TMCP对低碳锰钢组织和力学性能的影响

通过TMCP工艺实验,研究了终轧温度和卷取温度对低碳锰钢力学性能和微观组织的影响规律.结果表明,在形变诱导相变上限温度Ad3之上(850 ℃)终轧后快速冷却,组织主要由仿晶界型铁素体(GBA)和大量贝氏体组成,其中贝氏体铁素体呈板条状,塑性和韧性较高;当终轧温度降低到800 ℃(低于Ad3)时,得到的组织为等轴状铁素体和一定量的贝氏体,等轴铁素体的平均晶粒尺寸约为8 μm,强度较高,综合性能良好.终轧温度和卷取温度主要是通过改变实验钢的组织组成和晶粒大小来对其力学性能产生影响的.通过控制终轧温度和卷取温度,可以实现细晶强化、贝氏体相变强化和析出强化的复合强化,有利于低碳锰钢获得良好的综合性能.     

Ti-V微合金化热轧高强钢的相变规律及组织性能

摘要：为进一步提升热轧高强钢的性能,利用热模拟试验机、扫描电子显微镜（SEM）、高分辨透射电子显微镜（HR-TEM）等设备系统研究了Ti-V微合金热轧带钢连续冷却相变规律、组织和性能随卷取温度的变化规律及强化机理。结果表明,当冷却速度低于1℃/s时,试验钢中的组织为铁素体和珠光体。当冷却速度为5～30℃/s时,基体组织由铁素体、珠光体和贝氏体组成,贝氏体相变开始温度介于580～600℃。当冷却速度增加至50℃/s时,试验钢中的奥氏体全部转变为贝氏体。此外,对不同卷取温度下试验钢的组织和性能研究表明：随着卷取温度的降低,试验钢的强度降低,塑性基本不变。当卷取温度为650℃时,力学性能最佳,其抗拉和屈服强度分别为716和653MPa,断后伸长率达到21.3%,主要是由于晶粒细化和沉淀强化所致。     

热轧含Ti微合金钢拉伸性能及冲击韧性的改善

为研究Ti对热轧钢板拉伸和冲击性能的影响，利用热轧试验机组对不同成分体系含Ti微合金钢采用不同的轧制工艺进行轧制试验，并采用OM、SEM、拉伸和冲击试验等方法对试验钢的微观组织和力学性能进行表征与测试。结果表明，低碳钢中加入一定量的Ti,可以显著提高钢的强度，但同时也会导致钢的冲击韧性明显降低。钢中析出的大颗粒的TiN和粗大的铁素体晶粒是导致含Ti微合金钢冲击韧性恶化的主要因素。通过在含Ti微合金钢中加入Nb,采用Ti-Nb复合强化，同时配合840℃低温终轧和560℃低温卷取工艺，可显著改善含Ti微合金的冲击韧性，使钢板获得高强、高韧的综合性能。     

Ti-V微合金化热轧高强钢的相变规律及组织性能

为进一步提升热轧高强钢的性能,利用热模拟试验机、扫描电子显微镜(SEM)、高分辨透射电子显微镜(HR-TEM)等设备系统研究了Ti-V微合金热轧带钢连续冷却相变规律、组织和性能随卷取温度的变化规律及强化机理。结果表明,当冷却速度低于1℃/s时,试验钢中的组织为铁素体和珠光体。当冷却速度为5～30℃/s时,基体组织由铁素体、珠光体和贝氏体组成,贝氏体相变开始温度介于580～600℃。当冷却速度增加至50℃/s时,试验钢中的奥氏体全部转变为贝氏体。此外,对不同卷取温度下试验钢的组织和性能研究表明:随着卷取温度的降低,试验钢的强度降低,塑性基本不变。当卷取温度为650℃时,力学性能最佳,其抗拉和屈服强度分别为716和653 MPa,断后伸长率达到21.3%,主要是由于晶粒细化和沉淀强化所致。     

热轧含钒微合金钢在加速冷却条件下的强化因素

讨论了含钒微合金钢在热轧及加速冷却条件下终轧温度，终冷温度，冷却速度对钢的力学性能的影响，加速冷却含钒钢的显微组织为细小的无边形铁素体和粒状贝氏体组织，由此获得相变强化。钒引起的碳化物析出强化，在加速冷却条件下得到加强，这是由于生成了大量的弥散细小的析出物，并且析出强化效果在６００℃冷却条件下最大。     

轧后冷却工艺对铌钛微合金化低碳贝氏体钢组织性能的影响

利用金相显微镜、SEM、TEM方法研究了轧后冷却制度对铌钛微合金化低碳贝氏体钢微观组织结构、第二相析出及力学性能的影响.结果表明:轧后空冷(弛豫)至一定温度后加速冷却获得铁素体/贝氏体双相组织;随轧后空冷终止温度降低,铁素体含量增加,晶粒尺寸越大,第二相析出尺寸也有长大趋势,贝氏体形态发生改变,贝氏体板条边界和取向越不明显,位错密度降低,M/A形态也发生一定变化;力学性能表现为强度降低,屈强比和韧塑性得到改善.当轧后空冷终止温度在725～740℃,然后以15℃/s的冷却速度冷却至440℃,可以获得良好的综合力学性能,性能满足标准GB/T 1591中Q690要求.     

