铌微合金化抗震钢筋形变奥氏体连续冷却转变

 为了研究铌对高强抗震钢筋生产过程中组织转变的影响,通过热模拟试验对比研究了无铌碳素钢筋及铌微合金化钢筋(铌质量分数为0.03%)形变奥氏体在不同冷却速率下的组织和相变规律,获得动态CCT曲线。研究结果表明,添加0.03%铌使试验钢奥氏体连续冷却转变有明显变化。从连续冷却曲线(CCT)可看出,添加铌后,发生先共析铁素体、珠光体相变的冷却速度范围减小,铁素体、珠光体转变温度降低;贝氏体相变的冷却速度区间整体右移。添加铌能细化组织,各冷却速度下含铌钢的硬度均大于无铌钢。利用TEM对不同冷却速度下含铌钢中析出相进行观察,发现Nb(C,N)弥散分布于钢中,随着冷却速度的增加,析出的Nb(C,N)逐渐减少,析出相尺寸呈先减小后增大的规律,2 ℃/s冷却速度冷却得到的析出相尺寸细小且数量较多。     

Nb-Ti微合金高强度钢1.5mm冷轧板退火组织和第二相析出行为

用透射电镜实验研究了(%):0.08C-1.0Mn-Nb+Ti<0.10微合金高强度钢经53%冷变形1.5 mm板650℃和680℃退火的组织和第二相析出行为。结果表明,试验钢中的第二相为(Ti,Nb)(C,N)复合析出相,第二相粒子尺寸一般为20~30 nm,随退火温度提高,第二相粒子的数量增加。由于退火过程第二相析出强化和第二相粒子抑制晶粒长大,使钢中晶粒细小,该钢650℃退火组织具有较高强度(屈服强度≥480 MPa)。     

低碳V-Ti-N微合金钢的研究

研究了用高温再结晶控制轧制及控制冷却工艺生产低碳V-Ti-N微合佥钢的可行性及钢的化学成分配比对综合性能的影响。结果表明: 含有0.05％C和100ppmN的V-T/-N钢,经RCR+CC工艺处理后,具有满意的综合机械性能,屈服强度达411MPa,延伸率为34％,-40℃V型缺口试样冲击能为62J/cm_2,梅氏试样冲击能为117J/cm_2。 钢中碳含量过低,使铁素体晶粒粗大,强度尤其是低温冲击韧性明显下降。 晶粒界和细小的析出粒子,通过交互作用对屈服强度产生贡献。 分析表明,轧后冷却方式对获得细小弥散析出的V (C、N) 是很重要的。     

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.     

Nb-Ti微合金钢热变形后组织演变及第二相粒子析出行为

利用GLEEBLE-2000对试验钢进行热模拟试验,并结合显微硬度测试,研究了一种Nb-Ti微合金钢热变形奥氏体的变形后冷却相变行为.利用JEM-2000FX电镜对碳膜萃取复型法获取的第二相析出物进行分析,从而对热变形后冷却相变中的第二相析出行为进行了研究,探讨了不同冷却速度对第二相析出的影响,结果表明,有大量弥散分布的细小粒子析出,析出相主要以Nb-Ti碳氮化物复合相形式存在,一般呈方形、椭圆形、圆形以及不规则形状,并且随着冷却速度的增加,第二相析出增多且变得细小.     

冷却工艺对Ti微合金化高强钢组织和硬度的影响

摘要：通过热模拟实验,研究了冷却工艺参数对Ti微合金化高强钢组织和硬度的影响。结果表明：当终冷温度为700℃时,随着冷却速度的增大,铁素体和珠光体组织得到了显著细化,实验钢硬度增加;随着终冷温度的降低,多边形铁素体晶粒尺寸呈减小趋势,铁素体和珠光体含量逐渐降低,珠光体片层间距逐渐减小,贝氏体含量增加,相变强化和细晶强化共同作用使得实验钢的硬度逐渐增加;钢中存在少量粗大的TiN和Ti4C2S2粒子,冷却速度由5℃/s增大到30℃/s,TiC粒子的析出数量明显增加,平均尺寸由8.1nm减小到6.7nm;终冷温度由700℃降到600℃,第二相粒子TiC的析出数量逐渐减少,平均析出粒子尺寸由6.7nm减小到5.9nm。研究结果为Ti微合金化高强钢控制冷却工艺的制定奠定了理论基础。     

