含Mo元素CL60钢CCT曲线的测定及分析

在Gleeble-3800热模拟机上测定了含微量Mo元素CL60钢在不同冷却速度下连续冷却时的膨胀曲线,并采用金相-硬度法,测定了该钢的连续冷却转变曲线(CCT曲线),研究了冷却速度对其显微组织演变以及硬度的影响。结果表明:当冷却速度小于1℃/s时,实验钢的转变产物为先共析铁素体和珠光体组织;当冷却速度增加到2℃/s时,开始发生贝氏体转变;当冷却速度增加到5℃/s时,开始发生马氏体转变;冷却速度在5～10℃/s的范围内时,转变产物为少量铁素体、珠光体、贝氏体和马氏体所组成的混合组织;当冷却速度为15℃/s时,先共析铁素体消失;当冷却速度为20～40℃/s时,转变产物为珠光体和马氏体混合组织;当冷却速度大于50℃/s时,转变产物全部为马氏体组织。随着冷却速度的增大,实验钢的硬度逐渐增大。尽管Mo元素的加入能细化珠光体片间距,但加Mo元素CL60钢在生产过程中得到理想组织的条件更加苛刻。为避免贝氏体、马氏体等非理想组织出现,不同部位的冷却速度须严格控制在2℃/s以下。     

硼对60Si2Mn弹簧钢连续冷却相变行为的影响

以国产的60Si2Mn含硼弹簧钢为研究对象,利用Gleeble 1500热模拟实验机和高温共聚焦显微镜,进行临界相变温度和动态CCT曲线的测试,并进行不同冷却速率下弹簧钢在连续冷却过程中先共析铁素体生长过程的原位观察。结果表明,含硼26 ppm与不含硼弹簧钢发生完全马氏体转变的临界冷却速率分别为10℃/s和13℃/s。硼元素的加入,使临界冷却速率降低,提高了过冷奥氏体的稳定性,抑制了晶界处先共析铁素体的析出,阻碍了奥氏体的共析分解转变。另外,随着冷却速率的增大,晶界处的先共析铁素体明显减少。     

含Ti微合金低碳钢连续冷却过程中组织演变行为北大核心CSCD

通过热膨胀法及金相分析法,研究Ti含量为0.015%~0.10%的低碳钢连续冷却条件下组织演变行为,探讨了Ti含量及冷却速率对低碳钢相变行为的影响规律。结果表明,Ti微合金元素具有细化铁素体晶粒尺寸,抑制铁素体相变,促进贝氏体和马氏体相变的作用。当Ti含量由0.015%增加至0.10%时,0.5℃/s下获得的铁素体平均晶粒尺寸可由24.5μm细化至13μm,铁素体相变的冷却速率范围由≤5℃/s缩小至〈1℃/s,马氏体临界冷却速率由40℃/s降低至20℃/s。冷却速率及Ti含量共同决定Ti微合金低碳钢的组织演变行为,特别是对扩散型的相变开始温度具有显著的影响。     

含Ti微合金低碳钢连续冷却过程中组织演变行为

通过热膨胀法及金相分析法,研究Ti含量为0.015%~0.10%的低碳钢连续冷却条件下组织演变行为,探讨了Ti含量及冷却速率对低碳钢相变行为的影响规律。结果表明,Ti微合金元素具有细化铁素体晶粒尺寸,抑制铁素体相变,促进贝氏体和马氏体相变的作用。当Ti含量由0.015%增加至0.10%时,0.5℃/s下获得的铁素体平均晶粒尺寸可由24.5μm细化至13μm,铁素体相变的冷却速率范围由≤5℃/s缩小至1℃/s,马氏体临界冷却速率由40℃/s降低至20℃/s。冷却速率及Ti含量共同决定Ti微合金低碳钢的组织演变行为,特别是对扩散型的相变开始温度具有显著的影响。     

