X70管线钢微观组织分析

X70管线钢的微观组织表现为多种类型混合组织,主要有多边形铁素体、块状铁素体(准多边形铁素体)、针状铁素体、粒状贝氏体、珠光体和M/A岛等.各类组织的比例随加工工艺不同变化较大.提高冷却速度和降低终冷温度可以增加针状铁素体的比例.冷却速度较低(2℃/s)时,组织中出现明显的珠光体.     

冷却条件对42CrMo钢的组织和性能的影响

研究了冷却条件对42CrMo钢的组织和性能的影响。研究表明：随着冷却速度的增加，42CrMo钢组织变化依次是多边形铁素体组织、针状铁素体组织、上贝氏体和板条马氏体的混合组织。其中，针状铁素体使钢的组织细化、韧性提高。热温度过高，冷却速度快会形成网状铁素体组织，在高温区冷却速度慢会形成块状铁素体组织。这两种组织使钢的力学机械性能降低。     

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。     

FH40船板钢连续冷却过程中的相变研究

本文介绍了研制的FH40高强度船板钢连续冷却时的相变规律.FH40船板钢连续冷却时的相变产物是多种显微组织的混合物,在450～700℃的温度范围内,以3～18℃/s的速度冷却时,形成准多边形铁素体和针状铁素体的混合组织,随着冷却速度的增加,针状铁素体比例增加.     

L360NB管线钢连续冷却转变(CCT)曲线的测定和冷却速度对组织的影响

用Gleeble-1500热模拟试验机测定了L360NB管线钢圆铸坯(/%:0.14C、0.32Si、0.14Mn、0.020Ti、0.010V、0.038Nb、0.040Al)的连续冷却转变(CCT)曲线,并用光学显微镜观察了0.1～50℃/s冷却速度的组织。结果表明,当冷却速度为0.1℃/s时,钢的组织主要为板条贝氏体和准多边形铁素体,有少量针状铁素体,当冷却速度≥1.0℃/s,准多边形铁素体减少,板条状贝氏体和针状铁素体增加;当冷却速度≥10℃/s时试样的组织主要为板条状贝氏体和针状铁素体,准多边形铁素体很少,在50℃/s时未观察到块状准多边形铁素体,说明Nb、V、Ti复合微合金化促进贝氏体形成。     

冷却工艺对新型高速列车焊接构架用钢组织演变的影响

针对高速列车焊接构架用钢的性能要求,设计了一种低成本的Mn-Cu微合金低碳钢,并对该实验钢的连续冷却转变规律以及冷却工艺对组织演变的影响进行了研究.结果表明,实验钢在较宽的冷速范围(1～30℃/s)内均可以获得先共析铁素体和中温相变组织.冷却速度和卷取温度对最终组织形态和细化有着重要影响,轧制结束后立即加速冷却至500～600℃,再缓冷,可以获得以细小准多边形铁素体、针状铁素体和粒状贝氏体为主的混合组织.经实验室控轧控冷验证了具有该组织形态的12 mm中厚钢板屈服强度可达540 MPa,同时拥有良好的塑性和低温韧性.     

知识问答

<正>钢板冷却过程中容易产生的缺陷有哪些,其产生原因和消除方法有哪些?答:钢板在冷却时容易产生的缺陷有:冷却裂纹和残余应力,组织性能不好,瓢曲和划伤等。a、冷却裂纹和残余应力是由于钢板在冷却时,由于不均匀冷却所产生的热应力造成的。钢板轧后温度较高,如果某部急剧冷却,由于热应力和相变应力等作用会使钢板产生残余应力,达到一定程度后会使钢板产生裂纹。为防止这种缺陷,钢板应尽量均匀冷却,并控制好冷却速度,防     

冷却速率对高铌微合金钢组织的影响

 采用热模拟和组织显微分析方法研究了不同冷却速率对高铌微合金钢组织的影响。结果表明，铌含量高有利于在极低的冷却速率下获得针状铁素体组织，提高冷却速率则能进一步促进针状铁素体转变，并使铁素体板条得到细化。同时，固溶铌有利于针状铁素体的形成，而铌的沉淀析出则不利于针状铁素体的获得。     

