低成本C–Mn–Si系冷轧双相钢连退工艺的研究

冷轧双相钢因其减重和安全性双重优势，已成为汽车用钢首选材料之一。为了提高起经济性，增强市场竞争力，在实验室进行低成本C–Mn–Si系冷轧双相钢连续退火工艺热模拟研究，在适当的工艺参数下可以获得理想的马氏体体积分数、组织形貌和力学性能，经实践生产，完全能够满足用户使用要求，提高了产品经济效益，此实验结果对低成本双相钢DP600工业生产具有一定指导意义。     

冷轧及退火制备的超细晶粒双相Mn12Ni2MoTi(Al)钢

采用XRD,SEM,TEM,硬度测试和拉伸实验研究了冷轧Mn12Ni2Mo Ti(Al)钢经不同工艺退火后的显微组织及力学性能.结果表明,马氏体Mn12Ni2Mo Ti(Al)钢经65%冷轧及710~745℃退火处理后转变成主要由奥氏体晶粒和铁素体晶粒组成的亚微米级超细晶粒双相组织,并且弥散分布着第二相析出物颗粒;在退火中形成的富Ti,Mo及Si的第二相颗粒阻碍了超细再结晶晶粒的粗化,从而提高了钢的屈服强度和热稳定性;经710℃,24 h长时间退火后,超细晶粒双相钢的平均晶粒尺寸仍然小于500 nm;超细晶粒双相钢延伸率随室温奥氏体体积分数增加而增加,室温奥氏体体积分数随退火温度升高或退火时间延长先增加后降低,且在745℃,0.5 h退火时达到最大值.超细晶粒钢的屈服强度和总延伸率可达到900 MPa和23%以上,比同种材料淬火马氏体钢提高了约一倍.     

Nb和Cr对冷轧低碳低硅双相钢组织性能的影响

研究了在不同双相处理工艺条件下加Nb(0.033%)和加Cr(0.44%)两种低碳低硅冷轧双相钢的组织演变规律和性能特点。分析了合金元素Cr和Nb对双相组织中马氏体体积分数、马氏体形态和铁素体晶粒尺寸的影响。结果表明,Nb的作用主要是通过NbC粒子的析出阻碍再结晶晶粒的长大,从而在同样较低温度热处理工艺条件下,加Nb双相钢中的铁素体晶粒较细。随着处理温度的升高,当相变先于再结晶发生时,NbC对细化晶粒的作用不明显,因而加Nb和加Cr钢具有相近的铁素体晶粒尺寸。Cr提高奥氏体形成温度,导致双相处理时奥氏体的体积分数以及淬火后马氏体的体积分数的减少。力学性能分析表明,在同样的双相处理条件下,加Nb钢具有较高的强度和较低的屈强比;而加Cr钢则表现出较好的塑性。     

预先Mn配分处理对Q&P钢中C配分及残余奥氏体的影响

以低碳Si-Mn钢为研究对象,采用双相区保温-淬火(IQ)工艺研究预先Mn配分行为,并对其配分现象进行表征,采用淬火-配分(QP)及双相区保温-奥氏体化-淬火-配分(IQP)热处理工艺,探讨了预先Mn配分处理对低碳高强QP处理钢中C配分和残余奥氏体及力学性能的影响.结果表明,实验钢在双相区保温过程中C,Mn不断向奥氏体内扩散,淬火处理后C,Mn在马氏体(原双相区奥氏体)内呈现明显的富集现象;实验钢经IQP工艺处理后,室温组织中Mn富集现象依然很明显,C在马氏体板条间富集;随着C配分时间的延长,实验钢抗拉强度不断减小,延伸率均呈先增加后降低趋势,在C配分时间为90 s时,IQP工艺下钢的强塑积达到23478 MPa·%;IQP工艺中预先Mn配分处理,使得实验钢在一次淬火时保留更多的奥氏体,随后C配分促使更多的C原子扩散到这些奥氏体中,从而二次淬火至室温获得更多残余奥氏体.IQP工艺中C,Mn的综合作用稳定的残余奥氏体体积分数比相同条件下QP工艺中C配分稳定的残余奥氏体体积分数最大增多2.4%左右.     

