Microstructure and Properties of Mo Microalloyed Cold Rolled DP1O00 Steels

Two kinds of ultra-high strength cold rolled dual phase steels have been developed by designing C-Si-Mn-Cr and C-Si-Mn-Cr-Mo alloy systems. Tensile strength and elongation of both steels exceed 1 100 MPa and 10%, respectively. The microstructures of both steels consist of massive martensite and ferrite. And the massive martensite of Mo-free steel disperses in the ferrite with volume fraction of 64%. However, the massive martensite of Mo-containing steel is connected or closed by small martensite islands each other, and martensite volume fraction is 69%.As to Mo-free steel, the yield strength, yield ratio, and work hardening exponent n are 548 MPa, 0.49, and 0.26,respectively. As for Mo-containing one, the yield strength, yield ratio, and n value are 746 MPa, 0. 66, and 0.33,respectively. Besides, the ferrite of Mo-free steel is deformed at the initial stage of plastic deformation. However,for Mo-containing one, Mo solution strengthened ferrite and small overaged martensite islands are deformed preferentially at small strain, which causes the yield strength to reach approximately 200 MPa higher than that of Mo-free steel.     

980MPa级冷轧双相钢组织性能研究

为研究980 MPa级C-Si-Mn-Nb系冷轧双相钢组织性能,在试验室冶炼该钢并采用临界区保温+两段式冷却+过时效处理的工艺进行热处理。研究表明,试验钢的屈服强度为476 MPa,抗拉强度为1 021 MPa,伸长率为15%,n值为0.29;试验钢热轧组织为(F+P),铁素体晶粒尺寸约为3.3μm;退火组织为(F+M),马氏体体积分数约为63%。微合金元素Nb的添加,起到细晶强化和析出强化的作用。与热轧组织相比,连续退火板带状组织得到明显改善,试验钢表现出良好的强韧性匹配。     

Microstructure and Properties of Mo Microalloyed Cold Rolled DP1000 Steels

  Two kinds of ultra high strength cold rolled dual phase steels have been developed by designing C Si Mn Cr and C Si Mn Cr Mo alloy systems. Tensile strength and elongation of both steels exceed 1100 MPa and 10%, respectively. The microstructures of both steels consist of massive martensite and ferrite. And the massive martensite of Mo free steel disperses in the ferrite with volume fraction of 64%. However, the massive martensite of Mo containing steel is connected or closed by small martensite islands each other, and martensite volume fraction is 69%. As to Mo free steel, the yield strength, yield ratio, and work hardening exponent n are 548 MPa, 049, and 026, respectively. As for Mo containing one, the yield strength, yield ratio, and n value are 746 MPa, 066, and 033, respectively. Besides, the ferrite of Mo free steel is deformed at the initial stage of plastic deformation. However, for Mo containing one, Mo solution strengthened ferrite and small overaged martensite islands are deformed preferentially at small strain, which causes the yield strength to reach approximately 200 MPa higher than that of Mo free steel.     

1300 MPa级Nb微合金化DH钢的组织性能

设计了不同相构成的超高强DH钢,抗拉强度均大于1300 MPa,组织由铁素体、马氏体、残留奥氏体和极少量碳化物构成。对比了不同相构成对超高强DH钢力学性能和应变硬化行为等的影响,并深入研究了残留奥氏体在超高强度DH钢中的作用机制。结果表明:随着马氏体和残留奥氏体体积分数的增大,铁素体体积分数的减小,实验钢屈服和抗拉强度同时升高,而延伸率呈先增大后减小趋势。软韧相铁素体体积分数的减小和硬相马氏体体积分数的增大导致屈服强度和抗拉强度增加。相对于回火马氏体,淬火马氏体对强度的提升更显著,在拉伸过程中转变的残留奥氏体的量是引起延伸率变化的主要原因,组织中显著的带状组织会造成颈缩后延伸率的明显降低。通过对应变硬化行为的分析表明,随着真应变的增大,应变硬化率呈减小的趋势,在真应变大于2%后的大范围内,对于应变硬化率,DH1>DH2>DH3,主要与铁素体体积分数有关;在真应变大于5.73%后,DH2钢的应变硬化率高于DH1钢和DH3钢,主要与DH2钢中更显著的TRIP效应有关。除了残留奥氏体体积分数,残留奥氏体中的碳含量对TRIP效应同样有显著的影响。较高比例的硬相马氏体组织结合适当比例的软韧相铁素体和残留奥氏体有助于DH2钢获得最良好的强塑积13.17 GPa·%,其中屈服强度达880 MPa,抗拉强度达1497 MPa,均匀延伸率为6.71%,总伸长率为8.8%,颈缩后延伸率为2.09%,屈强比0.59。      

退火工艺对780 MPa冷轧多相钢组织及性能影响

为了研究退火工艺对780 MPa冷轧多相钢组织及性能影响,采用万能试验机、场发射扫描电镜(SEM)、综合成形试验机及电子探针(EPMA)对两种具有相同成分、抗拉强度均为780 MPa但具有不同屈强比和扩孔性能的多相钢进行了相关研究,结果表明热处理工艺对试验钢组织、力学性能及扩孔性能有着重要影响,采用两相区退火时马氏体岛...     