精轧入口温度对Nb-V-Ti微合金钢组织的影响

在Gleeble-3800热模拟试验机上模拟了Nb-V-Ti微合金钢不同精轧入口温度的轧制和卷取过程,并观察了最终试样的显微组织。同时进行了多道次变形的模拟试验,通过平均流变应力分析了不同应变量下的未再结晶温度。结果表明,当精轧入口温度在未再结晶温度以上时,针状铁素体和多边形铁素体相对粗大;精轧入口温度在未再结晶温度以下时,随着精轧入口温度的降低,针状铁素体和多边形铁素体均逐渐细化。     

控制层流冷却过程对热轧带钢性能的影响

本文阐述了层流冷却情况下,热轧带钢急冷开始温度、终了温度及冷却速度对其性能的影响。在生产试验的基础上提出了三种新的控制冷却方式,通过模拟试验和金相分析,作者探讨了不同冷却方式影响带钢强度的机理;提出了形成魏氏组织的必要条件;阐述了针状铁素体对带钢性能的影响。这些工作完善了原来的热连轧层流冷却控制模型。     

低碳多相钢的组织调控与力学性能

采用优化后的临界区再加热-淬火中温等温(T1、T2)热处理工艺,对具有不同前躯体组织的(0.22/0.17)C-(1.91/1.85)Mn-(1.32/0.94)Si两类热轧6 mm钢板分别进行处理,获得了具有铁素体、贝氏体、马氏体以及弥散分布于原奥氏体晶界、相界等处的残余奥氏体所构成的多相组织.利用扫描电镜、X射线衍射以及电子背散射衍射分析技术等对不同热处理阶段钢的微观组织进行了表征.结果证实,采用不同的前躯体组织设计可以很好地调控临界区再加热逆转变奥氏体的组织形貌、比例以及碳含量,进而通过后续处理来实现对钢中多相组织的调控.前躯体为马氏体的0.22C钢,经T1工艺后获得了以针状铁素体为基体的多相组织,其强塑积超过了30 GPa·%;前躯体为铁素体+马氏体的0.17C钢经T2工艺后获得了以块状铁素体为基体的多相组织,其强塑积超过了27 GPa·%.      

Role of microstructure on sulfide stress cracking of oil and gas pipeline steels

Sulfide stress cracking (SSC) behavior of three microstructures, i.e., ferritic-pearlitic microstructure, ultrafine ferrite microstructure, and acicular ferrite dominated microstructure, was investigated using the bent-beam test in aqueous hydrogen sulfide (H₂S) environments. The critical stress (Sc) values of these three microstructures were determined experimentally to be 1008, 1190, and more than 1260 MPa, respectively. As a result, the acicular ferrite-dominated microstructure possessed the best SSC resistance, the ultrafine ferrite microstructure was in a second position, and the ferritic-pearlitic microstructure was relatively the worst. It was analyzed that hydrogen embrittlement (HE) was the main failure mechanism in SSC cracking for high-strength pipeline steels, and preferential hydrogen accumulation within the plastic zone of the main crack tip accounted for the exhibited embrittlement. It was remarkable that the strength values of pipeline steels were not the only factor to determine their SSC susceptibilities. Microstructure played an important role in the SSC initiation and propagation of pipeline steels. In particular, both the fine dispersed precipitations of carbonitrides and the high-density tangled dislocations in acicular ferrite, which behaved as the hydrogen traps, should be attributed to the optimal SSC resistance of pipeline steels.     

不同冷却速率下X70管线钢铁素体相变的模拟

为更精确地控制及优化X70管线钢的目标组织,以经典相变理论模型为基础,建立了先共析铁素体周围的临界碳浓度与原奥氏体的碳浓度之间的数学模型,并采用逆向回归法确定了铁素体相变分数的关键性参数,经试验验证,模型具有良好的精度。结果表明：临界碳浓度满足C^k=1．8,关系;铁素体相变分数的关键性参数m=1．3,b1=0．026...     

