403Nb叶片钢高温热压缩静态再结晶研究

利用Gleeble-3500热模拟试验机对403Nb马氏体叶片钢进行二道次高温热压缩试验,对不同温度、应变速率、道次间隔下发生的静态再结晶进行了研究和计算,得到403Nb静态再结晶、静态再结晶激活能和静态再结晶晶粒尺寸模型。     

高强钢筋热压缩过程的本构分析及有限元模拟

为了研究Nb/V微合金化钢筋的热变形行为,采用 Gleeble-3500热模拟机对Nb和Nb/V微合金化的20MnSi钢进行单轴热压缩试验。通过对其不同形变条件(变形温度和应变速率)下的真应力-应变曲线进行分析,建立可以表征20MnSiNb和20MnSiNbV钢应力、应变、应变速率和温度四者关系的本构方程,并将该本构方程应用于有限元分析软件DEFORM 3D的材料模块中,对试验钢的热压缩过程进行数值模拟。结果表明,2种试验钢的热压缩过程均呈现了明显的动态再结晶特征,Nb或Nb/V微合金化均导致20MnSi钢的热变形激活能增加;有限元模拟表明压缩试样存在应变场和温度场分布不均匀现象,其中试样芯部相对于其他区域始终处于高应变、高应变速率和高形变温度的状态。在实际生产和研究中,对试样不同区域组织和性能的预测可参考模拟结果,分别进行探究。     

高Nb微合金钢动态再结晶行为研究

通过Gleeble-2000热模拟试验机对高Nb微合金钢进行高温单道次压缩变形实验,研究了变形条件对试验钢动态再结晶的影响,得出了试验钢的动态再结晶激活能为365.975 kJ/mol,并建立了试验钢动态再结晶热变形模型和峰值应力、峰值应变与Z因子的关系,为预报和控制该钢的组织和性能提供了基本依据.     

热压缩变形403Nb叶片钢的静态再结晶行为

通过Gleeble-3500热模拟试验机对403Nb马氏体钢(%:0.16C、11.98Cr、0.03Mo、0.22Nb、0.01V、0.12Ni)在950～1 150℃进行应变速率0.01～10 s~(-1),道次间隔1～100 s的二道次热压缩试验。通过总结已发表的各种静态再结晶数学模型,得出403Nb钢静态再结晶激活能Q_(rex)为168.40 kJ/mol及静态再结晶模型t_(0.5)=6.599 9×10~(-10)ε~(-1.6)(?)~(-0.46) d_0 exp(168400/RT)。结果表明,热压缩道次间隔时间短,钢的晶粒粗大,静态再结晶率低;道次间隔时间长,静态再结晶接近完成,大部分为等轴晶粒;在热压缩过程中,剪应变最大的区域再结晶最完全,晶粒最细小。     

β21S 钛合金热压缩变形行为

在热模拟试验机上对 β2 1S(Ti 15Mo 2 .7Nb 3Al 0 2Si)钛合金进行了恒应变速率压缩变形试验 ,温度范围为 75 0～ 95 0℃ ,应变速率范围为 ε=10 -3 ～ 10s-1,测试了其真应力 真应变曲线 ,观察了变形后的组织。β区热压缩、变形的主要软化机制是动态回复 ,但 ε≤ 10 -2 s-1时 ,变形的过程中有动态再结晶现象发生 ;两相区热压缩 , ε≤10 -2 s-1时 ,变形的主要软化机制是动态回复 , ε≥ 10 -1s-1时变形的主要软化机制是动态再结晶。部分试样变形后的组织中 ,观察到类似“木纹”状的组织 ,这主要是由于不均匀变形造成的     

Nb含量和热变形参数对纵向变截面耐候桥梁钢变形抗力及组织的影响

通过Gleeble 3800热模拟试验机,对一种新型不同Nb含量纵向变截面耐候桥梁钢进行变形抗力试验,测定了试验钢在变形速率为1、5、10 s^-1,变形温度为750～1 000℃,变形量为50%等不同变形参数下的变形-应力曲线。并通过金相显微镜、扫描电镜和透射电镜等手段,研究了试验钢在不同热变形参数下的显微组织变化。根据试验结果,分析了变形参数和Nb含量对纵向变截面耐候桥梁钢的变形抗力和显微组织的影响。结果表明：当Nb含量≥0.03%时,钢板的变形抗力显著增大,组织明显细化,添加一定量的Nb元素可提高钢板再结晶温度50℃以上,使LP耐候桥梁钢能够在变形温度为850～950℃的高温区轧制,以更好的保证LP钢板的板型和综合性能,为LP钢板产品的试制提供了理论依据。     

