooling rate higher than 5℃/s. The chaotic microstructure consists of non-equiaxed ferrite and interwoven ferrite laths distributed high density dislocations and sununits. The results of isothermal holding show that acicular ferrite microstructure is formed in region of 550-600℃. With the holding time or temperature increased, some low misorientations boundaries change to high misotrentationn as dislocations moving and grain boundaries coarsening.     

20MnSi中夹杂物对针状铁素体形成的影响

 通过热模拟试验对20MnSi连续冷却过程中的相变规律进行了测定,通过电石、硅钙线脱氧及热处理得到了含有晶内针状铁素体试样,利用显微硬度仪对针状铁素体聚集区进行了显微硬度的测定,利用光学显微镜对晶内针状铁素体进行了形貌观察,利用扫描电镜和能谱仪对诱导针状铁素体生成的夹杂物的性质进行了分析。结果表明,20MnSi中可以形成晶内针状铁素体的冷却速度范围为5～20 ℃/s;能够诱发针状铁素体组织形核的夹杂物主要为MnS夹杂,其次为MnO·SiO2和MnS·SiO2夹杂,并且3类夹杂物的尺寸主要在小于3 μm的区间内;MnS夹杂促进针状铁素体形核是由应力-应变能和惰性界面能等原因共同造成的;高温加热和等温保温有利于使贫锰区减弱或消失,不利于针状铁素体的形成;高熔点夹杂物有利于诱导针状铁素体的形核,复合夹杂物和镶嵌存在的夹杂物可以为针状铁素体的形核提供多个合适的形核区,有利于促进多个针状铁素体的同时形核、长大。     

TMCP工艺海洋平台用钢EQ51的开发

 通过研究轧制温度、冷却速度和终冷温度对显微组织和力学性能的影响,最终确定了EQ51的最佳控轧控冷工艺参数。试验结果表明,当冷却速度不小于5 ℃/s时,有利于抑制多边形铁素体相变,促进针状铁素体和粒状贝氏体相变;为了避免两相区轧制出现混晶现象,终轧温度控制为790 ℃;终冷温度为570 ℃时,所得显微组织为针状铁素体和粒状贝氏体;经工业轧制的TMCP工艺EQ51钢板强韧性良好;当焊接输入线能量为50 kJ/cm时,焊接接头性能优异;落锤性能的[tNDT]为－55 ℃,满足船级社规范的低温韧性要求。开发的钢板获得了ABS船级社认证证书,并成功应用于某船厂自升式平台CJ50项目。     

低碳针状铁素体显微结构研究

通过应用金相和电子显微分析,对含有微量非金属夹杂物的含钛低碳钢在不同冷却条件下的显微组织进行研究,发现铁素体精细的显微结构对钢的机械性能有显著影响。其中针状铁素体之间细小的马氏体的存在与数量对钢的抗拉强度和低温冲击韧性起关键作用。     

抗硫化氢腐蚀容器钢Q345R(R-HIC)的生产实践

讲述了邯钢抗硫化氢腐蚀容器板Q345R(R-HIC)的生产实践。详细介绍影响抗硫化氢腐蚀性能的主要因素,制定相应的工艺方案。重点控制钢中有害元素磷和硫的含量,使w［P］≤0.012%,w［S］≤0.002%;有效控制非金属夹杂物,尤其是控制A类和C类夹杂物的含量在最低水平;同时维护铸机设备,保证铸坯内部质量。试制产品各项性能满足标准GB 713—2008要求,并且此钢种的抗氢诱导裂纹(HIC)、硫化物应力腐蚀开裂(SSCC)试验性能也完全满足GB/T 8650—2006和GB/T 4157—2006标准要求。     

高强钢焊接氢致裂纹断口微观形貌的研究及模式化

采用插销实验和扫描电镜观察方法详细研究了焊缝扩散氢含量和非金属夹杂物对10Ni5CrMoV低碳中合金高强钢焊接热影响区氢致裂纹断口微观形貌的影响。结果得出,扩散氢含量是影响氢致裂纹断口微观形貌的主要因素,在插销净截面应力300～800MPa的范围内,加载应力对延迟扩展区断口形貌无明显影响。钢中硫化物夹杂的增加使扩展区形貌从IG_(HE)向MVC_(HE)转变,而含氧化物夹杂钢则转为QC_(HE)。作者提出了一个新的适于解释氢致裂纹扩展第Ⅱ阶段断口微观形貌的竞争开裂模式,从而从氢致裂纹本质机制上圆满说明了上述实验结果。     