X80低温用高强度管线钢的工艺与组织性能试验

 随着管道向低温地区的延伸,对输送管线的低温性能提出了更高的要求,突破寒冷地区用高强度管线钢强韧性配合的瓶颈需要对现有管线钢材料的组织结构设计和TMCP工艺进行优化。为研究TMCP关键参数和复杂组织之间的关系规律从而指导实际轧制过程,采用Gleeble热模拟试验机通过改变冷却速度、终轧温度、终冷温度和驰豫时间,观察得到的不同组织并分析变化规律。结果表明,随冷却速度提高,多边形(准多边形)铁素体体积分数下降,贝氏体铁素体体积分数增加;提高终轧温度,晶粒粗化,但针状铁素体组织比例基本不变;提高终冷温度到550 ℃时,组织严重粗化,并伴随大量恶化低温韧性的大尺寸尖角状MA岛;增加驰豫时间,多边形铁素体晶粒尺寸及体积分数逐渐增大。结合性能研究结果,设计出X80低温管线钢组织为细小的准多边形铁素体＋粒状贝氏体＋少量贝氏体铁素体(QF+GB占90%以上)的组织,其中大角度晶界占比高于50%。最终工业化TMCP参数设定为终轧温度750 ℃+终冷温度480 ℃+冷速20 ℃/s,得到的产品具有优异的低温冲击韧性,满足了X80低温管线钢的综合性能要求。     

Effect of hot deformation and Nb precipitation on continuous cooling transformation of a high-Nb steel

In this work, the effects of hot deformation on continuous cooling transformation of a high-Nb steel were investigated on a Gleeble 3500 thermal simulator. The amounts of dissolved Nb were determined by inductively coupled plasma-atomic emission spectrometry. Furthermore, the effects of hot deformation and Nb precipitation on phase transformation were discussed. Results showed that high-Nb steel is suitable for acicular ferrite pipeline steels because the acicular ferrite microstructure can be obtained in a wide cooling rate range. Hot deformation strongly accelerates the polygonal ferrite transformation and increases the critical cooling rate to obtain a full acicular ferrite microstructure. Moreover, hot deformation markedly refines the final microstructure and improves the mechanical properties of acicular ferrite obtained at a high cooling rate. However, hot deformation can also promote Nb precipitation during holding and even cooling at low rates after hot deformation. Nb precipitation dramatically promotes the polygonal ferrite, weakens the effect of Nb in solution on phase transformation and strengthening, and decreases the microhardness.     

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。     

再结晶和相变的交互作用对双相钢组织特征的影响

系统地研究了不同的热处理工艺对双相钢组织特征的影响。研究的结果表明,存在一个临界两相区退火温度。当退火温度高于此临界退火温度,双相钢组织表现出带状铁素体的特征;而低于临界温度的退火可以得到典型的马氏体和铁素体等轴状组织的特征,这是由于冷轧钢板在两相区退火过程中的相变和再结晶过程交互作用的结果。当相变先于再结晶发生时会形成带状铁素体。预先的低温再结晶处理可以消除铁素体带状组织。     

冷轧TRIP590钢带的成分优化

 化学成分和热处理工艺是影响TRIP钢力学性能的关键因素。通过热模拟试验方法研究了不同成分试验钢在临界区退火过程中的微观组织变化规律。结果表明：随着两相区退火温度的升高,铁素体平均晶粒尺寸逐渐减小,铁素体体积分数随着加热温度的升高而降低;残余奥氏体量和其中的C质量分数先随着退火温度的升高而降低,达到一个低谷以后,再随退火温度的升高而升高;在相同的退火温度下,随着Nb的加入,多边形铁素体晶粒尺寸细化,铁素体体积分数逐渐减少;既加Nb又高Si的试验钢钢中残奥数量最多,不加Nb的试验钢中残奥数量最少。TRIP钢试制结果表明,钢带组织类型为典型的TRIP钢组织,多边形铁素体平均晶粒尺寸约8μm,体积分数67%,残余奥氏体体积分数为5.58%,残余奥氏体中C质量分数为1.34%,同时,力学性能也完全满足TRIP590的性能要求。