控轧控冷工艺对高强度锚杆钢组织和性能的影响

随着矿井深度的增加,对锚杆支护强韧性的要求越来越高,为了应对这一情况,需要研发出更高强度的锚杆钢。利用锚杆钢研究了轧制工艺、冷却工艺与珠光体、铁素体相比例,析出相析出行为及力学性能的关系。研究结果表明,在中轧后、精轧前采用适当水冷+回复段处理的复合工艺可使晶粒更细小、组织更均匀。对超高强度锚杆钢进行热压缩变形试验,由热模拟试验结果确定相转变温度为A_c1=737 ℃、A_c3=886 ℃。最终筛选出入精轧温度为810 ℃、回复段温度为800 ℃时,可获得的晶粒尺寸达4 μm,珠光体体积分数为66.8%,铁素体体积分数为33.2%,珠光体片层间距达200 nm;另外调整V、Cr、N等析出以提高锚杆钢的强韧性,较低的回复温度有利于细小、弥散、V(C/N)析出相的析出,V(C/N)的析出可进一步改善锚杆钢的力学性能。由该控轧控冷工艺轧制的锚杆钢屈服强度为780 MPa、抗拉强度为930 MPa、硬度为291HV、伸长率为20%。     

控轧控冷工艺对高强度锚杆钢组织和性能的影响

随着矿井深度的增加,对锚杆支护强韧性的要求越来越高,为了应对这一情况,需要研发出更高强度的锚杆钢。利用锚杆钢研究了轧制工艺、冷却工艺与珠光体、铁素体相比例,析出相析出行为及力学性能的关系。研究结果表明,在中轧后、精轧前采用适当水冷+回复段处理的复合工艺可使晶粒更细小、组织更均匀。对超高强度锚杆钢进行热压缩变形试验,由热模拟试验结果确定相转变温度为A_c1=737 ℃、A_c3=886 ℃。最终筛选出入精轧温度为810 ℃、回复段温度为800 ℃时,可获得的晶粒尺寸达4 μm,珠光体体积分数为66.8%,铁素体体积分数为33.2%,珠光体片层间距达200 nm;另外调整V、Cr、N等析出以提高锚杆钢的强韧性,较低的回复温度有利于细小、弥散、V(C/N)析出相的析出,V(C/N)的析出可进一步改善锚杆钢的力学性能。由该控轧控冷工艺轧制的锚杆钢屈服强度为780 MPa、抗拉强度为930 MPa、硬度为291HV、伸长率为20%。     

低碳含钒钢组织变化及V(C,N)析出规律

通过热模拟试验,研究了0．058％C-0．92％Mn-0．51％V钢在变形后等温过程中的组织变化规律及显微硬度变化规律,并用透射电镜研究了V(C,N)的沉淀析出规律。结果表明,变形后在650、700、750℃等温1130s时可获得单相铁素体组织,从而基本消除珠光体组织。等温转变过程中,铁素体先是主要沿奥氏体晶界形核,随后逐渐变为晶内形核。V(C,N)的沉淀析出存在两种形式：相间析出和随机析出。V(C,N)的相间析出消除了C元素在奥氏体中的富集,是获得单相铁素体组织的重要条件。     

冷却工艺对Ti微合金化高强钢组织和硬度的影响

通过热模拟实验,研究了冷却工艺参数对Ti微合金化高强钢组织和硬度的影响。结果表明:当终冷温度为700℃时,随着冷却速度的增大,铁素体和珠光体组织得到了显著细化,实验钢硬度增加;随着终冷温度的降低,多边形铁素体晶粒尺寸呈减小趋势,铁素体和珠光体含量逐渐降低,珠光体片层间距逐渐减小,贝氏体含量增加,相变强化和细晶强化共同作用使得实验钢的硬度逐渐增加;钢中存在少量粗大的TiN和Ti_4C_2S_2粒子,冷却速度由5℃/s增大到30℃/s, TiC粒子的析出数量明显增加,平均尺寸由8.1 nm减小到6.7 nm;终冷温度由700℃降到600℃,第二相粒子TiC的析出数量逐渐减少,平均析出粒子尺寸由6.7 nm减小到5.9 nm。研究结果为Ti微合金化高强钢控制冷却工艺的制定奠定了理论基础。     