铸造低合金Cr-Mo钢CCT曲线的测试及分析

借助Gleeble-1500D热模拟试验机,根据温度传感器实时提取出来的温度-时间曲线计算冷却速度,采用分段冷却的方式,得到了铸造低合金Cr-Mo钢的连续冷却转变CCT曲线,并对其进行了分析。结果表明,铸造低合金Cr-Mo钢的Ac3,Ac1和Ms分别为925,765和485℃。冷却速度小于3℃/s时,发生奥氏体向贝氏体的转变;冷却速度为3~18℃/s时,发生奥氏体向珠光体和贝氏体的转变;冷却速度为18~50℃/s时,出现马氏体;冷却速度大于50℃/s时,只发生马氏体转变。CCT曲线中珠光体和贝氏体两大转变区相互分开,Ms线右端下降,没有先共析铁素体转变区。随着冷却速度的增加,硬度值逐渐增大;随着冷却速度的减小,元素分布趋于均匀,较慢的冷速有利于生成细小均匀的室温组织。     

冷却方式对稀土微合金高强度钢组织的影响

采用Gleeble-1500D热模拟试验机测定了试验钢的动态连续冷却转变曲线,结合国内某厂热连轧带钢的具体轧制条件,制定了多道次轧制工艺,研究了冷却方式对稀土微合金高强度钢组织的影响。结果表明:试验钢的室温组织为铁素体+贝氏体双相组织,冷却速度在5~25℃/s范围内试验钢均可得到铁素体,铁素体含量约为30%,其平均尺寸约为15μm左右;试验钢选择在铁素体区冷却,冷却速度为10℃/s左右,可以得到细小均匀的铁素体+贝氏体双相组织,其中铁素体含量约为29%,平均尺寸为13μm。     

Mn含量对高强度耐候钢连续冷却过程中组织和性能的影响

采用Gleeble-2000型热模拟试验机及DT-1000膨胀仪研究了两种不同Mn含量(1号含1.42%Mn和2号含0.90%Mn)高强度耐候钢的连续冷却转变过程,分析了不同冷速下两种钢的组织转变和力学性能.结果表明,Mn元素可显著增加高强度耐候钢过冷奥氏体的稳定性,在0.1～60℃/s的冷速范围内1号钢先共析铁素体析出温度比2号钢低约30～50℃.当冷速vNo.1＜0.5℃/s、vNo.2＜1℃/s时,得到F P组织.在整个冷却转变过程中,随着冷速的提高,1号钢逐渐得到以岛状马氏体、粒状贝氏体和板条马氏体为主的组织,而2号钢始终是以铁素体为主的组织.同时,随着冷速的提高,两种钢的硬度、抗拉强度随之提高,其中1号钢明显高于2号钢.     

含Nb低碳钢相变温度Ar3预测模型

根据热膨胀实验测定的4种不同Nb含量低碳钢在不同连续冷却条件下先共析铁素体相变温度(Ar3),建立了一个新的铁素体形核和长大模型,用来预测含Nb低碳钢的Ar3,模型中考虑了Nb的溶质拖曳作用.结果表明,先共析铁素体相变形核长大的临界碳浓度随钢中Nb含量的增加而呈线性增大,但对温度和冷却速率的变化不敏感;在连续冷却过程中钢中Nb含量的增加会降低先共析铁素体形核温度,但当Nb含量大于0.023%之后形核温度并不会继续降低;固溶Nb会抑制铁素体相变的发生,NbC的析出会促进铁素体形核;本模型适合于Nb含量低于0.04%的低碳钢,使用该模型预测的Ar3与实测值吻合.     

一种连杆用非调质钢的连续冷却转变

通过Gleeble-3800热模拟机研究了一种连杆用中碳非调质钢的连续冷却转变组织变化规律,分析了冷却速度对转变组织和显微硬度的影响。结果表明,当冷却速度小于0.1℃/s时,组织为铁素体-珠光体;当冷却速度大于0.5℃/s时,开始发生贝氏体转变,在0.5～0.8℃/s冷速范围内,组织为铁素体-珠光体+贝氏体;当冷却速度大于1℃/s时开始发生马氏体转变,随着冷却速度的增加,贝氏体、马氏体含量逐渐增加,当冷却速度大于8℃/s时,组织全部为马氏体。实验钢的显微硬度随着冷却速度的提高而增加。     

C-Mn-Al系TRIP钢连续冷却转变及组织研究

采用热膨胀仪测定了C-Mn-Al系TRIP钢在不同冷速下连续冷却转变的膨胀曲线;并运用Thermo-Calc软件,进行了C-Mn-Al系TRIP钢相变的理论计算。结合金相组织观察,研究了其连续冷却转变产物的组织形态。结果表明,当冷速0.5℃/s时,组织由许多多边形先共析铁素体、少量珠光体和无碳化物贝氏体组成;冷速5℃/s时,组织为铁素体和贝氏体;冷速10℃/s时,开始出现马氏体和贝氏体的混合组织。     