SPA-H钢弯曲开裂原因分析

SPA-H钢板在用户制作集装箱时出现弯曲开裂的质量问题,应用扫描电镜、能谱仪、光学显微镜对弯曲开裂样品开裂部位的非金属夹杂物、成分偏析等进行分析,并对比分析了弯曲未开裂样品。经过观察发现,弯曲开裂样品在钢板1/4厚度部位严重的磷偏析割裂了钢板组织的连续性和金属的流动性;以及裂纹源附近的硫化锰夹杂物较多,破坏了基体的连续性,大颗粒的氧化铝夹杂物易形成应力集中,成为裂纹源。严重的磷偏析和较多的非金属夹杂物共同作用致使钢板在弯曲时开裂。     

奥氏体化温度对Ti–Zr处理钢中针状铁素体转变的影响

Ti、Zr的复合氧化物可以有效诱导针状铁素体形核,从而细化晶粒。为了研究Ti–Zr处理钢中针状铁素体转变机理,使用25 kg真空感应炉中熔炼试验所需钢种,向低合金钢中添加了质量分数为0.038%钛和0.008%锆。利用高温激光共聚焦显微镜原位观察了奥氏体化温度对针状铁素体转变行为的变化,使用扫描电镜观察了Ti–Zr处理钢种的夹杂物成分和针状铁素体在夹杂物表面形核,使用光学显微镜观察不同奥氏体化温度下的微观组织变化差异。结果表明,随着奥氏体化温度从1250 ℃增加至1400 ℃,奥氏体晶粒尺寸从125.6 μm 增加至279.8 μm,针状铁素体开始转变温度和侧板条铁素体开始转变温度先增加,在1350 ℃条件下达到最大值,后又降低,针状铁素体的体积分数由39.6%增加至83.6%;Ti–Zr处理钢中核心为Zr–Ti–O,外部为Al–Ti–Zr–O的氧化物为核心表面析出MnS的复合氧化物主要集中在1.5～3 μm,可以有效促进针状铁素体形核,贫Mn区和夹杂物与铁素体之间的良好晶格关系为该型夹杂物能够促进针状铁素体形核机理。奥氏体晶粒尺寸的增加导致多边形铁素形核位点的减少和针状铁素体的形核空间的增加,钛锆复合处理形成大量的有效诱发针状铁素体形核的夹杂物,这共同导致了针状铁素体体积分数增加。      

Heavy plate production: demand on hydrogen control

Abstract

Hydrogen in steels causes various types of cracking, which occur when the amount of hydrogen in a steel reaches a critical level. This phenomenon results from excessive internal hydrogen pressure, and is associated with the formation of cracks at material imperfections, for example non-metallic inclusions. Consequently, cracking can be prevented either by avoiding an excessive amount of hydrogen or by increasing the critical level for cracking. These two cases are demonstrated from the points of view of steelmaking and plate production. In certain applications, the hydrogen content in a steel may be increased by the absorption and diffusion of atomic hydrogen produced on the metal surface by a corrosion reaction, for example in a wet H₂ S environment. This phenomenon can lead to hydrogen induced cracking (HIC). The damage mechanism as well as the main strategy to prevent hydrogen induced cracking is described in detail.     

稀土处理C-Mn钢显微组织和夹杂物演化

对稀土处理C-Mn钢的夹杂物和显微组织进行分析,统计稀土处理C-Mn钢中针状铁素体形核核心尺寸,并将稀土处理钢在不同温度下淬火,研究稀土夹杂物生成和长大过程.实验结果表明:C-Mn钢加入少量稀土后钢中夹杂物从MnS＋硅铝酸盐夹杂转变为La₂O₂S＋LaAlO₃＋MnS＋硅铝酸盐夹杂,尺寸得到细化,显微组织也从马氏体＋贝氏体组织变成侧板条铁素体、针状铁素体和块状铁素体组织;稀土处理C-Mn钢中针状铁素体有效形核核心的尺寸集中在1~4μm,主要是在钢液中形成,冷却和凝固过程形成的数量较少;稀土夹杂物在钢液温度和冷却及凝固过程容易碰撞黏合长大,上浮从钢液中去除,MnS能在稀土夹杂物颗粒间析出.      