Effect of V–Nb Composite Microalloying on Microstructure and Properties of Non-Quenched and Tempered Forged Steel

Herein, non-quenched and tempered forging steels containing V and V–Nb are designed, and the mechanical properties and microstructure of two steels are compared and analyzed. The comprehensive mechanical properties of V–Nb containing steel are as follows: the yield strength is 525.1 MPa, the impact energy A_kV is 62.1 J at ambient temperature, and the elongation is 26.1%. It is shown in the results that the addition of Nb element can refine the grain size (17.2 μm), increase the ferrite content (54.1%), and refine the lamellar spacing of pearlite (274 nm). The formation of V (C, N) particles on MnS inclusions can promote fine ferrite nucleation and growth, and Nb element can further promote ferrite nucleation by forming coarser (V, Nb) (C, N) particles. The difference of yield strength and hardness between the two steels is mainly caused by the difference of precipitation strengthening, the precipitation-strengthening increment of V–Nb containing steel is 18.31 MPa higher than that of V containing steel, which is because the coarser-size (V, Nb) (C, N) particles produce stronger precipitation-strengthening effect. But the large-sized MnS inclusions are beneficial to the increase of crack driving force and reduce the plasticity and toughness.     

冷作硬化非调质钢的连续冷却相变规律

钢的连续冷却相变曲线(CCT)是组织调控的基本依据,为了优化紧固件用冷作硬化非调钢热轧态的组织和力学性能,采用DIL805A相变仪测定了试验钢在0.1～50℃/s不同冷却速率下的热膨胀曲线,结合金相硬度法确定相变类型,并绘制了试验钢的CCT曲线.结果 表明,试验钢马氏体转变点(Ms)为280℃,在不同冷速范围内均有铁素...     

控轧控冷中碳非调质钢的高周疲劳性能

 采用中碳非调质钢制造的轴类等零件常承受交变载荷，因而对钢材疲劳性能具有高的要求。为了评估控轧控冷工艺生产的非调质钢棒材的疲劳性能，利用旋转弯曲疲劳试验机研究了一种常用的钒微合金化中碳非调质钢38MnVS及对比钢38MnS的高周疲劳性能。结果表明，与38MnS钢相比，38MnVS钢中铁素体体积分数增加，组织明显细化；相分析表明约有54%的钒处于M（C，N）相中，且尺寸小于10 nm的M（C，N）粒子质量分数为32%，这些细小粒子的析出强化增量约为116 MPa。38MnVS钢的疲劳极限较38MnS钢提高了62 MPa，提高幅度约为18%；疲劳极限比从38MnS钢的0.43提高到38MnVS钢的0.48。M（C，N）相的析出强化及组织细化是38MnVS钢较38MnS钢具有优异疲劳性能的主要原因，但其疲劳性能仍低于锻态非调质钢。根据试验结果及文献数据，给出了预测铁素体＋珠光体型非调质钢疲劳极限的简便方法。     

钒钢的技术进展

 介绍了V在钢中的应用及V微合金化技术最新进展。通过含V钢中增N,利用廉价的N元素,优化了V的析出,显著提高沉淀强化效果,达到节约V用量及降低成本的目的。V-N钢中V（C,N）在奥氏体中析出,起到晶内铁素体核心作用,明显细化铁素体晶粒。V在贝氏体中的析出起到明显强化作用,提高了贝氏体的强度。V-N微合金化技术在高强度钢筋、高强度型钢、非调质钢、薄板坯连铸连轧高强度带钢等产品中获得广泛应用。     

Recent Development and Applications of V Microalloying Technology in China

This paper reviews recent developments of V microalloying technology and its applications in HSLA steels.Enhanced-nitrogen in V-containing steel promotes precipitation of fine V(C,N) particles,and improves markedly precipitation strengthening effectiveness of vanadium,therefore,there is a significant saving of V addition in the same strength requirement.Vanadium can be used effectively for ferrite grain refinement by the nucleation of intragranular ferrite promoted by VN precipitates in Austenite.The combination of intragranular ferrite (IGF) on VN particles and the recrystallization controlled rolling (RCR) technology realize the grain refinement in V-containing steel.V-N process is a cost-effective way for high strength rebars,forging steels and thin slab direct rolling strips.     

