不同状态下冷却速度对NM400耐磨钢组织的影响

以NM400耐磨钢为研究对象,应用Gleeble-1500热模拟机分别研究了静态下和动态下冷却速度对NM400耐磨钢组织的影响。结果表明:在静态下冷速为5℃/s时得到的组织为铁素体+贝氏体,随着冷速的增加贝氏体转变范围增加,当冷速为30～50℃/s时得到的组织为贝氏体+马氏体组织;而动态下冷却速度为0.5～1.0℃/s时组织为多边形铁素体+粒状贝氏体;冷速为5～15℃/s时粒状贝氏体组织转变为板条贝氏体组织,冷却速度在20℃/s以上,组织主要是贝氏体+马氏体。通过动态连续冷却组织的分析,建议直接淬火工艺为:冷却速度应该大于15℃/s以便得到贝氏体组织或者贝氏体和马氏体的混合组织,冷却开始温度应该在800～850℃,而冷却结束温度在400～450℃。     

热处理工艺对Mn-Mo-Nb-B低碳微合金钢组织和力学性能的影响

利用SEM、电子探针、纳米压痕及高温变形热模拟机,研究低碳合金钢在不同热处理工艺下组织及力学性能的变化规律。结果表明,冷却速度不同时,合金钢中贝氏体的显微组织不同。当冷却速率为0.50~1.00℃/s时,钢中组织为准多边形铁素体和粒状贝氏体;冷却速度为3.00~10.00℃/s时,组织变为针状铁素体和板条贝氏体。针状铁素体组织的相变温度为620~600℃之间;试验钢中准多边形铁素体硬度最低,板条贝氏体硬度最高,贝氏体组织的本征硬度与维氏硬度均随冷却速度的增加而增大,且基体本征硬度对合金钢维氏硬度的变化起主要作用。     

冷却速度对超低碳微合金钢组织和性能的影响

利用Formaster-F全自动相变测量装置对超低碳微合金钢进行不同冷却速度的热处理,采用金相显微镜观察试验钢的微观组织,采用450SVD数显维氏硬度计测量试验钢的维氏硬度。结果表明,当冷却速度＜1 ℃/s时,试验钢的显微组织均为多边形铁素体,维氏硬度平均最大值为177.0 ;当冷却速度达到3 ℃/s时出现准多边形铁素体,维氏硬度平均最大值为187.3 HV5;当冷却速度达到5 ℃/s时钢的显微组织中出现粒状贝氏体,此时维氏硬度平均最大值为193.3 HV5;20 ℃/s时出现贝氏体铁素体,准多边形铁素体消失,维氏硬度平均最大值为221.6 HV5;当冷却速度达到50 ℃/s时钢中出现马氏体,显微组织为三相组织即粒状贝氏体＋贝氏体铁素体＋马氏体,维氏硬度平均最大值达到224.0 HV5;冷却速度达到165 ℃/s后,钢中的显微组织仍为三相组织,此时试验钢的平均维氏硬度值达到本试验的最大值263.3 HV5。在所有的冷速下,试样中均未发现珠光体。HV5     

07MnCrMoVR水电钢的生产工艺及组织性能

采用激光共聚焦扫描显微镜对07MnCrMoR水电钢奥氏体晶粒长大的动态过程进行了原位观察,并对其静态CCT曲线进行了测定,利用淬火机和热处理炉对38 mm厚的试验钢进行了淬火和回火试验。结果表明:试验钢在1200℃以下加热时奥氏体晶粒长大趋势不明显;当冷却速率为0.05~0.25℃/s时,试验钢的组织转变为多边形铁素体+珠光体,冷却速率为0.5~20℃/s时转变为贝氏体组织,冷却速率为20~50℃/s时转变为马氏体组织;930℃淬火后,试验钢的组织转变为板条贝氏体+马氏体,600℃回火后转变为铁素体+回火贝氏体,大量的碳化物在铁素体基体上析出,其屈服强度为602 MPa,抗拉强度为713 MPa,-20℃低温冲击吸收能量为259 J,力学性能高于国家标准的要求,为最佳的调质生产工艺。     

Q420qE钢形变奥氏体连续冷却转变研究

采用膨胀法在Gleeble-3500型热模拟试验机上测定了Q420qE桥梁钢以不同冷速连续冷却时的膨胀曲线,并结合显微组织观察和维氏硬度测量,绘制出了试验钢的形变奥氏体连续冷却转变曲线(CCT曲线)。研究表明,随着冷速的增加,试验钢的显微组织由铁素体+珠光体逐步转变为针状铁素体+粒状贝氏体;并初步确定试验钢两阶段变形后的控冷工艺窗口为5~10℃/s。在该冷速范围内,试验钢组织为由针状铁素体、粒状贝氏体和M-A岛构成的多相组织。     

