超高强复相钢组织调控及强塑性提升机理

通过调控微观组织形貌及各相组织配比,进一步优化超高强复相钢的综合力学性能,并采用扫描电镜(SEM)、电子探针(EPMA)、透射电镜(TEM)等表征手段,研究其强塑性提升机理。研究结果表明,在820℃的(γ+α)临界区温度退火工艺条件下,显微组织由约37%铁素体、49%贝氏体以及14%残余奥氏体(体积分数)组成,其中铁素体组织以再结晶铁素体和先共析铁素体两种形态存在;贝氏体呈块状;残余奥氏体呈不规则颗粒状,主要分布在铁素体晶界处或铁素体与贝氏体相界面间,其晶粒大小与其周围“贫碳区”BCC晶粒尺寸大致成正比。在910℃奥氏体单相区退火时,显微组织由约19%先共析铁素体、61%板条束状贝氏体型铁素体以及厚度在60～130 nm范围的20%片层状残余奥氏体组成,其中贝氏体铁素体以再结晶γ晶粒作为相变的块状基准单元且呈不同位向分布;大角度晶界所占比例达85.4%;基体中V(C,N)第二相粒子为相间析出,析出粒子直径为3～9 nm,平均列间距约31 nm,对材料的强度贡献计算值约为281 MPa。超高强复相钢的综合力学性能与其微观形貌特征、晶体结构和晶体取向、第二相析出粒子、高密度位错以及残余奥氏...     

基于CSP工艺稀土冷轧钢板退火过程中第二相析出对组织织构及演变的影响

在实验室模拟了某钢厂罩式退火工艺,利用金相显微镜、洛氏硬度计、XRD衍射仪和透射电镜研究了稀土低碳钢冷轧板第二相粒子的析出行为对组织织构演变的影响。退火后成品板为饼形晶粒,退火过程中{001}110织构逐渐减弱,{111}织构逐渐增强且在成品板中保留一定量的{112}110织构。退火过程中有Fe3C析出且对组织织构演变影响较小,稀土元素在650℃时依附于Fe3C上析出,起到了稀土元素的微合金化作用,Al N在600℃以上析出,促使再结晶晶粒定向长大对饼形晶粒的形成有重要的作用,热力学及动力学计算表明退火过程中Mn S没有析出,其对组织织构演变影响极小。     

罩式退火铌微合金化汽车钢的强化机理

 通过比较相同冷轧与罩式退火工艺下Mn-Si系和铌微合金化2种汽车用低合金高强钢的显微组织与力学性能,研究微量铌在冷轧罩式退火低合金高强钢中的强化机理。利用OM、SEM、TEM和拉伸试验机分别对2种钢的显微组织与力学性能进行了表征。对比分析表明：相对热轧板来说,2种钢冷轧退火板的铁素体晶粒和第二相析出物的尺寸都有所长大,导致了强度降低。相对Mn-Si钢而言,铌微合金化钢热轧板和冷轧退火板中的铁素体晶粒和第二相析出物尺寸更细小,细小第二相析出物的数量也更多,在相同的伸长率水平下明显提高了强度。冷轧罩式退火板的强化机理分析表明,铌微合金化低合金高强钢的主要强化方式是细晶强化和NbC的沉淀强化;研究认为添加质量分数为0.025%的铌时细晶强化更强烈。     

终轧温度对热轧高强集装箱用钢组织及性能的影响

利用金相显微镜、扫描电镜以及透射电镜等检测设备,研究了不同终轧温度对高强集装箱用钢的组织、性能及第二相粒子析出行为的影响。研究结果表明;不同终轧温度下高强集装箱用钢的组织均由铁素体和少量珠光体组成,铁素体晶粒度均为13.0级;850℃终轧与890℃终轧相比,屈服强度与抗拉强度分别提高32 MPa与26 MPa。理论计算与透射电镜观察结果表明:高强集装箱用钢强度的提高主要是因为850℃终轧时第二相粒子的形核率更高、析出数量更多、粒子间距更小,析出强化效果更加显著。     