钒微合金化钢的技术进展与应用

摘要：介绍了钒微合金化技术的最新进展以及钒钢的开发与应用情况。氮是含钒钢中有效的合金元素,含钒钢中增氮,优化了钒在钢中的析出,显著提高沉淀强化效果。采用钒氮微合金化设计,配合适当的轧制工艺,促进V(C,N)在奥氏体中析出,起到了晶内铁素体形核核心作用,实现了含钒钢的晶粒细化。最新的研究成果表明钒微合金化可以提高双相钢、贝氏体钢、相变诱导塑性钢、孪晶诱导塑性钢、热成型马氏体钢等汽车用先进高强度钢的强度并改善使用性能,显示出良好的应用前景。钒氮微合金化技术在中国高强度钢筋、高强度型钢、非调质钢、薄板坯连铸连轧高强度带钢等产品中获得广泛应用,大大促进了中国钒微合金化钢的发展。     

1200 MPa新型Nb-V微合金化贝氏体钢轨钢的组织转变及性能

利用膨胀仪并结合金相法和硬度法,测定了新型Nb-V微合金化贝氏体钢轨钢20mm板(/%:0.24C,0.39Si,1.86Mn,0.007S,0.002P,1.36Cr,0.33 Mo,0.04Nb,0.11V)的连续冷却转变(CCT)曲线,研究冷却速度0.04～4.0℃/s对钢的显微组织及硬度的影响。结果表明,试验钢Bs点温度低于400℃,当冷却速度在0.1～0.8℃/s,试验钢可获得全贝氏体组织,符合贝氏体钢轨的合金设计原理;试验钢的轧态显微组织以板条贝氏体为主,还有少量的马氏体,其强度、塑性、韧性、硬度各指标匹配较好,满足现行贝氏体钢轨相关技术条件的要求。     

膨胀及原位观测法研究低碳贝氏体钢轨U25CrNi连续冷却相变

利用Formastor-F淬火膨胀仪热模拟和VL2000DX-SVF17SP高温激光共聚焦显微镜观察,研究了U25CrNi低碳贝氏体钢轨(/%:0.25C,1.73Si,1.69Mn,0.012P,0.002S,1.40Cr,0.57]Ni,0.49Mo,0.06V)从950℃以不同冷却速度连续冷却后的膨胀曲线和金相组织。结果表明,低冷速下(0.2℃/s),实验钢组织主要为贝氏体;随冷却速度增大至1℃/s,实验钢组织逐渐过渡为贝氏体和马氏体,且贝氏体板条尺寸随冷速增大而逐渐减小;当冷速达到2℃/s时,冷却过程中基本只发生马氏体相变,实验钢硬度随冷速增大而逐渐增大。     

高温轴承钢M50连续冷却转变曲线的测定与分析

利用膨胀法在DIL805A型淬火膨胀仪对高温轴承钢M50（/%:0.82C,4.25Cr,4.17Mo,1.03V）开展了临界点测定及冷却速度0.02～40℃/s的连续冷却转变试验,并绘制了静态CCT曲线,结合室温下的显微组织以及维氏硬度分析,系统研究了冷却速率及奥氏体化温度（1 000℃和1 120℃）对高温轴承钢M50组织转变以及静态CCT曲线的变化影响。结果表明:高温轴承钢M50的临界点不受奥氏体化温度影响,A_c1与Accm温度分别为808℃和852℃;珠光体转变的临界冷速为0.05℃/s,奥氏体化温度的提高促进了马氏体转变起始温度的降低以及贝氏体转变区间在静态CCT曲线上的右移,并且显著提升了高温轴承钢M50在较低冷却速率条件下的室温硬度。