热轧和退火后汽车用热镀锌440 MPa级高强IF钢析出物分析

 通过TEM和EDS对汽车用热镀锌440MPa级高强IF钢热轧和不同退火工艺条件下的析出物的形貌、分布和成分特征进行研究,并分析了退火工艺参数对析出物的影响。结果表明,热轧和退火得到的析出物主要有TiN、NbC、TiC、Fe(Ti+Nb)P等。退火后的析出物数量都明显多于热轧板中的析出物数量,并且随着退火温度的升高和保温时间的延长,原来粗大析出物细化、分解,而原来细小析出物得以粗化、长大。     

微合金化超纯Fe-18Cr-2Mo钢的冲击韧性及影响因素

超纯Fe-18Cr-2Mo不锈钢经合金化处理后性价比优良,在行业内受到越来越多的重视.研究了单独加Ti和Ti-Nb复合添加的超纯Fe-18Cr-2Mo不锈钢热轧板的冲击韧性及影响因素.结果表明,在wTi+ Nb/wC+N=9的条件下,Ti-Nb复合添加的钢韧脆转变温度(DBTT)较Ti单独添加的钢低35℃.含Ti钢中,3～5 μm的TiN析出物居多;Ti-Nb复合添加的钢中,1 ～3 μm的TiN析出物居多,此外含有200 nm左右的以TiC为核心的(NbTi)C复合相及100 nm左右NbC.低于DBTT时冲击,试验钢沿{100}晶面发生脆性解理断裂.细化TiN析出物,增加细小球形、椭球形的富Nb碳化物,同时降低碳在钢中的固溶量,有利于试验钢冲击韧性的提高.     

Nb-Ti微合金钢碳氮化物的析出热力学模型及分析

以规则溶液亚点阵模型为基础,针对Fe-Nb-Ti-C-N系统,进行了热力学平衡计算。计算结果表明,高温阶段的析出相为TiN,微细的TiN强烈地抑制奥氏体晶粒长大;低温阶段的析出相以碳化物(NbTi)C为主,NbC和TiC是抑制奥氏体再结晶及再结晶后晶粒长大的主要因素。析出相形成元素Ti的增加引起其形核化学驱动力增大,并加快析出的动力学过程。     

含铌16Mn钢的奥氏体晶粒粗化和NbC固溶析出行为

研究了含铌16Mn钢奥氏体化过程中第二相粒子的固溶析出及阻止晶粒长大的规律，并给出了奥氏体中的NbC固溶度积与温度的函数关系。结果发现，在氮含量较低的含铌16Mn钢中，铌的析出相以NbC为主。经试验确定钢的晶粒粗化温度（tGC为1100℃，tGC与第二相粒子的全固溶温度（ts)之间存在一定的线性关系。     

铌、钛对汽车排气系统热端用铁素体不锈钢高温力学性能的影响

对含铌及Nb-Ti铁素体不锈钢进行固溶和高温时效处理,采用高温拉伸试验对其进行高温力学测试.结果表明:随着时效时间的延长,铌钢高温屈服强度降低较快,而Nb-Ti钢高温屈服强度变化不大.采用相分析、扫描电镜、透射电镜对固溶铌及微观结构进行分析,发现时效过程中固溶铌含量均降低,含铌及Nb-Ti钢500h时效后固溶铌相差不大,铌钢中析出相主要是NbN相和M6C相(Fe3Nb3C),Ti-Nb钢主要析出相是NbTi(C,N)相和Laves相(Fe2Nb).长时间时效后,M6C相和Laves相严重粗化且分布变化明显.M6C相粗化后观察不到沿晶界连续分布,而Laves相粗化后主要在晶界连续分布,起到强化晶界的作用.     

