CSP工艺下稀土冷轧板退火过程中第二相析出的定量研究

研究了CSP工艺下稀土冷轧板冷轧后退火过程中的第二相析出行为,模拟了某企业685 ℃×9 h退火工艺,利用光学显微镜和X射线衍射仪分析了退火前后的微观组织和宏观织构的变化;采用非水电解分离法从试验钢中提取第二相粒子,并利用X射线衍射分析了第二相析出物类型;再使用化学法对退火过程中第二相析出量的变化进行了定量分析,并结合析出动力学计算分析第二相析出规律。结果表明,经过该退火工艺后,晶粒从典型的纤维状冷轧组织演变为再结晶饼形晶粒,非{111}织构有所减弱,{111}织构有所增强;试验钢中的第二相类型主要为MnS、Fe₃C和AlN,MnS在退火过程中几乎不析出,Fe₃C主要在室温到570 ℃升温过程中析出,AlN随着退火温度的升高而不断析出,在685 ℃附近析出最快。     

B元素对高牌号无取向硅钢热轧板组织和性能的影响

借助实验室设备研究了B元素对高牌号无取向硅钢热轧板组织和磁性能的影响.结果表明,与无硼钢相比,含硼钢的热轧板晶粒尺寸略小,析出物的类型和尺寸没有区别,主要是AIN和(AIN+MnS)复合析出物,少量的MnS析出物,尺寸集中在1.0-2.5rem范围内.未发现BN析出物.在力学性能方面,B对钢的软化作用不明显.在磁性能方...     

常化温度对2.5%Si无取向硅钢第二相析出行为的影响

采用扫描电镜、透射电镜和双束扫描电镜对不同常化温度2.5%Si无取向硅钢中不同类型第二相析出物的析出行为和演化规律进行了研究。结果表明,常化温度从850℃升高至1100℃,微米级大尺度第二相粒子呈一次长大-析出-二次长大-回溶的变化规律;当常化温度<920℃时,析出相以AlN+MnS复合长大为主;随后小尺寸的MnS、AlN及其复合析出物数量迅速增多,并在950℃时达到峰值;随着常化温度的进一步升高,第二相粒子析出数量快速减少,然后缓慢增长至趋于平衡,大尺寸析出物出现部分回溶。纳米级析出物则以Cu₂S和Cu₂S+MnS复合析出为主。并且950℃常化时,2.5%Si无取向硅钢的铁损最低。     

Control of Secondary Phases by Solution Treatment in a N-Alloyed High-Mn Cryogenic Steel

The secondary phases of the steels have significant effects on the microstructure and mechanical properties, making controlling these secondary phases important. The control of MnS inclusions and AlN precipitates in a N-alloyed high-Mn twin-induced plastic cryogenic steel via solution treatment was investigated with several different techniques including microstructural characterization, 298 K tensile testing, and 77 K impact testing. The solutionizing temperature(ST)increased from 1323 to 1573 K, where the elongated MnS inclusions and large-sized AlN precipitates became spheroidized and dissolved. The aspect ratio of the MnS inclusions decreased as the ST increased and the number density increased. The impact toughness of the steels showed anisotropy and low impact energy values, due to the elongated MnS inclusions and large-sized AIN precipitates. The anisotropy was eliminated by spheroidizing the MnS inclusions. The impact energy was improved by dissolving the large-sized AlN precipitates during the solution treatment. The austenite grain size increased when the dissolution of the AlN precipitate increased, but the effect of the grain size on the yield strength, toughness, and the strength–ductility balance was weak.     

2507超级双相不锈钢中第二相的析出行为

利用OM、SEM和EBSD等研究了经1100 ℃保温30 min固溶的热轧超级双相不锈钢(SDSS)2507在不同时效温度(750~1000 ℃)及时间(1~240 min)下的第二相析出行为。结果表明,固溶态SDSS 2507的微观组织主要是铁素体和奥氏体。在750～1000 ℃时效处理后有σ相和χ相析出。时效温度较低时,χ相从铁素体相析出且稳定存在。随着时效温度的升高,σ相主要通过α→σ+γ₂共析反应生成,随着时效时间的延长,组织中亚稳态χ相溶解并促进σ相析出。另外,时效温度也会影响第二相形貌:高温时效时(＞950 ℃),析出相形貌主要为片状σ相和γ₂相,低温时效时析出物主要呈颗粒状。由第二相析出行为及第二相的TTT曲线可知,热轧变形使SDSS 2507第二相形核的孕育期缩短,析出速度提高,析出敏感温度约为950 ℃。     