高性能桥梁钢Q370qE-HPS过冷奥氏体连续冷却相变行为

利用Gleeble 1500D型数控动态热-力学物理模拟试验机,针对新近研发的Q370q E-HPS高性能桥梁钢进行了过冷奥氏体连续冷却相变行为研究。结果表明,当冷却速度小于5℃/s时,形成铁素体+珠光体组织,当冷却速度在8℃/s~15℃/s时,形成针状铁素体+贝氏体组织。Q370q E-HPS高性能桥梁钢铁素体转变温度区间为700~800℃,贝氏体转变温度区间为550~700℃,与传统正火工艺桥梁钢Q370q E相比较,Q370q E-HPS钢转变开始温度高。Q370q E-HPS钢两阶段变形后的冷速≤5℃/s时形成均匀细小的铁素体+珠光体组织,可作为控冷阶段的参考冷速。     

大热输入焊接用EH40船板钢焊接热影响区组织转变与力学性能

河钢集团采用氧化物冶金技术开发出了大热输入焊接用EH40船板钢，利用DIL805L淬火相变膨胀仪结合焊接热模拟技术，研究了EH40船板钢焊接热影响区(HAZ)连续冷却转变行为和不同冷却速度下HAZ的组织转变。同时，采用Gleeble-3800热模拟试验机对EH40船板钢进行焊接热模拟试验，并对其焊接HAZ力学性能进行了测定。焊接HAZ连续转变曲线(SHCCT)表明，当冷却速率≤1 ℃/s时，主要发生铁素体/珠光体转变；随着冷却速率增大至2 ℃/s时，贝氏体开始析出;当冷却速率在2～3 ℃/s时，发生铁素体/珠光体和粒状贝氏体转变；当冷却速率在5～10 ℃/s时，发生铁素体/粒状贝氏体转变；而且随着冷却速率增大，粒状贝氏体所占比例逐渐升高；当冷却速率增大至15 ℃/s时，开始出现板条状贝氏体；当冷却速率在30～100 ℃/s时，开始出现马氏体，并且马氏体所占比例逐渐升高。另外，焊接热模拟和冲击试验结果表明，经过200 kJ/cm热输入焊接热模拟后，EH40船板钢HAZ在-40 ℃下的平均冲击吸收能量为205 J，远大于国标要求的41 J。采用扫描电镜及配套的能谱仪对EH40船板钢焊接HAZ析出粒子进行了分析，结果表明(Ti,Mn,Si,Mg)Ox-MnS粒子可以作为形核质点促进焊接HAZ针状铁素体的形成，有效地提高了焊接HAZ的低温韧性。     

高强紧固件用B7钢开发

采用热模拟方法研究了B7钢的连续冷却的相变行为、等温相变行为及组织演变规律,制定了控轧控冷关键工艺,并在生产线上成功试制了24~28 mm规格的产品。结果表明,当冷却速度小于0.8 K/s时,B7钢组织以珠光体和铁素体为主;冷却速度为0.8~1 K/s时,组织以贝氏体为主;而冷却速度大于1 K/s时,组织以马氏体为主;珠光体和贝氏体的鼻尖温度分别在675℃和400℃左右。工业试制24~28 mm规格B7钢组织以珠光体和铁素体为主,调质处理后,抗拉强度≥860 MPa,屈服强度≥720 MPa,断后伸长率≥16%,-101℃的冲击吸收能量≥27 J。     

WQ960E工程结构用钢CCT曲线的测定与分析

利用DIL805A型淬火变形膨胀仪,测定了WQ960E工程机械用钢以不同冷却速度连续冷却时的膨胀曲线,并结合金相-硬度法,获得该钢的过冷奥氏体连续冷却转变曲线(CCT曲线).根据CCT曲线,结合光学显微镜与扫描电镜分析结果,研究了冷却速率对相变组织演变规律的影响.结果表明:当冷速为0.06℃/s时,相变组织为铁素体(F)+粒状贝氏体(GB);冷速为0.2℃/s时,组织为粒状贝氏体(GB);冷速为0.5℃/s时,开始出现板条贝氏体(LB);冷速为5℃/s时,出现马氏体(M).     