Ti-IF和Nb+Ti-IF钢罩式退火析出行为与织构的对比研究

采用X-衍射仪技术并结合金相显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、透射电镜(TEM),研究了加Nb和不加Nb两种罩式退火的无间隙原子钢的金相组织、析出行为及织构。试验结果表明:Nb没有明显改善再结晶织构,但通过Nb增加Ti在点阵中的有效固溶度,在形成TiN、TiC、TiS析出物的同时增加了TiN的数量和尺寸;Nb作为细化晶粒元素在卷曲过程和再结晶退火过程中抑制了晶粒长大,同时使碳氮化物析出颗粒粗大并且降低了γ纤维中的{111}〈110〉织构组分。     

CSP工艺冷轧薄板组织演变和第二相分析

采用金相显微镜和QUANTA-400型环境扫描电子显微镜研究了包钢CSP工艺冷轧薄板生产过程中的组织演变,用化学相分析及X射线小角散射法研究了不同状态钢板中第二相的成分、数量及粒度分布。结果表明:包钢CSP薄板坯中复合夹杂物的数量极少。在CSP工艺冷轧薄板生产过程中,热轧板、冷硬板和退火薄板沿宽向边部的组织均较中部的组织细小,且热轧状态下最为明显。作为冷轧基料的CSP工艺热轧板中稳定氧化物夹杂的总量(质量分数)仅约14.3×10-6。冷硬板和退火薄板中的析出相主要为纳米级的M3C型和MC型析出物。冷硬板退火后M3C型析出物的总量比MC型析出物的总量多26～27倍。     

一种Nb-Ti-V钢在奥氏体相区中的应变感生析出特性

用透射电子显微术和原子探针研究了奥氏体相区中的变形过程是如何影响一种Nb（0．041重量％）、Ti（O．11重量％）、V（O．018重量％）微合金化钢的应变感生析出特性。在1250℃固溶退火后，几乎所有的Nb和V都已进入固溶体。Ti并未进入固溶体，而是以TiN析出物的形态稳定地存在着。在冷却到变形温度的过程中，这些TiN析出物成了Nb和V的形核点，形成了富含TiN的心部和富含V的外壳的析出物，Nb均匀地分布在整个析出物中。在变形后，产生了应变感生析出物，这些应变感生析出物主要由Nb和V组成，Ti的量很少。较小的应变感生析出物中N含量比C含量高，随着析出物的增大，C的含量也随之增加。     

HRB500E抗震钢筋中钛化物析出热力学分析

 钢液凝固过程中钛化物在液相、固相的存在形态对固相组织的性能有着重要的影响,其第二相析出起到细化晶粒的作用。为分析HRB500E抗震钢筋钢中TiN、TiC、Ti(C,N)析出物的析出规律,对TiN、TiC、Ti(C,N)析出物进行热力学计算。结果表明,TiN、TiC在钢液成分均质状态下难以析出,TiC_0.19N_0.81在温度为1 843 K时析出;在凝固过程中,由于Ti、N在凝固前沿富集,TiN在凝固过程中具备析出的热力学条件,析出温度为1 745 K;在固相奥氏体中,TiN和TiC粒子具备析出热力学条件,TiC析出温度比TiN的低,铁素体中有TiC的析出。     

Nb在高铝铁素体钢中的固溶析出行为

采用电解相分析方法, 结合X射线衍射分析和电感耦合等离子体原子发射光谱仪(ICP)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)等对高铝铁素体基体中的析出相颗粒粉末和电解液进行定性定量分析. 试验结果表明, 试验钢中固态析出相主要为NbC以及少量的Al₂O₃和AlN夹杂. 通过扫描电镜观察不同再加热温度下NbC分布状态, 发现随着固溶温度的升高, 铸态组织中存在的NbC析出逐渐回溶, 数量随之减少且发生明显的粗化行为. 当温度升高到1100℃, 大部分NbC已经回溶到高温铁素体基体中. 在利用Thermo-Calc热力学计算软件分析Nb及其碳化物的热力学性质基础上, 计算得到Al与Nb的相互作用系数, 表明Al能够降低Nb在铁素体基体中的活度, 提高其在基体中的固溶度, 进一步得到了NbC在高铝铁素体钢中的固溶度积公式, 发展了高温铁素体中的Nb微合金化理论, 为进一步的应用提供了理论基础.      

