加热制度对微合金化H型钢组织及性能影响

以含有Nb-V-Ti-B复合微合金化元素试验钢为研究对象并结合实验室轧制,分析了不同加热温度下试验钢的组织及性能情况。结果表明,试验钢奥氏体晶粒尺寸随着加热温度升高、保温时间延长而增大。加热温度为1 050~1 200℃时,晶粒呈线性长大;保温时间在60 min内时,奥氏体晶粒增长最为迅速。试验钢组织为铁素体和珠光体,铁素体平均晶粒尺寸14~20μm;屈服强度364~396 MPa,抗拉强度483~508 MPa,伸长率27%~31.5%,-20~-60℃冲击功138~270 J。     

新一代TMCP条件下钛微合金化Q460钢种开发

依托于超快速冷却技术(UFC)开发出一种钛微合金Q460钢板。研究轧后超快冷至不同温度(560℃、610℃和680℃)后试验钢的组织性能和析出行为,并对其综合强化机理进行了研究。研究结果表明:不同终冷温度条件下,试验钢组织均为多边形铁素体和块状珠光体组织,且随终冷温度降低,晶粒明显细化;经TEM分析统计,TiC数量密度随终冷温度的升高而增大;试验钢的抗拉强度和屈服强度随着终冷温度的升高均先降低后升高,-20℃冲击功随终冷温度的降低逐渐升高;当终冷温度为680℃时,试验钢屈服强度可达510 MPa,固溶强化、细晶强化、位错强化、析出强化对屈服强度的贡献率分别可达42 MPa、188 MPa、62 MPa和217 MPa。说明析出强化和细晶强化为试验钢的两种重要强化方式。     

轧制工艺对高强度船板组织及性能的影响

采用不同控轧控冷技术,以不同轧制工艺生产的20 mm厚的钢板进行试验。利用金相显微镜、扫描电镜对其微观组织及夹杂物进行表征分析,拉伸试验机、冲击试验机对力学性能进行分析。结果表明：在不同的控轧控冷条件下,微观组织主要以铁素体为主,并存在少量的珠光体,晶粒度8级左右;强度在432～489 MPa之间,延伸率28.5%～36.5%之间;II开温度、终轧温度、入水温度基本保持不变的情况下,随着入水温度降低,屈服强度和抗拉强度逐渐降低;II开温度、终轧温度、入水温度基本保持不变,随着入返红度降低,抗拉强度逐渐降低,屈服强度先降低,随后增加,冲击功和延伸率逐渐增加;返红温度从622℃降低到565℃时,珠光体呈现退化趋势。     

C Si Mn Cr Nb钢双相组织性能的柔性控制

 根据C Si Mn Cr Nb试验钢的双道次变形和分段冷却热模拟试验结果,进行了试验钢控轧控冷试验,分析了工艺参数对试验钢组织和性能的影响,获得了具有不同力学性能的铁素体+马氏体或铁素体+贝氏体双相组织。结果表明,试验钢两段轧制分段冷却后550 ℃卷取获得铁素体+马氏体双相组织,屈服强度415 MPa,抗拉强度710 MPa,伸长率23.0％,屈强比0.59。500 ℃卷取得到铁素体加粒状贝氏体双相组织,与550 ℃卷取相比,屈服强度升高35 MPa,抗拉强度降低45 MPa,伸长率略微降低。     

铬对超高强冷轧双相钢相变和组织性能的影响

实验室成功试制C-Si-Mn-Cr-Nb系和C-Si-Mn-Nb系超高强双相钢,利用热膨胀仪研究了铬对超高强双相钢相变规律的影响,利用光学显微镜、SEM以及拉伸试验对双相钢的微观组织和力学性能进行检测。实验结果表明:铬使实验用钢的CCT曲线整体右移,抑制铁素体和珠光体的生成,对铁素体开始转变温度影响不大,升高铁素体的终止转变温度,降低贝氏体转变温度,提高奥氏体的淬透性,在相同的冷速条件下,铬的加入更容易得到铁素体+马氏体的双相组织;合金元素铬显著改善双相钢的显微组织,细化晶粒,双相钢的屈服强度从510 MPa升高到535 MPa,抗拉强度从1 080 MPa升高到1 145 MPa,抗拉强度的增幅高于屈服强度,在抗拉强度提高的同时,伸长率升高。     