控轧后的冷却速度对Q420qENH园林钢组织和力学性能的影响

对15 mm×100 mm的Q420qENH园林钢试样,在Gleeble-3800型热模拟试验机上进行控制轧制和控制冷却。采用金相显微镜、扫描电镜和透射电镜等设备研究了控轧后的冷却速度对Q420qENH钢显微组织和力学性能的影响。结果表明:控制轧制后以6～18℃/s速率冷却的钢的力学性能均达到了要求,以12和18℃/s速率冷却的钢的强度高于要求值49 MPa以上,屈强比小于0.85;随着冷却速度从2℃/s提高至18℃/s,钢的组织从铁素体+少量珠光体转变为以粒状贝氏体为主的组织,M/A岛面积分数和平均尺寸减小,不同取向晶粒的尺寸减小;随着控轧后冷速的增大,钢中小角度晶界的比例减小,大角度晶界的比例增大;控轧后以不同速度冷却的Q420qENH钢的晶粒尺寸与屈服强度之间存在线性关系,控轧控冷的园林钢的屈服强度可采用拟合的霍尔-佩奇公式预测。     

Ti-V复合微合金化高强钢CCT曲线的测定与分析

利用热模拟试验机研究了Ti-V复合微合金化高强钢的相变规律,采用热膨胀法和金相法测定了试验钢的CCT曲线,分析了不同的冷却速度对试验钢组织和性能的影响规律。结果表明,当冷却速度为0.1～5℃/s时,室温组织为珠光体和铁素体;当冷却速度达到10℃/s时,室温组织为珠光体、铁素体和贝氏体;当冷却速度为15～50℃/s时,室温组织为贝氏体和铁素体;当冷却速度小于20℃/s时,试样的显微硬度随着冷却速度的增大而显著增加;当冷却速度为20～50℃/s时,显微硬度随冷却速度的增大而缓慢增加。     

汽车用非调质钢49MnVS3的动态连续冷却转变行为

在Gleeble-3500热模拟试验机上进行49Mn VS3钢的变形-连续冷却膨胀测定,结合金相-硬度法得到试验用钢的动态连续冷却转变曲线(CCT曲线)。结果表明:49Mn VS3钢的Ac1、Ac3分别为741℃、803℃。当冷却速度为0.5~5℃/s时,得到组织为铁素体和珠光体;冷却速度为7℃/s时,主要为细长的针状铁素体+块状铁素体+珠光体+少量贝氏体;10~15℃/s时发生贝氏体转变;15℃/s出现马氏体转变;冷速为20~40℃/s时,则只发生马氏体转变,得到完全的马氏体组织。随着冷却速度的增加,硬度呈先缓慢增大后线性上升。     

Q390钢焊接CCT曲线的测定

模拟Q390钢焊接工况,利用热膨胀法通过Gleeble1500热模拟机测定Q390钢的连续冷却转变曲线(CCT曲线).采用光学显微镜、扫描电镜对不同冷却速度下的试样进行显微组织观察及分析,通过对Q390钢连续冷却特性的分析和比较得出Q390钢的SH-CCT曲线.结果表明,SH-CCT曲线分为3个区域,高温区的铁素体+珠光体转变区,中温区内的贝氏体转变区,低温区的马氏体转变区.在0.015～0.1℃/s的冷却速度范围内获得铁素体+珠光体+粒状贝氏体的整合组织;在0.5～1℃/s冷却速度范围内有大量的粒状贝氏体组织生成;当冷却速度大于25℃/s时,有马氏体与残余奥氏体整合组织生成.     

高强贝氏体非调质钢的奥氏体连续冷却相变

采用DIL805L热膨胀仪,研究了Si-Mn-Mo系贝氏体非调质钢奥氏体连续冷却转变过程(CCT曲线),分析其显微组织及硬度、强度的变化。结果表明,试验钢在小于7℃/s较宽冷速范围内均可获得贝氏体+铁素体组织,且贝氏体以粒状贝氏体+板条贝氏体2种形态存在。随着冷却速度增加,显微组织逐渐转变为以马氏体为主,同时晶粒细化作用增强,硬度及抗拉强度增加。可以通过对转变组织的控制,得到综合力学性能良好的贝氏体钢。     

