加热工艺对含磷高强钢氧化行为的影响

 含磷高强钢具有良好的成形性能和较高的强度,被广泛用于汽车零件冲压成形。除了磷元素,含磷高强钢中通常还含有锰、硅等合金元素进行固溶强化,这些合金元素在退火过程中容易发生选择性氧化。采用镀锌模拟器研究了加热过程的露点温度对含磷高强钢在加热过程中的氧化行为。采用扫描电镜、辉光放电光谱仪以及光电子能谱仪分别分析了含磷高强钢的表面微观形貌、元素深度分布以及表面化合物种类。结果表明,加热过程的露点温度对合金元素在表面的氧化行为有显著影响,较高的加热过程露点温度可以显著抑制锰元素和硅元素在表面的选择性氧化行为,但是会加速磷元素在表面的偏析。进一步研究表明,磷元素在样品表面以磷酸盐形式存在。     

含磷高强IF钢拉矫断带的原因及机制

 采用场发射SEM及TEM研究了含磷高强IF钢拉矫断带的断口形貌及析出物的分布状态,结果表明导致断带的主要原因是晶界处大尺寸、树枝状Fe(Nb,Ti)P相的偏聚析出。通过对断带样品的热处理回溶试验及不同层冷冷速的热模拟试验,分析了造成Fe(Nb,Ti)P相晶界富集析出的温度范围及工艺要素。在机制研究的基础上,制定了热轧生产的控制要点,主要包括轧制温度、层冷冷速、成分设计、卷取温度等多个方面,成功抑制了高P类高强IF钢的拉矫断带事故发生率。     

高强钢焊接氢致裂纹断口微观形貌的研究及模式化

采用插销实验和扫描电镜观察方法详细研究了焊缝扩散氢含量和非金属夹杂物对10Ni5CrMoV低碳中合金高强钢焊接热影响区氢致裂纹断口微观形貌的影响。结果得出,扩散氢含量是影响氢致裂纹断口微观形貌的主要因素,在插销净截面应力300～800MPa的范围内,加载应力对延迟扩展区断口形貌无明显影响。钢中硫化物夹杂的增加使扩展区形貌从IG_(HE)向MVC_(HE)转变,而含氧化物夹杂钢则转为QC_(HE)。作者提出了一个新的适于解释氢致裂纹扩展第Ⅱ阶段断口微观形貌的竞争开裂模式,从而从氢致裂纹本质机制上圆满说明了上述实验结果。     

含磷高强IF钢热轧轧裂的形成原因及控制

观察了高强IF钢热轧轧裂缺陷的微观形貌及热卷拉伸试样断口情况,分析了轧裂形成原因主要始于铸坯的中心偏析造成的中部裂纹及中部缩孔等内部缺陷。按照目前现行的连铸工艺,提出改善措施为控制过热度在30℃之下以及加大轻压下量至4mm,可有效改善铸坯内部质量,减轻中心裂纹及缩孔的产生,有效避免了轧裂的产生。     

高强钢表面裂纹产生原因分析与控制

对济钢新开发的高强钢中厚板出现的表面裂纹进行了系统的分析,高强钢裂纹主要表现为小纵裂、星形或网状裂纹。扫描电镜分析表明,高强钢裂纹处存在较多的O、Ca、Mg、Na、Cu等元素,钢水碳含量、连铸工序、加热时间等是高强钢产生裂纹的主要原因。采取严格控制钢水碳含量、优化连铸工艺和加热工艺等技术措施后,使高强钢中厚板表面裂纹大幅度减少。     

高强汽车钢残余硼元素的控制实践

针对唐山某钢厂生产的420MPa高强汽车钢残余硼元素含量超标（>10ppm）导致成品板性能偏低的问题,对炼钢过程中的铁水、合金料、辅料等进行成分检测,并对钢包周转使用状况进行了统计分析。本文根据成分检测及数据分析结果,确定了钢中残余硼元素含量异常增多的主要影响因素是使用合金种类及钢包周转次数,并提出了相应的工艺改进措施。通过优化所使用合金的种类和限定钢包周转次数,实现了高强汽车钢残余硼元素含量不大于10ppm的目标,在满足产品性能要求的同时降低了合金成本。     