形变热处理工艺对403Nb马氏体耐热钢组织和性能的影响

403Nb是一种马氏体耐热不锈钢,主要用于制作火电机组汽轮机叶片,该钢是在AISI 403不锈钢的基础上,通过添加一定质量分数的Nb和V 发展起来的。通过与传统热处理工艺对比,研究了形变热处理工艺(即高温固溶后在奥氏体亚稳态区变形后空冷)对马氏体耐热钢403Nb的组织和性能的影响。结果表明：形变热处理可以使403Nb钢组织明显细化,马氏体板条宽度由传统热处理的0.3 μm减小到0.1 μm,而且生成大量弥散的纳米级MX碳化物。形变热处理对403Nb钢组织改变的直接结果是可以大幅度提高403Nb钢的屈服强度,在常温拉伸时由传统热处理的800 MPa提高到1 180 MPa,在高温(700 ℃)拉伸时由246.5 MPa提高到341.4 MPa,其屈服强度分别提高了47.55%和38.5%。     

高温合金NiCr22Mo9Nb的热塑性行为与加工图研究

采用先进的热力模拟技术对高温合金NiCr22Mo9Nb合金进行热压缩试验,系统研究了合金在900～1100 ℃,0.01～5.00s-1变形条件下的热塑性行为.根据热压缩实验数据,给出不同变形参数下该合金的流变应力曲线.考虑绝热温升效应对流变应力曲线的影响,通过外推法对高应变速率曲线进行绝热温升修正,基于修正后的流变应...     

基于正交试验耐热合金热加工工艺的研究

介绍了采用4因素3水平正交试验,研究一种含钼镍铬基耐热合金在不同热加工条件下的变形均匀性及组织优劣,筛选出该合金较优的热加工工艺参数的试验过程。研究了采用不同均热温度、均热时间扩散热处理后的试样,进行不同变形量和变形温度的单道次变形。结果表明,影响压缩变形均匀性及组织优劣的因素关键性依次为:变形温度、均热温度、均热时间。确定了该合金在1 160℃进行10 h扩散处理,并在1 160℃进行压缩变形,可获得均匀的变形条件和优良的组织。     

形变量对含Nb钢奥氏体未再结晶临界温度的影响

利用热模拟试验机的多道次压缩变形测量含Nb微舍金化钢的应力应变，研究了含Nb微合金化钢在不同温度下的平均流变应力的变化规律，确定了含Nb微舍金化钢的未再结晶临界温度Tnr，分析了多道次变形过程中道次应变量对Tnr的影响。试验结果表明：当道次应变量为0．2～0．4时，含Nb微舍金化钢的Tnr在978．8℃～998．9℃，Tnr随道次应变量的增加而降低。     

碳化物对热连轧403Nb钢位错组态及蠕变行为的影响

对热连轧403Nb钢进行了蠕变试验,并对其蠕变前后的组织进行了研究,结果表明:403Nb钢在轧制过程中发生了动态回复及动态再结晶,组成相中,Cr23C6主要为二次碳化物,而NbC则主要源于一次碳化物。在连轧过程中,一次碳化物通过阻碍位错滑移制约动态回复,其分布影响回复后的组织结构。蠕变期间,晶内碳化物阻碍位错运动,晶界碳化物"钉扎"晶界,阻碍晶界滑动,由此提高钢的蠕变抗力。     

Thermodynamic Behaviors of Nb and P in Dephosphorization of Niobium-bearing Hot Metal with BaO-based Slag

The Bayan Obo iron ore contains valuable metallic elements such as niobium and rare earth elements. However, developing appropriate metallurgical processes to achieve effective dephosphorization of Nb-bearing hot metal meanwhile retaining Nb in the steel products remains a challenge. We carried out a thermodynamic study on dephosphorization of Nb bearing hot metal and investigated the effects of the initial [C] content and the dephosphorization temperature on oxidation behaviors of [Nb] and [P]. In particular, we focused on thermodynamic analysis of dephosphorization of Nb-bearing hot metal with highly basic BaO-based slag. The results showed that the highly basic BaO-based slag system is more suitable for dephosphorization under oxidative conditions, and increasing the [C] content favors dephosphorization of Nb-bearing hot metal without oxidizing [Nb]. Moreover, the values of equilibrium oxygen activity for oxidation reactions of [Nb] and [P] are increased as the dephosphorization temperature increases. Considering the hot metal containing 0.02% of [Nb] in Baotou Steel, thermodynamic calculations indicated that the content of [P] can be reduced to 0.02%–0.05% and [Nb] remains unoxidized when dephosphorization occurs at the cconditions of T=1573–1673 K, [C]=4.0%, [Nb]=0.02%, a_P2O5 =10⁻²⁴, a_Nb2O5 =10⁻¹⁰.     