含锡取向硅钢高温二次再结晶退火过程中抑制剂的析出特点

采用透射电镜研究了含锡取向硅钢高温二次再结晶退火过程中抑制剂的析出行为,分析了抑制剂对初次再结晶的抑制作用。结果表明,析出物除了常规的AlN和MnS外,还有少量Sn单质;其中AlN和MnS相是主要抑制剂,具有强烈的抑制作用;少量Sn相起辅助抑制作用,控制析出物AlN的尺寸和数量,有助于主抑制剂的弥散分布。抑制剂在600~700 ℃时开始析出长大,900 ℃显著长大,1020 ℃平均尺寸达到最大值;抑制剂的尺寸随退火温度升高而增大,体积分数、分布密度则先增大后减少。当退火温度达到1000 ℃时,析出物平均粒径约50.3 nm,体积分数最大约3.81%,分布密度约5.9×10¹⁴ 个/cm³。根据试验和Zener因子综合判定抑制力,Zener因子随退火温度升高而增加,在900 ℃达到最大139,析出物分布密度达到最大8.9×10¹⁴个/cm³;在1020 ℃时,Zener因子几乎为零,完成二次再结晶过程。     

铈-硫易切削钢平衡析出相热力学计算与分析

采用Thermo-Calc热力学软件对铈-硫易切削钢300~1500 ℃范围内的析出相进行了热力学计算,并得到了平衡凝固相变路径图。此外,还讨论了Ce、S含量对Ce₂O₂S平衡相的影响和S、Mn含量对MnS平衡相的影响。结果表明,铈-硫易切削钢中平衡析出相主要有Ferrite、Ce₂O₂S、Corundum、Austenite、M₂(C,N)、Liquid、M₂₃C₆、MnS、Sigma、Spinel与M(C,N);随着Ce含量增加,Ce₂O₂S的析出量逐渐增加,但是S含量变化对Ce₂O₂S相的析出几乎没有影响;随着S含量增加,MnS平衡相的析出量逐渐增加,析出温度也逐渐增高,Mn含量变化对MnS相的析出量几乎没有影响,但Mn含量增加会使MnS析出温度升高;铈-硫易切削不锈钢铸坯中的硫化物呈球形、椭球形、纺锤形或短棒状并以簇状沿晶界分布,属于第Ⅱ类硫化物;通过添加稀土Ce,铈-硫易切削钢中球形稀土复合夹杂物所占比例较高,长宽比≤3的硫化物占比达到84.86%,硫化物的形态控制取得了较好的效果。     

含稀土取向硅钢高温铁素体区的再结晶及抑制剂析出行为

利用Gleeble 1500D、SEM、TEM、ICP等研究手段,分析了含稀土取向硅钢在1200℃铁素体区热轧变形30%、保温不同时间后水冷的再结晶及抑制剂析出行为。结果表明,含稀土取向硅钢高温铁素体区热轧后仅发生动态回复,未发生动态再结晶,析出相的数量没有明显增加;热轧后保温20 s左右开始发生静态再结晶,抑制剂析出相开始析出并且长大,再结晶发生率越高,析出相体积分数增长越快。变形结束后析出相中Cu₂S和MnS数量相差不多,再结晶发生率为64%时,MnS增长约7.4%,Cu₂S增长约19.34%。析出相大多于晶内析出,随保温时间延长部分抑制剂逐渐在晶界处形核并长大。     

AN INVESTIGATION OF FINE GRAINS IN THE PRODUCT OF ORIENTED-GRAIN SILICON STEEL SHEET WITH HIGH INDUCTION

本文采用金相蚀坑法对高磁感取向硅钢成品中细晶进行了研究,证明板坯加热温度过高,热轧板产生粗大的形变组织,促使初次再结晶{100}<011>-<001>组分增强,该区域晶粒也较粗大,高温退火后,成品中出现线晶。热轧板坯加热温度太低,热轧前的MnS和AlN不能完全固溶,成品中出现混晶。另外,指出提高钢中碳含量,增加热轧的压下率,采用二次冷轧法都可减少或消除成品中的线晶。     

稀土Ce对含Cu低温取向硅钢铸态析出物的影响

采用激光共聚焦显微镜和透射电镜探究了稀土元素Ce对含Cu取向硅钢铸态组织和析出物的影响。结果表明,稀土元素Ce对含Cu取向硅钢铸态的组织能起到细化晶粒的作用;未加Ce的铸锭中存在粗大的(Cu,Mn)S+AlN粗大复合析出物,以及少量MnS和Cu₂S单独析出物;稀土Ce的加入不改变析出物的类型,但使析出物数量明显减少、尺寸有所增大。     