微钛处理对含磷钢薄钢板组织和性能的影响

以低碳含磷钢为研究对象,通过分析不同卷取温度时(分别为600、650和700 ℃)热轧态和冷轧退火态的显微组织和力学性能以及退火再结晶动力学行为,研究了微钛(0.015%)处理对钢的组织和性能的影响.研究结果表明,热轧卷取温度对低碳含磷钢的显微组织和力学性能影响很小,但微钛处理后,低碳含磷钢的再结晶动力学受到延迟,特别当卷取温度为600 ℃时,不但热轧态和冷轧退火态的强度提高,而且力学性能对卷取温度和退火温度的敏感性增加;随着卷取温度的降低,热轧态和冷轧退火态的强度提高,且冷轧退火态强度随着退火温度升高而降低的幅度增加.微钛处理对含磷钢组织和性能的影响与钛析出相的粗化行为有关.     

铁素体区热轧Ti-IF钢的组织和性能

试验研究了含0.007%磷的普通Ti-IF(无间隙原子)钢(0.004 5%C-0.07%Ti)和含0.080%磷的高强度Ti-IF钢(0.005 2%C-0.08%Ti)24 mm板在800680℃铁素体区经4道次热轧成3 mm板,再经750℃3h退火后的组织、二相粒子和机械性能。试验结果表明,普通Ti-IF钢的拉伸强度为270 MPa,延伸率为45%,塑性应变比r值1.309,高强度Ti-IF钢的拉伸强度为315 MPa,延伸率44%,r值1.098。两钢板为再结晶铁素体组织,钢板中心组织较边部粗大,但在高强度Ti-IF钢中有FeTiP二相粒子析出。     

钒对Si-Mn系弹簧钢松弛抗力的影响

采用包辛格试验方法和透射电镜研究了0.01%～0.22%V对870～900℃正火,900～920℃淬火,400～460℃回火Si-Mn弹簧钢(%:0.34～0.53C、1.06～1.24Si、1.17～1.36Mn)的松弛抗力、力学性能和析出相的影响。结果表明,在870～920℃随奥氏体化温度增加,钢的强度增加;添加钒能增加钢的滞后环面积和钢的松弛抗力;钢中较合适的钒含量为0.05%～0.10%,含钒钢中有明显第二相粒子析出,0.06%V钢中析出第二相粒子细小。     

钒对T122铁素体耐热钢组织和性能的影响

研究了(%):0.11C- 11.89～12. 19Cr- 1.86～1.90W-0.37～0.38Mo-0.9Cu铁素体耐热钢T122 中 0.14%～0.31%V-0.05%Nb复合强化添加剂中V 含量对钢的组织和性能的影响。结果发现,随V 含量增加, 钢中δ铁素体量增加,室温拉伸强度、650℃拉伸强度和650℃持久强度逐渐降低;当V 含量为0.19%时T122 钢的室温拉伸强度、650℃拉伸强度和持久性能较高。 V 含量变化影响钢中M₂C、MX 和Laves相的析出, 0.19%V-0.05%Nb析出强化效果最好     

轧制压下量对低碳超细晶粒钢Q235B组织及性能的影响

低碳钢Q235B奥氏体化后淬火得到马氏体组织,然后在室温下进行多道次轧制,总压下量分别为50%与70%,随后在500～650℃退火2 min制备低碳超细晶粒钢,研究轧制压下量对超细晶粒钢组织及性能的影响。采用光学显微镜和扫描电子显微镜观察显微组织演变,用能谱仪分析析出物颗粒化学成分,在Instron-5969拉伸试验机上进行拉伸实验。结果表明,冷轧+退火马氏体起始组织可以制备超细晶钢,强度相比原始钢强度提高近一倍。此外,随着压下量的增加,再结晶温度降低,渗碳体颗粒易长大,不利于超细晶钢机械性能的提高。相同退火工艺下,压下量增加,铁素体晶粒及渗碳体尺寸长大,其综合机械性能降低。     

V微合金化热轧双相钢的组织与性能

研究了V微合金化热轧试验钢的组织与性能,并对V(C,N)粒子的析出及其对强度的影响进行了分析.结果表明,试验钢的组织由多边形铁素体、贝氏体和少量马氏体组成,多边形铁素体的平均晶粒尺寸约7μm,试验钢的抗拉强度高于570 MPa,综合力学性能良好.通过透射电镜观察发现,试验钢中有V(C,N)粒子的析出,析出方式主要是在铁素体内随机析出和沿位错线析出.由于第2相粒子的析出,试验钢的强度提高了约45 MPa.     