冷却工艺对Q500qE桥梁钢组织与性能的影响

以高强度桥梁钢Q500qE为对象，研究不同冷却工艺对其组织和性能的影响规律。研究表明，低速冷却(5℃/s)工艺所得组织以粒状贝氏体为主，M/A岛尺寸粗大，虽然屈强比较低，但强度偏低，韧性较差；高速冷却(25℃/s)工艺所得组织以板条贝氏体为主，M/A岛呈球状或棒状，强度和韧性均得到较大提升，但屈强比偏高；分段冷却(20℃/s+空冷+20℃/s)工艺所得组织为多边形铁素体+板条贝氏体+粒状贝氏体的复合组织，M/A岛细小弥散，屈强比最低，韧性最高，综合性能最佳。     

热处理工艺对含铜超高强度船板钢组织和性能的影响

研究淬火和回火温度对含铜超高强度船板钢的组织及力学性能的影响。结果表明,试验钢通过控轧控冷工艺(TMCP)可以获得板条贝氏体加少量粒状贝氏体的复合组织。经过直接回火后,获得贝氏体组织,可以满足F550级超高强船板钢的性能要求;通过淬火+回火工艺后,获得回火贝氏体和少量索氏体组织,可以满足F620级超高强船板钢的性能要求。     

厚规格Q690D高强钢板的连续冷却转变行为

通过Gleeble-1500热模拟试验机,结合微观组织观察和硬度测试,绘制了Q690D厚规格钢板以不同速度连续冷却至室温的CCT曲线。结果表明,当冷速较低时,组织中存在先共析铁素体和珠光体区域,但其范围较小;冷却速度为3 ℃/s时,组织中出现板条贝氏体。试验钢在较宽的冷速范围内能够获得粒状贝氏体、粒状贝氏体+板条贝氏体组织。冷速达到15 ℃/s时,组织中即出现马氏体,试验钢淬透性较好,硬度值变化不明显。从试验钢板的调质组织观察发现,厚度截面不同位置的硬度值差异很小,组织特征相同,说明热模拟试验的结果同实际生产的厚规格钢板的组织及硬度具有高度的一致性。     

冷却速度对X80管线钢焊接热影响区组织性能的影响

利用Gleeble 3500热模拟试验机,建立了X80管线钢焊接热影响区的连续冷却转变曲线(SH-CCT曲线),采用金相分析、显微硬度测试和夏比冲击试验,分析了X80管线钢焊接粗晶区在不同冷却速度下的组织转变和性能变化规律.结果表明:当冷却速度低于0.3℃/s时,粗晶区组织为多边形铁素体和少量珠光体或粒状贝氏体的混合物,具有较好的冲击性能,但硬度较低;当冷却速度为0.3～2℃/s时,粗晶区中的粒状贝氏体和MA岛状组织增多,且晶界模糊,其冲击性能较差;当冷却速度在2～30℃/s时,热影响区组织以粒状贝氏体为主,MA岛状组织的形状和分布均匀,具有优良的冲击性能;当冷却速度大于30℃/s时,随着冷却速度的增加,粒状贝氏体的含量逐渐减小,而贝氏体铁素体的含量逐渐增多,硬度升高,冲击性能下降.     

550MPa级桥梁钢形变奥氏体连续冷却转变行为研究

采用Gleeble-3500热模拟试验机模拟了550 MPa级桥梁钢板热变形奥氏体的动态连续冷却转变过程,结合金相法绘制实验钢的CCT曲线,并对相变组织进行硬度和拉伸性能测试。结果表明,当冷却速度小于1℃/s时,钢的冷却组织为粒状贝氏体,其基体为铁素体;当冷速为5℃/s时,转变组织中开始出现少量板条贝氏体,为粒状贝氏体+板条贝氏体的混合组织,且粒状贝氏体岛状组织明显沿板条界面分布;随冷速继续增大,粒状贝氏体减少,板条贝氏体特征更加明显。随冷速的增大,组织细化,连续冷却转变组织硬度增加,强度升高。     

500 MPa级高建钢形变奥氏体连续冷却转变行为研究

采用Gleeble-3500热模拟试验机模拟了屈服强度500 MPa级高建钢热变形奥氏体的动态连续冷却转变过程,结合金相法绘制试验钢的CCT曲线,并对相变组织进行维氏硬度测试。试验结果表明,当冷速低于2.5℃/s时,形成多边形铁素体、针状铁素体和珠光体的混合组织;在5~30℃/s的冷速范围内,形成针状铁素体和粒状贝氏体的混合组织;在冷速50℃/s时,开始出现少量板条贝氏体组织。随着冷速的增大,组织细化,连续冷却转变组织硬度增加。试验钢两阶段变形后的控冷工艺窗口为5~25℃/s。