高碳贝氏体钢的低温转变组织与性能

摘要：采用光学与扫描电子显微镜、X射线衍射等手段研究了不同等温温度（300、250、200℃）对于高碳（质量分数0.79%）贝氏体钢低温转变样品的相含量、组织尺寸和力学性能的变化规律。结果表明,随贝氏体等温温度的降低,贝氏体最终转变量更高,贝氏体铁素体板条和薄膜状残余奥氏体宽度、块状残余奥氏体尺寸减小,抗拉强度升高,塑韧性降低。300℃的贝氏体抗拉强度为1525MPa,贝氏体铁素体宽度是116nm,而200℃的贝氏体铁素体板条尺寸达到62nm,抗拉强度达到1 928MPa。研究发现,在未充分转变的贝氏体样品中,尺寸大于4.7μm的块状残余奥氏体在冷却过程中易发生马氏体相变,而小于该尺寸的残余奥氏体比较稳定,可以保留到最终组织中。     

屈服强度1100 MPa级超高强钢热处理组织及性能

摘要：随着工程机械向大型化轻量化方向发展,超高强钢的市场需求越来越大且综合性能要求越来越严格。结合5000mm宽厚板生产线及热处理装备,研究淬火过程中淬火温度对屈服强度1100MPa级超高强度钢组织及力学性能的影响。结果表明,淬火温度决定了合金元素的溶解和分布状态、原始奥氏体晶粒尺寸,影响试验钢的综合力学性能。不同淬火温度下,基本微观组织为板条马氏体。随着淬火温度的升高,原奥氏体晶粒尺寸增大;当淬火温度由840℃升高至990℃时,原奥氏体晶粒平均尺寸由9.0μm增加到22.5μm。采用900～930℃淬火及350℃回火的热处理工艺,试验钢可获得最佳的强韧性匹配,此时屈服强度为1125～1155MPa、抗拉强度为1306～1335MPa、断后伸长率为12.5%～14.0%,布氏硬度为415～419,－40℃冲击功为80～100J,抗拉强度与布氏硬度比值范围在3.10～3.20之间,满足标准GB/T 28909—2012对Q1100E的要求。     

Effect of quenching process on microstructure and properties of DZ2 steel for high speed train axle

The effect of quenching process on the microstructure and properties of DZ2 steel used for high speed train axles is revealed by means of OM, SEM, EBSD, room temperature tensile test and low temperature impact test. The results show that after twice quenching at 850℃ and tempering at 650℃, the optimum mechanical properties of DZ2 steel were obtained. The tensile strength, yield strength, elongation after fracture and impact energy absorption at -40℃ of DZ2 steel are 874MPa, 773MPa, 24% and 222J, respectively. Moreover, the prior austenite grain, martensite packet and block are the finest, with the size of 14.9, 6.9 and 1.32μm, respectively, which are 14.3, 5.2 and 0.35μm finer than those after quenching at 950℃ and tempering at 650℃, respectively. And it is found that finer prior austenite grain boundaries, packet boundaries and block boundaries can effectively inhibit the crack propagation and improve the low temperature toughness, resulting in the ductile brittle transition temperature of DZ2 steel significantly reduced from -103℃ to -136℃.     

高温与应力耦合作用下Cr-Co-Mo-Ni齿轮轴承钢微观组织演变

 对热处理态的高温Cr-Co-Mo-Ni齿轮轴承试验钢在500℃下进行不同应力的持久试验,采用内插法得到500℃,500h的断裂强度为1022MPa;借助金相显微镜、扫描电镜和透射电镜等仪器观察试验钢持久试验前后的微观组织变化。结果表明：500℃条件下,随着加载持久应力由1150MPa降低至950MPa,试验钢断裂时间由96.4h延长至845.8h,基体中碳化物平均尺寸由0.3μm长大到0.5μm以上,所占面积分数由1.65%上升至3.85%;随着持久应力的降低及断裂时间的延长,马氏体板条束发生剪切变形—碎化—重新排列的变形过程,位错密度呈下降趋势;持久断裂前后,试验钢基体中析出相均为M6C型碳化物。     