低碳高强钢合金元素配分行为对残余奥氏体和力学性能的影响

采用双相区保温+奥氏体化淬火+低温退火的热处理工艺,研究了合金元素配分行为对C-Si-Mn系高强钢微观组织和力学性能的影响.结果表明,在760℃随着保温时间的延长,双相区中奥氏体相的体积分数逐渐增多直至达到饱和,而铁素体向奥氏体扩散的Mn元素含量也逐渐增多直至在两相间达到化学势平衡,后加热至930℃保温120 s,再淬火至220℃,配分过程中发生了C从马氏体向奥氏体中的扩散偏聚.经该工艺处理后实验用钢的抗拉强度为1310 MPa,延伸率可达12%,强塑积达到15720 MPa·%,相比传统淬火+碳配分工艺,双相区保温+奥氏体化淬火+低温退火的热处理工艺过程中Mn配分和C配分共同作用能够显著提高钢中残余奥氏体的含量和稳定性,从而提高高强钢的室温成形能力.     

含Cu低碳钢I&Q&P工艺处理后的组织与性能

对一种含Cu低碳硅锰钢分别采用IQ、QP和IQP热处理工艺,研究双相区Cu配分行为并分析其对马氏体组织形貌、残留奥氏体及力学性能的影响。结果表明,试验钢经IQ工艺处理,在双相区保温时Cu元素从铁素体向奥氏体中配分,Cu配分明显,并且不影响C和Mn的配分效果。试验钢经IQP工艺处理后,组织基本为板条马氏体,且马氏体板条清晰,部分板条有断裂的现象。与经QP工艺处理相比,试验钢经IQP工艺处理后残留奥氏体体积分数显著提高,从9.6%提高到了13.2%。对比QP工艺,试验钢经IQP工艺处理后,抗拉强度有一定降低,但伸长率大大提高,强塑积达到27 GPa·%。     

1000 MPa级C-Si-Mn-Nb系冷轧双相钢的组织性能

采用SEM与TEM等方法分析了不同退火温度和时效温度对C-Si-Mn-Nb系超高强冷轧双相钢的显微组织和力学性能的影响.结果表明:热轧板经冷轧退火后,综合力学性能改善,屈服平台消失.退火温度从780℃升高到820℃,带状组织逐渐消失,马氏体硬度下降,双相钢强度降低,伸长率提高;850℃退火时,铁素体体积分数的显著降低,部分马氏体内部条状形貌的出现及非马氏体体积分数的增加,导致各项力学性能明显下降.过时效温度从270℃升到330℃,马氏体岛分解,颗粒状析出相与非马氏体组织增多,导致抗拉强度降低,屈服强度及伸长率升高;360℃时形成板条贝氏体组织恶化了综合力学性能.试验钢经820℃退火,300 ～330℃之间过时效,获得抗拉强度大于1020 MPa,伸长率大于16％的最优力学性能.     

低碳钢IQ&P工艺下元素配分行为及对组织性能影响

采用双相区再加热-淬火-碳配分(IQP)工艺,研究了双相区不同等温时间下低碳钢中元素配分行为,并分析其对组织形貌、残余奥氏体及力学性能的影响。结果表明:在IQP工艺中,在750℃随等温时间的延长,Mn元素向逆转奥氏体内富集现象逐渐明显,等温时间超过300s后,C元素在两相之间的配分效果不随时间的延长而改变;在750℃等温处理过程中,原奥氏体晶界生成块状逆转奥氏体,马氏体板条界间生成针状逆转奥氏体;随等温时间的延长,钢的最终组织中针状铁素体体积分数不断减小,而块状及针状马氏体体积分数不断增大,同样残余奥氏体体积分数也不断增大;在C、Mn元素的综合作用下,钢的抗拉强度不断增大,断后伸长率先减小而后增大,等温1800s时,钢的强塑积达到最大值21GPa%。     