添加钛、铌的超低碳钢在不同工艺过程中的析出相分析

测定了一种复合添加钛、铌超低碳钢的极化曲线,选用合适的电流密度和电解时间以碳复型方法萃取钢中的析出相制备透射电镜观察用样品.对铸态、热轧的粗轧和精轧、冷轧及退火试样中的析出相进行电镜观察和能谱分析,并用X射线衍射技术进行相鉴定.结果表明,各工艺过程中的析出相主要为TiN和Ti4C2S2,在铸态、热轧和冷轧样品中存在TiS相.在钛的析出相中有微量铌存在,其含量仅为0.002%(质量分数)左右,这是钢中一部分铌置换了析出相中钛的结果.     

904L钢高温下固溶-析出行为及析出相规律

 为了研究904L钢高温下固溶析出行为及其析出相演变规律，采用热处理试验炉，对中试试验生产的904L钢热轧板进行了不同温度、不同时间下的固溶处理；对固溶处理后的试样在900 ℃下分别进行不同时间的时效处理。结果表明，经固溶处理后904L钢晶界处的高温析出相已基本溶解固溶于基体中，组织为单一的奥氏体组织，未出现明显第二相组织，但由于固溶不充分、钼元素存在条带状偏析，且出现少量孪晶，随着固溶温度升高和固溶时间的延长，晶粒尺寸逐渐增加，1 135 ℃、600 s固溶处理后组织和性能较好；固溶处理后的试样在900 ℃高温下经不同时间时效处理后，基体中均析出σ相，随着时效时间延长，基体中σ析出相逐渐增多，尺寸也逐渐增大，并且有粗化趋势。     

GCr15轴承钢中TiN夹杂物聚合机理研究

在对GCr15轴承钢的扫描电镜观察中发现了尺寸不同的2类TiN夹杂物,包括小尺寸单颗粒TiN和多颗粒聚合TiN。对TiN的热力学计算表明,GCr15轴承钢中TiN夹杂物在固液两相区析出。对TiN生长动力学的计算表明,在初始Ti的质量分数为0.006 0%～0.007 8%和N的质量分数为0.004 9%～0.007 0%,TiN析出的局部冷却速度为0.5～10 K/s,析出温度为1 620～1 640 K的条件下,单颗粒TiN最终析出半径为1～6μm。对多颗粒聚合型TiN形成机制研究表明,其是由单颗粒TiN经历了3个阶段形成的:当有距离较近的单颗粒TiN时,两者之间会自发形成腔桥并通过腔桥力相互吸引靠近;当带有活性的TiN尖端接触后,发生碰撞粗化;各基相发生固相烧结。     

Ti与Nb微合金化汽车用钢二相粒子及织构研究

Ti与Nb微合金化汽车用钢中较大的二相析出粒子为方形的TiN,尺寸80~120 nm;较小的二相粒子主要为TiC、NbC及其复合析出物,尺寸12~25 nm;最小的析出粒子尺寸约3 nm,能谱分析为NbC。钢中析出的二相粒子均匀分布在基体中。试验钢的热轧织构主要由{001}110、{112}110、{111}110组分组成,同时也包含有γ和α组分,取向密度≥5。冷轧织构主要由高密度的γ织构和α织构组成,不稳定择优取向比热轧织构少。退火后组织中的α织构强度减弱,而γ织构呈管状分布且强度增加。从热轧到冷轧再从冷轧到退火,其织构具有遗传性。     