含磷高强IF钢热轧轧裂的形成原因及控制

对含磷高强IF钢中MnS夹杂物控制进行了分析。通过对含磷高强IF钢中添加稀土进行对比试验,借助扫描电镜等设备对铸坯1/8、1/2、7/8厚度方向的试样以及热轧、冷轧、连退工序的带钢试样进行了夹杂物统计及二维形貌的观测对比,并对铸坯试样中小样电解的夹杂物及轧制各工序试样中原貌提取的夹杂物进行三维形貌的观测对比。结果表明：铸坯中心MnS夹杂物数量分布明显大于铸坯近表面,稀土的加入,先与钢中S相结合,并在凝固过程中较MnS提前析出,生成了小尺寸的球状夹杂物,可明显降低铸坯各位置MnS夹杂物的尺寸及数量;未加稀土钢在带钢轧制各工序中MnS夹杂物尺寸为10 μm左右,且具有遗传性,在轧制过程中压延变长,但没有碎化弥散。加入稀土后形成了S–O–Ce类夹杂物,形态呈球形,尺寸为2～5 μm,且独立弥散分布,不会对带钢组织连续性造成影响,有利于产品各相关性能。     

磷、钛对含磷IF高强钢织构的影响

借助电子背散射衍射(EBSD)技术,以罩退生产的冷轧Ti-IF钢及含磷Ti-IF高强钢为目标,分析不同磷、钛合金质量分数对产品特征织构的影响。结果表明,磷元素虽然有利于γ取向线上{111}〈112〉织构的增加,但也增加了组分强度差,不利于塑性应变比r值,并且磷元素对{111}织构发展的促进作用取决于钢中过剰钛的质量分数,过剩钛质量分数过高会促进FeTiP二相粒子的析出,从而阻碍{111}取向再结晶晶粒的长大,弱化{111}面织构的强度。研究结果对该材料合金成分的调整起到了指导作用。为了保证所生产的含磷IF高强钢获得一定的强度,同时兼备良好的冲压性能,应降低IF钢中的钛质量分数,适当加入铌以弥补因钛减少对间隙原子固定产生的影响。     

含钛高强钢板坯的火焰切割裂纹

钛高强钢具有成本优势,得到了广泛的应用,但添加钛易诱发板坯裂纹缺陷。针对wTi=0.1%的高强钢板坯火焰切割裂纹问题,采用ANSYS模拟了板坯火焰切割的过程及随后的温度变化,用光学显微镜分析了板坯裂纹形貌及组织、用热膨胀仪测定了wTi=0.1%的高强钢的温度-膨胀曲线,从板坯火焰切割后相变的角度探讨了裂纹形成原因。结果表明, wTi=0.1%的高强钢板坯火焰切割后,距切割面30mm以内冷却速度可达10℃/s以上,冷却速度快使板坯产生贝氏体和马氏体相变,导致了板坯火焰切割裂纹的产生。     

JG670DB高强钢星形裂纹控制与探讨

对低碳贝氏体高强钢生产中出现的星形裂纹进行了研究,阐述了引起裂纹的主要因素,并提出了改进措施,使得高强钢裂纹改判率大幅下降。     

Effect of Boron on Delayed Fracture Resistance of Medium-Carbon High Strength Spring Steel

The delayed fracture behavior of medium-carbon high strength spring steel containing different amounts of boron (0.000 5%, 0.001 6%) was studied using sustained load delayed fracture test. The results show that delayed fracture resistance of boron containing steels is higher than that of conventional steel 60Si2MnA at the same strength level and it increases with the increase of boron content from 0.000 5% to 0.001 6%. The delayed fracture mode is mainly intergranular in the boron containing steels tempered at 350 ℃, which indicates that the addition of boron does not change the fracture character. However, the increase of boron content enlarges the size of the crack initiation area. Further study of phase analysis indicates that most boron is in solid solution, and only a very small quantity of boron is in the M3(C, B) phase.     

High Temperature Tribological Studies on Surface Engineered Tool Steel and High Strength Boron Steel

The popularity of hot sheet metal forming processes in the recent years has necessitated research efforts to improve tool life and control the friction level during hot forming operations. In this work, the tribological properties of tool steel and ultra high strength boron steel (UHSS) pairs at elevated temperatures have been studied by using a special hot sheet metal forming test rig that closely simulates the conditions prevalent in the real process. This test involves linear unidirectional sliding of a preheated UHSS sheet between two tool steel specimens where new workpiece material is continuously in contact with the tool surface. The study is aimed at investigating different surface treatments/coatings applied on either the tool or sheet surface or on both. The results have shown that it is possible to control the coefficients of friction through surface treatments and coatings of the tool and workpiece materials. The application of a coating onto the sheet material has a greater influence on the friction compared to changing the tool steel surface. After running‐in, the investigated tool steel variants show almost similar frictional behaviour when sliding against the same sheet material. Although coating the UHSS sheet reduces friction, it abrades the tool surface and also results in transfer of the sheet coating material to the tool surface.     