Cu配分时间对I&Q&P处理钢组织性能影响

通过IQ(两相区退火+淬火)和IQP(两相区退火+淬火+配分)热处理工艺,采用EPMA、SEM和XRD等手段,研究含Cu低碳钢Cu配分行为及不同配分时间对组织性能的影响。结果表明,在双相区保温过程中,试验钢的C、Cu和Mn三种元素均从铁素体向奥氏体中配分,且Cu元素配分效果明显。经IQP工艺处理的钢的组织是板条马氏体和残余奥氏体,随着Cu配分时间增加,原始晶粒尺寸变大,马氏体组织变大、板条变粗。随着Cu配分时间增加,钢的抗拉强度逐渐减小,伸长率先增加后减小。残余奥氏体体积分数的变化趋势和伸长率的变化趋势基本一致,在配分时间为40 min时,残余奥氏体体积分数和伸长率达到最大值,此时材料综合力学性能最佳,抗拉强度为1076 MPa,强塑积达到26254.4 MPa·%。     

I&Q&P下双相区配分温度对含铜低碳钢组织性能影响

采用场发扫描电镜、X射线衍射仪和电子探针研究了双相区合金元素不同配分温度对0.12C-1.33Mn-0.55Cu钢的组织性能和残留奥氏体含量的影响。结果表明：试验钢在双相区配分后,C、Cu和Mn元素均出现明显的配分效果,且Cu、Mn元素配分作用有利于盐浴分级淬火C配分进行,保留更多残留奥氏体提高塑性;I&Q&P工艺处理得到马氏体和残留奥氏体组织,随着双相区配分温度提高原奥氏体晶粒尺寸变大,马氏体板条变粗,位向增多;随着配分温度的提高,试验钢的抗拉强度提高,伸长率逐渐下降,残留奥氏体含量的变化趋势与伸长率基本一致,在780 ℃时强塑积最大为26 GPa·%,此时残留奥氏体体积分数为14.7%,伸长率为24.4%,综合力学性能最佳。     

Effect of Alloying Elements on Tensile Properties, Microstructure, and Corrosion Resistance of Reinforcing Bar Steel

The effect of copper, phosphorus, and chromium present in a semikilled reinforcing bar steel produced by in-line quenching [thermomechanical treatment (TMT)] process on the tensile properties, microstructure, and corrosion resistance of steel in simulated chloride environment has been investigated. The results have been compared with that of a semikilled C-Mn reinforcing bar steel without these alloying elements produced by the same process route. Though the amount of phosphorus (0.11 wt.%) was higher than that specified by ASTM A 706 standard, the Cu-P-Cr steel exhibited a composite microstructure, and good balance of yield stress, tensile stress, elongation, and ultimate tensile to yield stress ratio. Two conventional test methods, namely, the salt fog, and potentiodynamic polarization tests, were used for the corrosion test. The rust formed on Cu-P-Cr steel was adherent, and was of multiple colors, while the corrosion products formed on the C-Mn steel were weakly adherent and relatively darker blue. Also, the free corrosion potential of the Cu-P-Cr steel was nobler, and the corrosion current was markedly lower than that of a C-Mn rebar. The Cu-P-Cr steel did not develop any pits/deep grooves on its surface even after the prolonged exposure to salt fog. The improved corrosion resistance of the Cu-P-Cr steel has been attributed to the presence of copper, phosphorus, and small amount of chromium in the dense, adherent rust layer on the surface of reinforcing steel bar. A schematic mechanism of charge transfer has been proposed to explain the improved corrosion resistance of the Cu-P-Cr alloyed TMT rebar.     

MODULATED STRUCTURES AND ORDERING STRUCTURES IN ALLOYING AUSTENITIC MANGANESE STEEL

1. IntroductionThe high work hardening of austenitic manganese steel may be one of the most important properties for this material, but until now its mechanism remains uncertain. Theearly thought is that the hardening results from strain-induced transformation of ac to aor e martensites[1,2], but the detailed investigation has shown that austenitic manganesesteel with Hadfield composition is very stable during plastic strain[3]. Roberts[4] attributedthe strain hardening to deformation twinning…     

微量钙对C-Mn钢组织性能的影响

在普通C-Mn钢的基础上添加微量钙,通过一系列的组织性能检测试验得出微量钙对C-Mn钢组织的影响以及对C-Mn钢拉伸性能和冲击韧度的影响.研究表明,钙元素形成的弥散粒子能够钉扎奥氏体晶界,使钢的最终组织晶粒细化,从而提高钢的强韧度.     