淬火温度对80mm调质690MPa级低碳贝氏体高强钢板组织性能的影响

通过金相显微镜、扫描电镜、力学性能测试,研究了830～930℃淬火+650 ℃回火对690 MPa高强钢显微组织和力学性能的影响.结果表明:实验钢经两相区830 ℃淬火+650 ℃回火后的组织为板条状铁素体和回火索氏体,其屈服强度较低为679 MPa.淬火温度在完全奥氏体化相区为890～930℃时,随着淬火温度升高,材...     

回火工艺对COST-FB2转子钢组织与性能的影响

利用OM、SEM和TEM等手段研究了回火工艺对COST-FB2转子钢的显微组织与力学性能的影响,结果表明:570℃一次回火后,马氏体板条内有杆状Fe3 C和细小颗粒状的MX,板条界有少量颗粒状碳化物析出;700℃二次回火后,板条内杆状Fe3 C和板条界上颗粒状碳化物消失或转变成M23 C6型碳化物.经570℃一次回火,...     

新型奥氏体耐热不锈钢305B的高温力学性能和组织特征

试验305B钢(/%:0.048C、3.32Si、1.34Mn、19.46Cr、13.32Ni、0.46Nb),304钢(/%:0,050C、0.30Si、0.90Mn、18.05Cr、9.23Ni)和310S钢(/%:0.051C、0.44Si、1.17Mn、25.36Cr、21.32Ni)由200 kg真空感应炉熔炼。通过Gleeble-3800热模拟试验机、光学显微镜和透射电子显微镜研究了试验钢的500～1 000℃的高温力学性能和水冷后的组织,以及利用Thermo-calc软件得出305B钢在15%～25%Cr内的平衡相图。结果表明,在500～1 000℃305B钢屈服强度(500℃-261 MPa,1 000℃-45 MPa)高于304钢和310S钢,305B钢抗拉强度(500℃-536MPa,1 000℃-76 MPa)接近310S钢,但远高于304钢,305B钢NbC析出相使该钢具有高的高温强度;305B钢的高温断面收缩率高于310S钢,低于304钢。     

Effect of Cu contents on aging precipitation behaviors of Cu-rich phase in Fe-Cr-Ni alloy

 Abstract: The precipitation characteristics and effect on strengthening mechanism of Cu-rich phases during short-time and long-time aging in the Super 304H steels with different Cu contents were investigated by the use of X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscope (SEM) and transmission electron microscopy (TEM). The results show that the size of Cu-rich phase particles increases, the distance of Cu-rich phase particles decreases and the density of Cu-rich phases increases with the increase of Cu content during short-time aging (~ 800 h) at 650℃ in the Super 304H steels. During long-time aging (>2000 h) at 650℃, Cu-rich phases precipitate sufficiently and the strengthening effect of Cu-rich phases is preferable in the Super 304H steel with 4% Cu. The strengthening effect of Cu-rich phases in the Super 304H steels with 2.2 % Cu or 5 % Cu is weaker than that with 4% Cu during long-time aging (>2000 h).     

M2高速钢的高温力学性能

在Gleeble- 3800热模拟机上进行了高速工具钢W6Mo5Cr4V2（M2）钢热模拟试验,测试了从650℃到1250℃温度M2钢的高温力学性能,得到了抗拉强度曲线和热塑性曲线,观察了不同温度下试样的金相组织和断口形貌。试验结果表明：M2高速钢的零塑性温度为1220℃,零强度温度为1250℃。良好的塑性温度区为950~1150℃,脆性区主要为1175℃至熔点,在850~950℃存在一个较弱的脆性区。在800℃附近,还存在一个良好的低温超塑性区。分析表明,M2高速钢的高温力学性能与基体组织的相变、碳化物的溶解和低熔点碳化物的熔化有很大关系。     