减震器活塞杆用45钢的研制

介绍了减震器活塞杆用45钢的研制过程。通过合理的成分设计、优化轧制加热工艺,试制出了高品质的减震器活塞用钢。对比了不同轧制温度下活塞杆用钢的显微组织和力学性能。结果表明:钢材加热温度为1 100℃时,组织为均匀的铁素体和珠光体,同时晶粒度较细,具有良好的强度和韧性,抗拉强度≥650 MPa,屈服强度≥430 MPa,各项力学性能指标均满足活塞杆用钢的国标要求。     

正火控冷工艺对Q370QE钢板组织和性能的影响

采用正火控冷试验研究Q370q E钢板的生产工艺,结合力学试验和金相组织研究正火控冷工艺对Q370q E钢板组织和性能的影响,结果表明:钢板强度随冷却速度的增加和终冷温度的降低而增加,当冷却速率在8℃/s~14℃/s时,终冷温度在600℃~660℃之间,屈服强度增加约10 MPa~50 MPa,抗拉强度增加约0 MPa~20 MPa,组织为细化的铁素体和珠光体,满足桥梁钢所需的力学性能、冲击性能和焊接性能。     

超高强度冷轧双相钢组织与性能

在Gleeble-3500热模拟试验机上进行冷轧超高强度双相钢的连续退火工艺研究,利用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜和拉伸试验研究了连续退火过程中各个参数对1000MPa级冷轧双相钢组织性能的影响.结果表明:试验用钢在退火温度800℃下保温80s,可以得到抗拉强度为1030MPa、延伸率为14%超高强双相钢;随着退火温度的升高,屈服强度和抗拉强度降低.当退火温度为830℃时,显微组织中粒状的非马氏体组织明显增多.过时效温度低于300℃时,屈服强度和抗拉强度变化不大;当过时效温度超过300℃时,抗拉强度急剧下降,屈服强度先降低后升高,在过时效温度为360℃时开始出现屈服平台.     

退火工艺对Nb-Ti微合金化低合金高强钢组织性能的影响

在实验室对比模拟研究了Nb-Ti微合金化低合金高强钢的罩式退火和连续退火工艺。利用扫描电镜、透射电镜和拉伸试验机等设备,分析了不同退火工艺条件下试验钢的组织演变规律及性能变化趋势。结果表明,2种退火方式下试验钢组织中均存在纳米级Nb-Ti复合析出物,罩式退火工艺下试验钢的主要组织为铁素体+球状渗碳体,在640℃退火获得了较好的力学性能,抗拉强度为539 MPa、屈服强度为498 MPa、伸长率达到23.1%;连续退火工艺下试验钢组织为铁素体+珠光体+M-A岛,组织更加细小,细晶强化效果更好,在820℃退火时产生的链状组织提升了试验钢的力学性能,此时抗拉强度为644 MPa、屈服强度为536 MPa、伸长率达到22.7%,也可通过选取更高的退火温度实现对强度和伸长率的调节。     

控冷返红温度对Q460GJE高建钢组织和力学性能的影响

利用Gleeble热力学模拟机、扫描电镜、透射电镜、着色腐蚀金相等方法研究了控冷返红温度对TMCP交货态低屈强比(不大于0.80)Q460GJE高建钢组织和力学性能的影响。结果表明:随着返红温度的升高,一方面,粒状贝氏体数量减少,针状铁素体数量增加,晶粒显著粗化,屈服强度降低;另一方面,硬相M-A岛的数量增多、尺寸增大,抗拉强度略有上升,屈强比和冲击功(-40℃)降低。拉伸和冲击性能均满足低屈强比Q460GJE钢要求的返红温度范围是590~620℃。     