薄板坯连铸连轧Ti微合金化钢的物理冶金学特征

基于在薄板坯连铸连轧流程Ti微合金化技术方面的大量工作，重点阐述了Ti微合金化钢的物理冶金学特征，内容包括Ti微合金化钢的析出特征、基体显微组织特征和强化机理．研究表明：Ti的析出贯穿于从连铸到卷取各工艺阶段；Ti含量小于0．045％时，随Ti含量增加，铁素体晶粒细化；Ti含量超过0．045％后，细化晶粒的作用不明显；Ti微合金化钢的强化机理主要是细晶强化和纳米尺度TiC的沉淀强化，其中后者是主要因素．     

退火方式对低碳冷轧搪瓷用钢组织性能的影响

研究了罩式退火及连续退火工艺对低碳冷轧搪瓷用钢组织性能的影响规律。结果表明,实验钢中的贮氢陷阱以MnS和Fe3C为主,且罩式退火及连续退火工艺均能使实验钢的成形性能及抗鳞爆性能满足要求。连续退火的退火温度较高,再结晶织构发展充分,得到更优的力学性能及成形性能;罩式退火保温时间长,更有利于析出物的析出,从而增加第二相粒子作为贮氢陷阱得到更优的抗鳞爆性能,对比得出了最优工艺流程,为实验钢的工业化生产提供了理论依据。     

冷却方式对Nb-Ti微合金钢组织和性能及沉淀行为的影响

两阶段控制轧制后,采用不同的冷却路径进行冷却,研究冷却路径对Nb-Ti微合金钢组织和性能及沉淀行为的影响.结果表明,超快冷+空冷冷却路径可获得细晶组织,晶粒平均尺寸约为7.76μm,屈服强度高达425 MPa,抗拉强度高达500 MPa.超快冷+炉冷试样中存在细小的沉淀粒子,沉淀粒子尺寸主要集中在2—7 nm,而超快冷+空冷试样中只存在少量球形沉淀粒子,轧后直接空冷可获得相间沉淀粒子.不同冷却路径获得的热轧板在700℃下退火300 s后,沉淀粒子发生明显的粗化;退火处理后,超快冷+炉冷试样的晶粒平均尺寸减小为6.47μm,相对于退火前,其屈服强度和抗拉强度分别增加50和30 MPa、强度的增加主要源于细晶强化.对于含0.03%Nb(质量分数)的Nb-Ti微合金钢,由于沉淀粒子的体积分数有限,因此细晶强化效果远高于沉淀强化效果,强度的变化与晶粒尺寸的变化具有很好的对应性.另外,加工硬化指数与晶粒尺寸密切相关.随着晶粒平均尺寸的增加使加工硬化指数增加.     

冷却方式对Nb-Ti微合金钢组织和性能及沉淀行为的影响

两阶段控制轧制后,采用不同的冷却路径进行冷却,研究冷却路径对Nb-Ti微合金钢组织和性能及沉淀行为的影响.结果表明,超快冷+空冷冷却路径可获得细晶组织,晶粒平均尺寸约为7.76μm,屈服强度高达425 MPa,抗拉强度高达500 MPa.超快冷+炉冷试样中存在细小的沉淀粒子,沉淀粒子尺寸主要集中在2-7 nm,而超快冷+空冷试样中只存在少量球形沉淀粒子,轧后直接空冷可获得相间沉淀粒子.不同冷却路径获得的热轧板在700℃下退火300 s后,沉淀粒子发生明显的粗化;退火处理后,超快冷+炉冷试样的晶粒平均尺寸减小为6.47μm,相对于退火前,其屈服强度和抗拉强度分别增加50和30 MPa,强度的增加主要源于细晶强化.对于含0.03%Nb(质量分数)的Nb-Ti微合金钢,由于沉淀粒子的体积分数有限,因此细晶强化效果远高于沉淀强化效果,强度的变化与晶粒尺寸的变化具有很好的对应性.另外,加工硬化指数与晶粒尺寸密切相关,随着晶粒平均尺寸的增加使加工硬化指数增加.     

Precipitation behavior of MnS on oxide inclusions in Si/Mn deoxidized steel

The precipitation behavior of the MnS phase of MnO-SiO₂ oxides in Si/Mn deoxidized steels was examined. MnS phase formation in the oxide phase was clearly identified, and the Mn content in both phases increased with isothermal holding at 1,200°C. With increased cooling rate, both the size of inclusions and the precipitation ratio of the MnS phase in the oxides decreased. More than 90% of MnO-SiO₂ oxides contain MnS phases and MnS precipitation is accompanied by an Mn-depleted zone around the oxides. This zone was created not just around the MnS, but around the whole oxide inclusion. One can tentatively conclude that the majority of the MnS islands after isothermal holding are formed by the diffusion of Mn and S from the matrix into the inclusions.     