微量钙对C-Mn钢组织性能的影响

在普通C-Mn钢的基础上添加微量钙,通过一系列的组织性能检测试验得出微量钙对C-Mn钢组织的影响以及对C-Mn钢拉伸性能和冲击韧度的影响。研究表明,钙元素形成的弥散粒子能够钉扎奥氏体晶界,使钢的最终组织晶粒细化,从而提高钢的强韧度。     

低碳钢经高压处理后奥氏体转变为珠光体的DSC研究

采用差热分析法（DSC）研究了低碳钢经6GPa高压处理后其组织中奥氏体向珠光体转变的动力学。结果表明,低碳钢以10／min的速度冷却时,奥氏体向珠光体转变的起始温度为639．88℃,转变结束温度为607．10℃,转变时间为196．68s,其相变激活能随着相变体积分数的增加而逐渐减小。     

耐液／固双流磨损腐蚀双相低碳不锈钢的研制

根据液／固双流状态下的磨损腐蚀机理，通过试验确定出耐磨损腐蚀双相低碳不锈钢ＤＭＳ化学成分及其耐蚀性能，生产应用结果表明，它为一种耐液／固双流磨损腐蚀的优良合金材料。     

CSP线生产C-Mn系热轧双相钢的工业试验

介绍了在CSP生产线上利用普通C-Mn钢生产热轧双相钢的工业试验情况,试验研究了该钢的化学成分、试验工艺、成品力学性能和微观组织。试验得出,该钢的力学性能已达到汽车大梁用钢BG510L的水平;与此同时,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。     

合金化热镀锌C-Mn高强钢漏镀缺陷原因分析及其对策

针对合金化热镀锌C-Mn高强钢漏镀缺陷问题,利用扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)分析了漏镀缺陷原因,阐述了缺陷形成的机理。结果表明:退火炉加热区的氧分压过低,引起Mn、Si等合金元素在基体表面的外氧化显著,降低了钢基体的浸润性;带钢入锌锅温度较高,加快了镀层的合金化反应进程,加剧了Fe-Zn之间的相互扩散,且由于氧化物覆盖不均匀,氧化物密度高的地方容易产生漏镀点。在实际生产中,通过降低退火炉加热区的氢气含量和带钢的入锅温度、提高锌锅自由Al含量等措施,C-Mn高强钢的合金化镀层表面漏镀缺陷得到了有效改善,质量合格率由原来的75%左右提高到了91%以上。     

A Multi-phase Field Model for Static Recrystallization of Hot Deformed Austenite in a C–Mn Steel

A multi-phase-field model has been developed to simulate the microstructure evolution and kinetics of the austenite static recrystallization(SRX) in a C–Mn steel. In this model, the bulk free energy that coupling the deformation stored energy with a special interpolation function is incorporated. Both the deformed grain topology and the deformation stored energy have been included in order to investigate the influence of pre-deformation on the subsequent austenite SRX at different hot deformation levels. Diverse scenarios of microstructure evolution show different deformation-dependent recrystallized grain sizes. The transformation kinetics is then discussed by analyzing the overall SRX fraction and the average interface velocity on the recrystallization front.     

超细晶双相钢无缝钢管的中频感应热处理工艺研究

热轧无缝钢管通过中频感应加热进行循环加热+淬火工艺处理后,基体内的组织将发生多次相变,从而使铁素体以及奥氏体淬火后得到的马氏体晶粒均得以细化。通过循环热处理工艺得到基体为铁素体+马氏体组织的超细晶双相钢,且多次循环后双相钢内的铁素体晶粒可细化到1μm左右。