锰对低碳耐候钢组织与强韧性的影响

在真空感应炉冶炼了2炉不同锰质量分数的低碳耐候钢,利用热模拟机和金相显微镜分析了其组织特征和相变规律,并通过室温拉伸、冲击实验且结合断口分析表征了实验钢的强韧性。热模拟实验表明,低碳高锰耐候钢组织在低冷速下（＜1 ℃/s)为铁素体＋少量珠光体,而在较大冷速内(1～10 ℃/s)为贝氏体＋铁素体复相特征,随冷却速度的增加则钢中贝氏体增多。分析轧态组织表明,2组实验耐候钢中主要组织均为等轴铁素体;增加钢中锰则其强度明显增大,虽塑性和冲击韧性有所降低,但仍可获得良好的强韧性组合。     

锰对低碳耐候钢组织与强韧性的影响

在真空感应炉冶炼了2炉不同锰质量分数的低碳耐候钢,利用热模拟机和金相显微镜分析了其组织特征和相变规律,并通过室温拉伸、冲击实验且结合断口分析表征了实验钢的强韧性。热模拟实验表明,低碳高锰耐候钢组织在低冷速下（＜1 ℃/s)为铁素体＋少量珠光体,而在较大冷速内(1～10 ℃/s)为贝氏体＋铁素体复相特征,随冷却速度的增加则钢中贝氏体增多。分析轧态组织表明,2组实验耐候钢中主要组织均为等轴铁素体;增加钢中锰则其强度明显增大,虽塑性和冲击韧性有所降低,但仍可获得良好的强韧性组合。     

超快冷工艺下600MPa高强钢的组织与性能

 以一种屈服强度为600MPa的热轧高强钢为研究对象,进行了超快冷工艺与层流冷却工艺的对比试验,对试验钢进行了力学性能、SEM、TEM及EDS分析。结果表明：与层流冷却工艺相比,超快冷工艺有效提高了钢的性能,屈服强度和抗拉强度分别提高了90和60MPa,其屈服强度、抗拉强度和断后伸长率分别为670、740MPa及19％,－20℃冲击功为105J,具有良好的强度及韧性。经过超快冷后,试验钢的组织为细化的铁素体,其强化相为细小的铁素体及细小析出物。     

高性能电力铁塔角钢Q460TE的研究

对开发高性能电力铁塔角钢Q460TE进行了研究,并讨论了合金成分、终轧温度以及轧后冷却方式等对其组织性能的影响。结果表明：Al元素可以改善角钢的冲击韧性;轧后经强制冷却,其边部组织为回火索氏体,晶粒度等级约为9.5级,心部组织为铁素体+珠光体;热轧钢材的显微组织与性能随终轧温度的降低均得到较大幅度的改善,当终轧温度为852 ℃时,其屈服强度为540 MPa,抗拉强度为660 MPa,-40℃时的冲击功为172.9 J。     

Development of TiMicroalloyed 600 MPa Hot Rolled High Strength Steel

 A high strength steel with tensile strength on the order of 710MPa had been development successfully with only addition of titanium alloy element based on a low carbon steel. The results show the hot deformation accelerates ferrite and pearlite transformation and retards bainite transformation under continuous cooling condition. The microstructure of this steel is mainly composed of fine-grained ferrite and carbides distributed along the ferrite grain boundaries. The yield and tensile strengths of steels are about 620～650MPa and 720～740MPa, respectively, and the values of strain hardening exponent (n) and plastic strain ratio (r) are 0.12 and 0.80, respectively, thus providing well-matched strength with toughness. In short, the fine-grained ferrite and TiC nano-precipitates play an effective role in strengthening the steel.     