遇火强化型耐火钢Q420FRE的物理冶金原理与力学性能

 根据微合金纳米第二相在加热升温过程中的析出特点,充分发挥微合金第二相的强化作用,提出了遇火强化型耐火钢技术新思路。与传统耐火钢相比,通过降低钼含量,可以降低钢材成本。遇火强化型耐火钢的生产工艺路径为热轧＋快速冷却,抑制微合金纳米第二相在热轧板冷却过程中析出的同时,获得中低温转变组织。工业试制Nb-V-Ti-Mo复合微合金化遇火强化型耐火钢Q420FRE组织类型为细小的粒状贝氏体,力学性能满足耐火钢标准GB/T 28415—2012的要求,其中室温伸长率和－40 ℃低温冲击韧性优异。经计算,工业试制的遇火强化型耐火钢Q420FRE在600～700 ℃下的纳米MC相沉淀强化增量超过50 MPa。模拟测试表明,工业试制Q420FRE的耐火极限温度接近650 ℃,600 ℃高温回火3 h不失效,空冷至室温后屈服强度上升,具有二次耐火性。     

高强IF钢第二相粒子的应变诱导析出行为

在 Gleeble- 3500型热模拟试验机上,利用应力松弛试验研究了含磷高强IF钢第二相粒子的析出行为。结果表明,微合金元素析出钉扎住了位错与晶界,导致应力松弛曲线呈现出3个阶段的特征。试验用钢的PTT曲线呈现典型的“C”曲线形状,最快析出的鼻子点温度约为850 ℃,在此温度下,第二相粒子析出开始时间与结束时间分别为14和246 s,随着弛豫时间的增加,第二相粒子的析出数量逐渐增多,形貌逐渐粗化,析出粒子为Ti4C2S2 和TiC,主要呈圆形颗粒形貌。由于试验钢种采用磷强化,在析出的第二相粒子中存在棒形和长条形FeTiP,同时由于磷的晶界偏聚,所以FeTiP同样存在晶界析出的规律。     

1800MPa级低合金超高强度工程机械用钢显微组织与力学性能

 设计了一种新型的超高强度工程机械用钢,在中试轧机上进行了不同工艺模拟轧制,对比研究了工艺1（80%变形量+直接淬火+250℃回火）、工艺2（90%变形量+层流冷却快冷至650℃/1h+空冷+250℃回火）和工艺3（90%变形量+空冷至650℃/1h+空冷+250℃回火）3种不同控轧控冷工艺对试验用钢的显微组织和力学性能的影响。结果表明：工艺1条件下试验钢的抗拉、屈服强度最高,塑韧性最好,分别可达到1816,1473MPa,伸长率为9.5%,断面收缩率为45%,室温冲击功为28J,-40℃冲击功为21J,硬度值达到50HRC,认为获得的是板条马氏体+残余奥氏体的复相组织和析出的复合微合金碳化物、ε-碳化物强韧化机制的综合作用;工艺2,3分别得到的是板条马氏体+块状贝氏体+残余奥氏体、板条马氏体+针状铁素体+片层状珠光体+残余奥氏体,力学性能下降明显;第二相析出物主要是Nb,V,Ti的复合析出颗粒。     

Microstructure Evolution in 9Cr Martensitic Steel During Long-Term Creep at 650℃

 Standardarized creep and rupture strength tests were conducted for commercial T91 martensitic heat-resistant steel at 650 ℃ and corresponding microstructure was characterized by BSED, TEM and EDS. The martensitic microstructure degenerated seriously during creep exposure, including martensitic substructure recovering, carbides coarsening, dissolving and precipitating. EDS analysis shows that the M23C6 carbides in different morphologies have dissimilar compositions. The rod/sheet like M23C6 particles within the matrix contain more additions, which might precipitate in situ while fine MX particles were re-solving. The high content of silicon in these rod/sheet like M23C6 carbides is probably related to self diffusion coefficient increasing for the exposed condition at 650 ℃ close to Curie temperature Tc. For those reasons, martensite substructure becomes unstable, and microstructure evolution is accelerated and leads to creep strength deteriorating severely.