淬火工艺对高速列车车轴用DZ2钢组织性能的影响

摘要：采用OM、SEM、EBSD、室温拉伸试验和低温冲击试验,揭示了淬火工艺对高速列车车轴用DZ2钢组织和性能的影响。研究结果表明,经850℃两次淬火和650℃回火后,DZ2钢获得了最佳的力学性能。抗拉强度、屈服强度、断后伸长率和-40℃冲击吸收能量分别为874MPa、773MPa、24%和222J。该工艺条件下原始奥氏体晶粒、马氏体板条束和板条块最为细小,其尺寸分别为14.9、6.9和1.32μm,较经950℃淬火和650℃回火后的分别细化了14.3、5.2和0.35μm,可有效抑制裂纹的扩展,提高低温韧性,韧脆转变温度由-103℃显著降低至-136℃。     

调质低碳贝氏体钢的组织和性能

研究了C-Mn-Mo-Cu-Nb-Ti-B系低碳微合金钢915℃淬火和490~640℃回火的调质工艺对钢的组织及力学性能的影响.用扫描电镜和透射电镜对实验钢的组织、析出物形态和分布以及断口形貌进行观察,采用X射线衍射仪分析钢中残余奥氏体的体积分数.结果表明:调质后,实验钢获得贝氏体、少量马氏体及残余奥氏体复相组织,贝氏体板条宽度只有250 nm,残余奥氏体的体积分数随着回火温度的升高而降低,经淬火与520℃回火后残余奥氏体的体积分数为2.1%.调质后析出物的数量激增,6~15 nm的析出物占70%以上.实验钢经过915℃淬火与520℃回火后,其屈服强度达到915 MPa,抗拉强度990 MPa,-40℃冲击功为95 J.细小的析出物及窄的板条提高了钢的强度.板条间有残余奥氏体存在,改善了实验钢的韧性.      

预处理组织对低碳钢IQ&P工艺下组织及性能影响

采用γ单相区和γ+α双相区轧制并淬火工艺以及双相区再加热-淬火-碳配分(IQ&P)工艺,研究预处理组织对低碳钢室温状态多相组织特征及力学性能的影响规律.实验用低碳钢经两种工艺轧制并淬火处理,获得马氏体和马氏体+铁素体的预处理组织,再经双相区IQ&P工艺处理后均获得多相组织.马氏体预处理钢的室温组织由板条状亚温铁素体、块状回火马氏体以及一定比例的针状未回火马氏体和8.2%的针状残余奥氏体组成;马氏体+铁素体预处理钢由板条状亚温铁素体、块状和针状未回火马氏体以及14.3%的短针状或块状残余奥氏体组成.在相同的双相区IQ&P工艺参数下,预处理组织为马氏体的钢抗拉强度为770 MPa,伸长率为28%,其强塑积为21560 MPa·%;而预处理组织为马氏体+铁素体的钢抗拉强度为834 MPa,伸长率增大到36.2%,强塑积达到30190 MPa·%,获得强度与塑性的优良结合.      

基于热模拟试验的双相钢盘条热轧工艺设计

 采用Gleeble 1500热模拟试验机模拟了ER70S-6钢在高速线材生产中的精轧和冷却工艺,并根据模拟试验结果绘制了ER70S-6钢的动态CCT曲线图, 优化了获得双相组织的精轧和冷却工艺。结果表明,在845℃变形后以大于10℃/s冷速冷却,ER70S-6钢可以获得含约11%马氏体的双相组织;冷速大于30℃/s时变形组织的晶粒尺寸较小,约4. 2μm。变形后以大于30℃/s的冷速冷却,ER70S-6钢可以获得晶粒尺寸细小、马氏体含量稳定的双相组织。通过热模拟试验的指导,在高速线材轧机上成功生产出晶粒尺寸约8. 2μm、马氏体含量约11. 5%的双相组织盘条。     

超细晶钒微合金化双相钢性能

研究了钒微合金化对高强双相钢微观组织及性能的影响。与Fe-0.186C-1.5Mn-0.3Si-0.008N参照钢相比,加入0.14%V带来如下效果:(1)在冷轧及退火状态铁素体晶粒高度细化;(2)严重推迟在连续退火过程中铁素体向奥氏体转变的初始动力学;(3)慢冷条件下铁素体开始转变温度稍微提高,但珠光体和贝氏体转变被抑制,导致淬透性提高;(4)在临界退火温度≤740℃时观察到未溶渗碳体;(5)750℃/180 s退火后铁素体相中发现大量V(C,N)析出(平均直径7.4 nm),而马氏体(奥氏体)中析出物稀少,尺寸更大(平均直径13.4 nm);(6)不含钒参照钢抗拉强度随马氏体体积分数增量为~16 MPa/%,而含钒钢由于晶粒细化和铁素体选择强化,强度随马氏体含量变化增量相当低(~4 MPa/%),在马氏体体积分数45%变软。     