冷却方式对稀土微合金高强钢组织的影响

采用Gleeble-1500D热模拟试验机测定了试验钢的动态连续冷却转变曲线,结合国内某厂热连轧带钢的具体轧制条件,制定了多道次轧制工艺,研究了冷却方式对稀土微合金高强钢组织的影响。结果表明：试验钢的室温组织为铁素体+贝氏体双相组织,冷却速度在5～25 ℃/s范围内试验钢均可得到铁素体,铁素体含量约为30%,其平均尺寸约为15 μm左右;试验钢选择在铁素体区冷却,冷却速度为10 ℃/s左右,可以得到细小均匀的铁素体+贝氏体双相组织,其中铁素体含量约为29%,平均尺寸为13 μm。     

两段式冷却对C-Mn钢奥氏体中温转变的影响

采用Formastor全自动相变仪进行了两段式冷却条件下C-Mn钢的热膨胀试验,并结合组织观察和显微硬度测量,研究了冷却速度以及发生部分先共析铁素体转变对奥氏体中温转变的影响。结果表明:随着冷却速度的增大和先共析铁素体含量的增加,贝氏体相变开始温度和结束温度均降低,贝氏体转变量减少;奥氏体随冷却速度的增大,转变产物由铁素体+珠光体逐渐变为魏氏组织铁素体+珠光体、网状铁素体+魏氏组织+贝氏体、马氏体的趋势;而对已发生部分先共析铁素体转变的过冷奥氏体,随先共析铁素体含量的减少,组织由魏氏组织+贝氏体向魏氏组织+马氏体转变。     

硼对低碳钢动态CCT曲线和微观组织的影响

在Gleeble-3800热模拟试验机上,对含硼与不含硼低碳钢进行模拟轧制热压缩试验,测定并绘制出连续冷却转变曲线(动态CCT曲线),分析了硼对试验钢动态CCT曲线及其微观组织的影响。结果表明,当在低碳钢中加入0.001%的硼时,其相变过程比无硼低碳钢稳定,并且由于硼元素的作用,铁素体、珠光体得到了有效地抑制,从而使动态CCT曲线右移。加入硼可使贝氏体在较低的冷却速度(0.2℃/s)下形成,因此在同等冷却速度条件下,可以获得更细小的板条状贝氏体组织,同时,获得马氏体的临界冷却速度降低,从而提高了该低碳钢的淬透性。     

汽车用非调质钢49MnVS3的动态连续冷却转变行为

在Gleeble-3500热模拟试验机上进行49Mn VS3钢的变形-连续冷却膨胀测定,结合金相-硬度法得到试验用钢的动态连续冷却转变曲线(CCT曲线)。结果表明:49Mn VS3钢的Ac1、Ac3分别为741℃、803℃。当冷却速度为0.5~5℃/s时,得到组织为铁素体和珠光体;冷却速度为7℃/s时,主要为细长的针状铁素体+块状铁素体+珠光体+少量贝氏体;10~15℃/s时发生贝氏体转变;15℃/s出现马氏体转变;冷速为20~40℃/s时,则只发生马氏体转变,得到完全的马氏体组织。随着冷却速度的增加,硬度呈先缓慢增大后线性上升。     

R350HT钢轨钢的连续冷却转变曲线

在Gleeble-3500热模拟试验机上对欧标R350HT钢轨钢进行不同冷却速度的热模拟试验,观察显微组织并测量硬度,绘制试验钢的连续冷却转变(CCT)曲线。结果表明,在冷却速率为0.5~2.5 ℃/s时,组织以珠光体为主,有少量先共析铁素体。当冷却速度为3 ℃/s时,组织中出现马氏体。由于珠光体轨钢中不允许有马氏体组织,因此冷却速度应小于3 ℃/s。同时,随着冷却速率的增大,直至10 ℃/s,珠光体开始转变温度降低,这是因为随着冷却速率的增大,在高温区停留时间缩短,珠光体转变来不及发生,并且发生珠光体相变需要较大的过冷度。随着冷却速率增加至20 ℃/s,组织基本上为马氏体。当冷速大于20 ℃/s后,组织为单一马氏体。因此,马氏体临界转变冷速为20 ℃/s。     