淬火温度对80mm调质690MPa级低碳贝氏体高强钢板组织性能的影响

通过金相显微镜、扫描电镜、力学性能测试,研究了830～930℃淬火+650 ℃回火对690 MPa高强钢显微组织和力学性能的影响.结果表明:实验钢经两相区830 ℃淬火+650 ℃回火后的组织为板条状铁素体和回火索氏体,其屈服强度较低为679 MPa.淬火温度在完全奥氏体化相区为890～930℃时,随着淬火温度升高,材...     

屈服强度460MPa级耐候钢及其焊接性能

通过连续冷却相转变行为的研究,利用试验轧机成功试制了24mm厚,屈服强度460MPa级耐候钢板,并分析了钢板微观组织、力学性能、腐蚀性能以及焊接性能。连续相转变行为和钢板试制结果表明:精轧温度不大于850℃,厚度压下率不小于0.6,冷速为4~15℃/s和终冷温度不大于465℃可得到以针状铁素体(3~10μm)和多边形铁素体(5~15μm)为主的钢板,其屈服强度不小于480MPa,抗拉强度不小于635MPa,伸长率不小于23%,-40℃冲击功不小于209J。对试制钢板进行了热输入量为72kJ/cm的双丝埋弧焊接试验,无焊前预热和焊后热处理,得到了无缺陷焊接接头,焊接热影响区-40℃冲击功不小于100J;粗晶区的高韧性与其晶内铁素体为主以及少量晶界铁素体和上贝氏体的微观组织有关。72h周浸试验结果表明:试制钢种的耐大气腐蚀能力比普碳钢Q345B提高了46%。     

实验室模拟控制轧制和调质处理对桥梁钢Q690q组织和性能的影响

研究了920℃精轧,830℃终轧以12℃/s冷至590℃,空冷的TMCP控制轧制工艺和TMCP+940℃淬火-630℃回火两工艺的桥梁钢Q690q(/%:0.05C、0.30Si、1.40Mn、1.10Cu、0.50Cr、0.80Ni、0.07V、0.55Mo,焊接冷裂纹敏感指数P_cm≤0.267)15mm板组织和力学性能。结果表明,TMCP工艺生产的桥梁钢Q690q组织主要由粒状贝氏体和少量铁素体组成,TMCP+调质处理后的组织为多边形铁素体和少量渗碳体,其屈服强度R_p0.2为845～870MPa,抗拉强度Rm895～900MPa,-20℃冲击功153～186J, -40℃为141～155 J。调质处理减小了钢材的M/A岛尺寸和位错密度,使Q690_q钢保持高强度的同时也具有较好的冲击韧性。     

纳米粒子强化含铜双相钢的组织性能关系

 为进一步提高HSLA系列含铜钢的综合力学性能,利用多步骤热处理工艺(QLT工艺:淬火、临界区淬火及回火工艺)在超低碳Ni-Cr-Mo-V-Cu低合金钢中获得了优异的强度及低温韧性匹配(屈服强度895 MPa、抗拉强度950 MPa、-80 ℃冲击韧性188 J)。利用SEM、XRD及TEM等试验方法研究了试验钢在QLT工艺处理后,不同临界区淬火温度下(Ac1~Ac3温度范围内)的双相组织演化规律,阐明了不同临界区淬火温度下的QLT态试样的组织及性能关系。结果表明,QLT态试样的屈服强度与回火二次马氏体体积分数呈二次抛物线关系,抗拉强度与回火二次马氏体体积分数呈线性正相关关系;断裂伸长率则与临界区铁素体含量正相关。临界区淬火温度为720 ℃时的QLT态试样(QL₇₂₀T)表现出优异的强度及低温韧性匹配,其高强度来源于协同析出的纳米级MC(M为铌、钼、钒及钛的任意组合)和铜粒子所强化的回火二次马氏体。QL₇₂₀T态试样优异的低温韧性则由下列因素所致,主要呈片层状的回火二次马氏体及临界区铁素体的平行相间分布而导致的组织细化效应;大量异相界面所导致的脆性渗碳体或合金渗碳体的细化;强度差异较小的回火二次马氏体以及临界区铁素体。