屈服强度700MPa级冷成形用热轧带钢的开发

 采用SiMnTiNb低C钢成分、运用TMCP技术在1450mm热连轧生产线上成功开发了一种屈服强度700MPa级热轧超高强冷成形用钢。测定了开发钢的连续冷却相变（CCT）曲线,研究了其析出强化规律,测试了带钢的力学性能和冷弯性能,研究了其焊接性能。结果表明,其组织为4~5μm细晶粒铁素体+贝氏体+少量马氏体,铁素体晶粒中含Nb-Ti沉淀相。超高强度的获得归功于细晶强化+相变强化+析出强化。所开发的热带钢冷弯成形性和焊接性能良好。     

CSP流程生产经济型热轧双相钢的工艺与组织性能

 为了在CSP产线上开发新一代经济型热轧双相钢,并确定生产的最佳成分和工艺,介绍了在武钢CSP生产线进行580MPa级热轧双相钢的工业化生产试制情况。分别采用C-Mn-Si系和C-Mn-Si-Cr系钢为原料,通过控制轧制和基于超强冷却设备的控制冷却工艺,成功开发出抗拉强度580MPa级热轧双相钢。通过比较分析2种成分钢的力学性能和微观组织,结果表明：经济型的C-Mn-Si系钢相对于C-Mn-Si-Cr系钢具有屈服强度低、屈强比小、伸长率大的特点,虽然马氏体量相对较少,但具有马氏体呈岛状更加均匀分布在铁素体晶界上等典型双相钢的特征,同时提出了生产过程中控制铁素体析出量和促进马氏体形成的具体措施。     

Effect of cold rolling on the structure and mechanical properties of austenitic corrosion-resistant 10Kh18N8D3BR steel

The effect of section rolling of austenitic corrosion-resistant 10Kh18N8D3BR steel at room temperature on its structure and mechanical properties is studied. During section rolling, the steel acquires a lamellar-type structure consisting of α′-martensite lamellas and retained austenite, and the fraction of α′ martensite increases to 70% at a true strain ? ≈ 4. In the initial state, the yield strength of the steel is 285MPa and the relative elongation is 60%. Cold plastic deformation to ? ≈ 0.4 increases the yield strength to 1010 MPa. Further deformation is accompanied by higher hardening of the steel: the yield strength increases to 2050 MPa at ? ≈ 4, and the relative elongation decreases to 2%.     

超高强韧油井管合金设计与高强韧机制

 为了揭示1 000 MPa级低碳加铌钒钛微合金钢的高强韧机制,研究了S1(w(C)=0.09%)与S2(w(C)=0.17%)两种合金成分的油井管钢成分-工艺-组织-性能关系。试验表明,两种成分试验钢经水淬后的组织分别为板条贝氏体加少量马氏体和马氏体加少量贝氏体的复相组织。两种成分钢经过450~600 ℃、30 min的中温回火后,组织中均出现碳化物析出,且S1试验钢回火后的屈服强度基本不变,抗拉强度下降了约70 MPa,S2试验钢回火后的屈服强度与抗拉强度迅速升高170 MPa左右。溶度积公式的计算结果表明,两种钢的水淬组织中铌、钛元素析出彻底且析出物的体积分数都很小,因此回火铁素体基体中的VC析出强化对S1试验钢回火后屈服强度保持不变以及S2试验钢回火后屈服、抗拉强度提高起到重要作用。     

含钛中锰钢淬火-配分组织及力学性能

为了研究淬火配分含钛中锰钢的组织与力学性能,借助扫描电子显微镜,透射电子显微镜、电子背散射衍射技术与万能拉伸试验机、磨粒磨损试验机等,分析与测试了含钛中锰钢在165～240℃淬火380℃配分处理后组织、强度、塑性与磨粒磨损性能.结果 表明,试验钢淬火-配分组织主要为板条状一次马氏体、块状二次马氏体及残余奥氏体,同时含有...     

深冷对逆相变处理中锰钢组织性能的影响

为了研究原始组织状态对逆相变退火中锰钢微观组织和力学性能的影响,对淬火处理的中锰钢再进行-74℃深冷处理,采用SEM、EBSD、XRD等手段评价了逆相变退火处理后的微观组织,用单轴拉伸和冲击试验评价力学性能.研究结果表明:淬火态中锰钢的组织由马氏体和体积分数约为33％的残余奥氏体组成,深冷处理后得到残余奥氏体体积分数小...