Nb对奥氏体热变形后等温回复的影响

采用热模拟实验研究了不同Nb含量的低C高Mn钢在800—900℃变形后奥氏体的回复特征,同时借助Fe-40%Ni-0.1%Nb(质量分数)合金揭示了回复过程中的位错演化及析出行为,建立了位错滑移及溶质拖曳机制的等温回复动力学模型,据此计算拟合了应力松弛曲线上回复实验数据,计算结果与理论分析及实验结果相符.实验及模拟结果表明,Nb溶质拖曳及析出均减慢回复过程,提高变形积累;与Nb溶质拖曳相比,析出能够更有效地延缓回复软化;Nb溶质拖曳通过升高回复激活自由能U0及减小激活长度来实现回复过程的延缓,提高溶质Nb含量,将升高Uo和减小激活长度.对于含Nb低C高Mn微合金钢,在道次间隔短的多道次热连轧精轧阶段,变形积累主要依靠Nb溶质拖曳作用,而对于轧制节奏较慢的中厚板精轧,轧制变形的积累依靠Nb溶质拖曳与析出的共同作用.     

Nb和Mo对矿用磨球用钢微结构和相变的影响

对不同合金成分磨球用钢样品进行高温激光共聚焦显微镜(HT-CLSM)原位观察和JMatPro软件模拟计算,研究了Nb、Mo元素对其热处理过程中微结构和相变的影响。结果表明,试验钢中添加0.051%Nb元素的原奥氏体平均晶粒尺寸最小(38.8 μm),添加0.079%Mo元素的次之,无添加的最大,可达74.1 μm。添加Nb元素时,析出物类别主要为Nb(C, N)和MnS,析出物的数量最多,显著阻碍了高温奥氏体晶粒长大。添加Mo元素时,析出物类别主要为MnS和AlN,析出物数量次之,对奥氏体晶粒长大有一定的阻碍作用。Nb和Mo元素的添加均有利于扩大贝氏体转变区,增加贝氏体转变量,提高马氏体转变开始温度。     

Ti微合金化700MPa级汽车大梁钢的研究

通过实验,采用低成本Ti微合金元素进行强化,获得了抗拉强度745～760MPa,下屈服强度640～655MPa,伸长率为23. 0%～23. 5%的热轧钢板。同时,通过调整热轧工艺,获得了终冷温度与热轧板强度的关系。此外,研究了轧制过程不同阶段析出相的种类、分布以及析出量的变化情况。结果表明,钢板屈服强度、抗拉强度与其终冷温度基本呈线性关系,随终冷温度的降低,屈服强度和抗拉强度均明显提高。析出相的定量分析结果表明,在粗轧结束时,Ti的析出率接近50%,在精轧结束时,Ti的析出率接近60%。在700℃等温卷取后,Ti的析出率超过95%。降低卷取温度到650、600℃时,Ti的析出率分别降低到87. 5%、75. 2%。如果700℃终冷后采用空冷方式冷却,Ti的析出率最低,降低到只有63. 3%,与精轧结束时析出量相近。     

硫含量及显微组织对管线钢力学性能和抗H2S行为的影响

测试了4种不同硫含量(5×10-6,17×10-6,50×10-6,100×10-6)及不同显微组织管线钢的力学性能和抗H2S开裂性能.结果表明,高硫含量(100×10-6)会导致管线钢中Ⅱ型MnS夹杂物的形成,恶化冲击性能,而对拉伸性能和抗H2S开裂性能不产生明显影响.针状铁素体组织比(多边形铁索体 珠光体)组织具有更好的强韧性,但两种组织的抗H2S开裂性能相反,分析认为这与针状铁素体中大量可动位错对氢的携带和聚集有关.     

TSCR工艺生产Ti-IF钢中第二相粒子析出行为的模拟研究

研究了模拟薄板坯连铸连轧工艺（Thin Slab Casting and Rolling）生产Ti-IF钢的析出行为.利用透射电镜分析了铸坯连续快速冷却及热连轧过程Ti-IF钢中第二相粒子的析出行为特征,将TiS,Ti4C2S2等析出粒子的尺寸、分布及数量分别与传统工艺的析出物进行了分析比较.结果表明,TSCR生产的Ti-IF钢析出物比传统工艺更为粗大,且发现有较粗大的TiC和Ti4C2S2的复合析出物.