铌微合金化钢组织—性能关系模型的研究

通过热轧试验,系统地研究了三种铌微合金化钢的显微组织和力学性能。结果表明,铁素体晶粒尺寸对屈服强度的影响程度与钢中铌含量相关,而贝氏体分数对屈服强度的影响程度与钢中铌含量无关。将铌含量和贝氏体分数作为模型参数引入微合金化钢强度计算模型,建立了新的具有较高精度的铌微合金化钢的强度模型,为实际生产工艺的制定奠定了理论基础。     

含铌铁水中碳和硅的氧化规律

 为了研究铌在铁水吹氧冶炼过程中的氧化规律，在中频炉内进行了加入碱度分别为0.538和1.5的CaO-SiO2-Al2O3系造渣剂和不加渣的含铌铁水底吹氧气的冶炼试验。铁水温度为1 550 ℃时，研究了含铌铁水中硅、碳和铌的氧化规律，并利用FactSage软件进行了不同温度与不同碱度的造渣剂和无渣氧化铁水中各元素的热力学平衡计算。结果表明，高温吹炼使铁水中的碳优先于铁水中的硅氧化，而低温吹炼则促进铁水中硅优先于碳氧化；降低造渣剂碱度促进铁水中碳氧化、抑制硅氧化，碳和硅的氧化转化温度为1 490 ℃；在吹氧冶炼终点，加入碱度为1.5的造渣剂，铁水中硅质量分数下降到0.138%时，铌开始氧化减少，而加入碱度为0.538的造渣剂，铁水中碳质量分数下降到0.61%，硅质量分数升高到0.56%，铌质量分数不变，因此含铌铁水可通过加入低碱度造渣剂高温吹氧冶炼为含铌钢水。     

热轧变形制度对ELC-BH钢板组织的影响

用热模拟试验等方法研究了热变形制度对Ｎｂ＋Ｔｉ复合处理ＥＬＣ－ＢＨ钢板组织的影响。结果表明该板热变形期间发生静态再结晶现象，再结晶程度与每一道次的变形温度、变形量和道次间隙时间有关，终轧前一道次再结晶愈充分，终轧变形量愈大，则热轧卷取组织的晶粒愈细小、均匀。     

热装热轧微合金钢板表面裂纹分析

 利用金相观察、扫描电镜及能谱分析和透射电镜等手段,对热装热轧微合金钢板出现的表面裂纹进行分析研究,并与使用同批次连铸坯冷装热轧无裂纹的钢板进行比较,分析产生表面裂纹的原因。实验结果表明热装热轧微合金钢板产生表面裂纹的原因是铸坯冷却或加热过程中Cu、As低熔点元素在奥氏体晶界的偏聚。与热装热轧板相比,冷装热轧板晶粒尺寸小直径在10μm左右,而热装热轧板晶粒尺寸大且不均匀。热轧板析出物尺寸在15～25nm之间,裂纹源处较基体多,大量细小的Nb(C,N)化合物在奥氏体晶界析出,降低了晶界强度。     

含铌、钒、钛EQ47海洋平台用钢的高温塑性研究

EQ47钢是最常用海洋平台用钢之一,为了生产出符合质量要求的EQ47钢,需要对EQ47钢生产工艺进行研究;钢的高温塑性可以影响铸坯的质量,为了保证铸坯质量,需要对含铌、钒、钛EQ47海洋平台用钢的高温塑性进行研究。采用Gleeble-1500D热模拟机进行高温塑性试验,分析了EQ47钢高温塑性特点,断裂机理,以及铌、钒、钛对高温塑性的影响。结果表明：钢存在2个脆性区间,即第Ⅰ脆性区间为1270-1350℃,第Ⅲ脆性区间为600-900℃;试验钢的断裂形式有穿晶断裂和沿晶断裂;钢中的铌、钒、钛及其析出物均对钢的高温塑性产生影响。     

铁水提钒与含钒钢种的生产

我国蕴藏着丰富的钒钛磁铁矿资源,为我国利用钒资源提供了充裕的原料条件.结合近年来我国钢铁工业产品结构调整,低合金(微合金)钢产量大幅度增长,尤其是含钒和Nb、V、Ti复合微合金钢产量迅速增长的情况,介绍了氧气顶吹转炉铁水提钒工艺,并从生产的角度对一些典型的高附加值钢种作了重点分析,同时指出我国低合金(微合金)钢的生产及质量与国外先进产钢国家相比仍有很大差距,今后应根据我国资源特点进一步发展含钒微合金化钢种,提高低合金钢质量水平.