免退火冷镦钢SWRCH35KM的相变行为及组织演变

用Gleeble-1500热模拟试验机研究了RE微合金化免退火冷镦钢SWRCH35KM热变形后连续冷却过程相变规律和显微组织演变特征。结果表明,试验钢0.1~25 ℃/s冷速范围内均发生了铁素体和珠光体转变,冷速0.1~0.2 ℃/s时细小珠光体区有明显球化行为,而冷速在＞2 ℃/s后开始出现针状铁素体和魏氏组织。为了获得均匀细小的铁素体基体加在线球化珠光体组织,需在斯太尔摩冷却线采用分段冷却控制思路,吐丝温度至750 ℃范围内冷速宜＞2 ℃/s,抑制粗大先共析铁素体,而在750~680 ℃时冷速需1~2 ℃/s,以避免魏氏组织和针状铁素体;680~640 ℃珠光体转变温度区间冷速应≤0.1 ℃/s,以促进珠光体在线球化。     

含铜超低碳钢CCT曲线及组织

采用Formastor-F热模拟试验机测定了一种含铜超低碳钢900℃未变形奥氏体0.2～100℃/s冷速下连续冷却转变曲线,观察分析不同冷速下的相变组织,并测定对应的维氏硬度。结果表明,不同冷速下,这种超低碳钢奥氏体稳定转变成贝氏体铁素体组织,冷却速度对实际晶粒度无显著影响,冷速在3℃/s以下,组织主要为准多边形贝氏体铁素体,且在基体上析出细小ε-Cu颗粒;冷速在5℃/s以上,组织主要为贝氏体型铁素体,硬度不发生显著变化。     

扩散过程控制下的奥氏体连续冷却转变

建立了扩散过程控制下的奥氏体连续冷却转变模型,用于描述先共析铁素体界面位置随温度的变化规律.模型考虑了界面移动过程中可能出现的软碰撞情况以及冷速对界面奥氏体侧C浓度的影响.运用该模型对不同初始C浓度、奥氏体晶粒尺寸和冷速下的奥氏体连续冷却转变过程进行模拟,得到不同冷却条件下的先共析铁素体界面位置、界面奥氏体侧的C扩散长度以及C浓度分布随温度的变化规律.对晶粒尺寸为17μm的Fe-0.17C合金进行不同冷速下的转变过程模拟,所得结果与文献吻合较好.     

磁场强度对Fe-0.76%C合金先共析铁素体显微组织的影响

借助于光学显微镜研究了磁场强度对Fe-0.76%C合金冷却转变过程的先共析铁素体显微组织的影响.结果表明:随着磁场强度的增强,该合金的先共析铁素体析出量和共析点的含碳量均明显增加.原因可归结为,强磁场使Fe-C合金的共析点向高温及高含碳量区域移动,使奥氏体向铁素体转变的初始温度升高.强磁场使先共析铁素体沿磁场方向伸长,而且随着磁场强度的增加,先共析铁素体的伸长方向与磁场方向之间夹角的平均值逐渐减小.上述现象可解释为:外加磁场使先共析铁素体晶核成为磁偶极子,并使其周围奥氏体原子作为磁偶极子更易于沿磁场方向向铁素体晶核扩散.     

形变和冷却工艺对X70HD管线钢形变诱导铁素体相变的影响

为使X70HD管线钢中的铁素体晶粒得到细化,在轧制过程中产生一定比例的形变诱导铁素体,并尽量避免先共析铁素体生成,本文制定了2种仅第二阶段变形温度、应变速率不同的两阶段大变形的热压缩工艺,研究了热形变参数对形变诱导铁素体含量及晶粒尺寸的影响,对热压缩后的试样采取不同的冷却工艺,分析得出压缩变形后以25 ℃/s的速度冷却至终冷温度350 ℃时晶粒大小及微观组织构比较合理可实现晶粒细化。随冷却速度的增大,形变诱导铁素体晶粒平均直径逐渐变小,贝氏体形态也更加理想,对改善组织构成具有重要意义。