高强度高塑性TWIP钢的开发研究

通过调整成分,研究了一种新型的高锰钢成分对组织结构和TWIP效应以及对强度、塑性的影响。结果表明,该钢在变形后基体中存在大量细小的形变孪晶,室温下可具有相变诱导塑性和孪晶诱导塑性的TWIP效应,因而具有高的强度(1000MPa以上)和极高的伸长率(60％～90％)。该钢种是很有前途的高强度、高塑性钢种,满足下一代汽车制造对钢铁材料的需求。     

薄板坯连铸连轧生产65Mn高碳高强钢的实践

薄板坯连铸连轧被证明是一条能生产低成本,高品质高碳高强钢板的生产线。涟钢已在CSP线上开发了一种低合金高碳高强钢65Mn,所生产的65Mn的碳含量为0．65％,屈服强度为490MPa,抗拉强度为870MPa,延伸率为18％。所生产的65Mn强度比传统工艺生产的65Mn强度提高了约40％-30％。金相检验其组织为铁素体和珠光体,在薄板试样中发现了纳米级珠光体。与传统生产工艺比较,CSP生产的高碳钢晶粒更细小。其细小的沉淀析出强化物也能在试样中发现。     

ASP技术生产微合金化高强耐候钢工业试验研究

介绍了鞍钢2150ASP牛产线采用Nb微合金化技术开发高强度耐候钢的过程,并与传统工艺进行了比较.该高强耐候钢带力学性能及冷弯、焊接性能均满足标准要求和用户协议要求,使用情况良好.     

微合金高强度耐候钢的试验研究

在实验室试制了400、460MPa级耐候钢,结果表明,试验钢屈服强度分别达到450、550MPa,抗拉强度分别达到545、615MPa;400MPa级耐候钢的显微组织以铁素体为主,460MPa级的以粒状贝氏体为主;400MPa级的析出物主要是CuS2和TiN,主要强化机制是细晶强化、析出强化;460MPa级的析出物主要是CuS2和（NbTi）CN,其主要强化机制是细晶强化、析出强化及相变强化。采用电子背散射EBSD技术分析了其晶体学取向,其晶粒间取向主要是大角度晶界。     

采用TMCP工艺生产40kg级高强度船用钢板的研究

介绍了采用TMCP工艺生产A40、D40、E40系列高强度船体用结构钢的成分设计和工艺设计的情况.该钢种化学成分符合GB712及DNV、LR等九国船级社标准的要求.采用TMCP工艺,靠晶粒细化和析出强化保证了钢材的强韧性.工业试制所生产的钢板采用连铸板坯,最大钢板厚度可达80mm,各项力学性能完全符合要求.     

低碳高强钢中纳米析出相回火过程中的透射分析

 研究了一种800MPa级低碳高强钢中纳米析出相在回火过程中的演变规律。通过透射、高分辨电镜,并结合能谱仪系统分析了不同回火温度下析出相的形貌特征及其与基体的位相关系。研究表明,低碳高强钢中的纳米析出相主要为Nb、Ti、V、Mo等元素的碳氮化物,低温回火时主要为Nb、Ti的二元析出,高温回火后则为含Mo、V、Ti、Nb等多种元素的复合碳化物析出;钢中纳米析出相按大小分为两类,大尺寸颗粒是钢在轧制过程中形变诱导析出的,小尺寸颗粒是钢在回火过程中相变诱导析出的;同时,随回火温度的升高,钢中的析出相均慢慢长大并粗化,长大方式为典型的Oswald熟化机制;析出相与母相基体之间存在特定的取向关系,在析出的开始阶段,析出与基体的界面基本保持共格关系,析出相形状主要为球形或者类球形,随着回火温度的升高,析出逐渐长大并粗化,形状渐渐变为方形或者椭圆形,同时与基体脱离共格界面,保持的界面关系为：{100}MC∥{100}α-Fe,<100>MC∥<110>α-Fe。     

铌钛微合金化高屈服强度IF钢的开发

通过化学成分设计和冶炼、热轧及冷轧工艺的控制,研制出铌钛微合金化高屈服强度IF钢。测定了该钢的力学性能和成形极限图（FLD）,分析了不同轧态的微观组织。结果表明,研制开发出的铌钛微合金化IF钢具有高的屈服强度和优良的成形性能。     

高碳钢内部质量控制

鞍钢第二炼钢厂采用现有工艺生产高碳钢(45号、50号钢)时,其产品易出现分层缺陷.分析了缺陷产生的原因,提出减少铸坯中心偏析、中心裂纹,改善铸坯内部质量的措施,有效地降低了高碳钢分层缺陷的发生率.