铝镇静钢连续退火相变行为与抗应变时效性能

针对冷轧态低碳铝镇静钢,基于连续升温过程中的物相转变行为解析,开展连续退火过程中两相区保温时间对其物相组织及抗应变时效性能的试验研究。结果表明,试验用低碳铝镇静钢在890 ℃高温保温5 s时,铁素体基体中仍残留有少量珠光体,渗碳体及氮化物析出不明显;延长保温时间至60 s后,铁素体晶粒粗化、珠光体基本消失,碳化物在晶内大量析出,同时析出部分纳米级AlN和Ti(C,N)颗粒。另外,随着保温时间从5 s延长至60 s,平均时效指数由64.1 MPa大幅降至31.5 MPa。本研究可为低碳铝镇静钢连续退火工艺优化提供参考。     

铝镇静钢连续退火相变行为与抗应变时效性能

针对冷轧态低碳铝镇静钢,基于连续升温过程中的物相转变行为解析,开展连续退火过程中两相区保温时间对其物相组织及抗应变时效性能的试验研究。结果表明,试验用低碳铝镇静钢在890 ℃高温保温5 s时,铁素体基体中仍残留有少量珠光体,渗碳体及氮化物析出不明显;延长保温时间至60 s后,铁素体晶粒粗化、珠光体基本消失,碳化物在晶内大量析出,同时析出部分纳米级AlN和Ti(C,N)颗粒。另外,随着保温时间从5 s延长至60 s,平均时效指数由64.1 MPa大幅降至31.5 MPa。本研究可为低碳铝镇静钢连续退火工艺优化提供参考。     

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。     

自动扫描电镜在无取向电工钢析出物分析上的应用

析出物的数量、尺寸和种类是影响无取向电工钢磁性能的重要因素之一。采用Aspex自动扫描电镜对一种商用无取向电工钢的退火板和热轧板进行了析出物分析,发现在退火板中析出物的类型主要为纯AlN和AlNMnS复合析出物两类。析出物在退火板截面上沿轧板厚度方向的分布不均匀,退火板中心AlN和AlN-MnS尺寸大、数量少,而边部相反。热轧板截面上析出物的分布也有相同的规律,热轧板中的析出物分布对退火板具有遗传性。对于析出物尺寸较大的样品,晶粒尺寸也大,磁性能较好。同时还验证了退火过程中发生的渗氮会在退火板表面形成一层细小的AlN和细晶层,也会恶化铁损。     

高温时效对铁素体不锈钢组织和性能的影响

通过金相、SEM和EDS等技术,研究了900 ℃下不同时效时间对超纯铁素体不锈钢组织和性能的影响。结果表明,439钢种高温时效对Ti(C,N)析出作用较小,晶界析出相TiN较少,晶粒粗化严重,塑性较低;441钢种高温时效会沿着晶界析出Fe2Nb(Laves)相,析出数量较多,晶粒较细小,但由于Fe2Nb(Laves)相沿晶界呈网状分布,对材料塑性影响较大;444钢种高温时效会在晶界和晶内析出Fe3(Nb,Mo)3C,析出数量较少,第二相钉扎作用较弱,部分晶粒出现异常长大,由于Fe3(Nb,Mo)3C析出相未呈网状分布,断后伸长率高于441钢种。     

高效焊丝用钢中TiN析出的热力学分析

TiN是焊丝用钢ER50-G中存在的主要非金属夹杂物之一,对材料的使用性能有着显著影响.使用热场发射扫描电镜等对Ti含量约0.16％的ER50-G钢种的生产过程钢样进行了检测,在盘条成分基础上利用热力学计算得到其TiN粒子临界析出温度约为1549.6℃,在该钢种的液相线以上.分析发现ER50-G在固、液两相状态下均有TiN粒子析出,但以液态下析出的较大尺寸的TiN粒子为主;结合对TiN粒子尺寸的测量结果和物理化学相分析结果,认为在ER50-G生产中,钢液中TiN粒子的析出量高于理论值,而固相下的析出量则低于理论值,从而推导得出TiN粒子的实际析出曲线.