AH60中厚板延伸性能不合原因的分析及改进

针对AH60钢板,在生产中存在部分延伸性能不合的现象,采用光谱分析、SEM以及EDS等多种分析手段对其化学成分、断口、非金属夹杂物和显微组织进行了分析,认为:将碳含量控制在0.15%~0.16%范围,并且通过合理的电磁搅拌方式,减轻铸坯中心偏析,提高钢的韧性,从而可提高AH60钢板的延伸性能     

管线钢抗氢致裂纹（HIC）性能影响因素浅析

通过工业生产中X60/X65管线钢的抗HIC性能试验,分析了非金属夹杂物、显微组织等对管线钢抗HIC性能的影响,并对出现裂纹的断面进行了扫描电镜分析,结果表明,MnS夹杂物和带状组织是影响抗HIC性能的主要因素。     

屈服强度460MPa级耐候钢及其焊接性能

通过连续冷却相转变行为的研究,利用试验轧机成功试制了24mm厚,屈服强度460MPa级耐候钢板,并分析了钢板微观组织、力学性能、腐蚀性能以及焊接性能。连续相转变行为和钢板试制结果表明:精轧温度不大于850℃,厚度压下率不小于0.6,冷速为4~15℃/s和终冷温度不大于465℃可得到以针状铁素体(3~10μm)和多边形铁素体(5~15μm)为主的钢板,其屈服强度不小于480MPa,抗拉强度不小于635MPa,伸长率不小于23%,-40℃冲击功不小于209J。对试制钢板进行了热输入量为72kJ/cm的双丝埋弧焊接试验,无焊前预热和焊后热处理,得到了无缺陷焊接接头,焊接热影响区-40℃冲击功不小于100J;粗晶区的高韧性与其晶内铁素体为主以及少量晶界铁素体和上贝氏体的微观组织有关。72h周浸试验结果表明:试制钢种的耐大气腐蚀能力比普碳钢Q345B提高了46%。     

经TMCP处理的ABS-EQ47海工厚板钢的组织性能

 以工业生产的ABS-EQ47钢为对象,研究了奥氏体连续冷却相变行为,在中试工厂使用热机轧制（thermo-mechanical control process, TMCP）工艺成功开发出35mm和40mm 厚钢板,考察了钢板经单道次模拟焊接热循环后的组织性能。结果表明,所开发钢板的组织为针状铁素体+细粒状贝氏体,屈服强度(Rp0.2)高于500MPa,抗拉强度(Rm)高于630MPa,伸长率(A)大于20%,在-60℃下横向Charpy冲击吸收能量(KV2)大于200J。TMCP型钢板的屈强比低于同成分调质（QT）钢板的屈强比,但其Rm高于QT型钢板。模拟焊接热输入为30kJ/cm时,粗晶区HAZ试样的KV2不低于40J。     

冷却速率对奥氏体不锈钢凝固过程影响的原位观察

通过采用激光共聚焦扫描显微镜对AISI304奥氏体不锈钢的凝固过程进行了原位动态观察研究.发现当冷却速率为0.05℃·s-1时,奥氏体不锈钢以胞状晶方式凝固,其凝固模式为FA模式,即δ铁素体相先从液相中形核并长大,γ相在1 448.9℃时通过与液相发生包晶反应(L+δ→γ)在δ铁素体相界形成,当温度降到1 431.3℃时液相消失,δ铁素体相通过固态相变转变为γ相,富Cr贫Ni的残留铁素体位于胞状晶之间.当冷却速率为3.0℃·s-1时,奥氏体不锈钢以枝晶方式生长,冷却到1346.4℃时包晶反应在液相与δ铁素体相界之间进行,其残留铁素体位于枝晶干,与冷却速率为0.05℃·s-1时相比,其残留铁素体的数量增多,残留铁素体富Cr贫Ni的程度减轻.