控轧控冷工艺对900 MPa级热轧带钢组织和性能的影响

通过动态CCT曲线测试和实验室控轧控冷试验,分析了900 MPa级热轧带钢连续冷却过程中的相变过程以及不同卷取温度下显微组织、析出相和力学性能的关系。试验结果表明:随着冷却速度提高,显微组织中多边形铁素体比例下降,贝氏体组织比例升高,冷速大于15℃/s时,显微组织全部为贝氏体;随着卷取温度升高,显微组织中针状铁素体比例下降,多边形铁素体比例升高;当卷取温度为600℃时,组织为铁素体+少量珠光体,此时析出相细小弥散,可获得抗拉强度达到1 000 MPa,延伸率17%的热轧产品。     

Ti-Nb微合金化高速护栏钢连续冷却组织转变规律研究

利用热模拟试验机、OM、TEM等试验设备,研究了Ti-Nb微合金化高速护栏钢的连续冷却组织转变规律,建立了试验钢的CCT曲线。研究结果表明：当冷速为0.5℃/s时,试验钢中的奥氏体发生铁素体-珠光体相变;当冷速大于1℃/s时,开始发生贝氏体相变;当冷速为10～20℃/s时,既发生铁素体-贝氏体相变又发生马氏体相变;当冷速≥30℃/s时,发生贝氏体-马氏体的相变。随着冷速的增加,试验钢的硬度也随之增大。在不同冷速下钢中均存在（Ti, Nb）C析出物,且在钢中呈弥散分布,在低冷速条件下,钢中析出物的体积分数较大,尺寸较小,具有一定的析出强化效果。     

控轧控冷工艺对低碳铌微合金钢组织和性能的影响

用Gleeble-1500热模拟实验机测定了低碳铌微合金钢变形后的连续冷却转变曲线(CCT曲线),并在实验室对该实验钢采用不同的工艺进行了控制轧制和控制冷却的实验.研究了工艺参数对实验钢力学性能和微观组织的影响,分析了低碳铌微合金钢的强韧化机制.热模拟实验结果表明,实验钢在较宽的冷却速度范围(0.5～30 ℃/s)内可以获得贝氏体组织.控轧控冷的实验结果表明,实验钢的组织主要为铁素体和贝氏体.随着终轧温度的降低,组织得到细化,强度提高,但屈强比也随之增加;降低卷取温度使组织中的贝氏体含量略有增加,强度有所提高.初步探讨了贝氏体对实验钢性能的影响,为制定合适的生产工艺制度提供了依据.     

V-N微合金钢在低温区动态析出行为

低碳钢由于碳含量较低,可以减轻碳对钢韧性的不利影响。低碳钢通过控轧控冷工艺得到含高位错密度的贝氏体组织,可以实现相变强化。但单纯依靠一种强化手段其强化效果有限。为进一步提升性能,希望在贝氏体相变强化基础上,引入析出强化机制。通过热模拟试验,结合透射电镜观察,研究了高N含钒微合金钢在贝氏体区的析出行为,得出了不同温度、不同时间下析出体积分数的具体数值、强化贡献量及最佳析出温度,为V-N贝氏体钢开发提供有价值的参考。     

低碳锰(铌)钢控轧控冷实验研究

通过TMCP研究了低碳锰钢和添加微量Nb的低碳锰铌钢的组织和力学性能的影响因素.研究了Nb对实验钢显微组织和力学性能的影响.Nb的添加能够细化铁素体晶粒,促进铁素体转变,对贝氏体形成有一定的抑制作用.相对低碳锰钢来说,铌的加入减少了贝氏体的体积分数,贝氏体强化效果减弱,钢的屈强比升高.通过增加冷速和降低卷取温度,可以使低碳锰铌钢获得一定量的贝氏体,综合性能较佳.低碳锰铌钢的主要强化机制有细晶强化、贝氏体相变强化和析出强化.     

780MPa级重载汽车用大梁钢的工业试制

以低碳复合添加微合金元素铌和钛为成分设计思路,综合运用细晶强化、相变强化和析出强化三种强化机制,在国内某厂1750mm半连续热连轧机组进行了780MPa级大梁钢的工业试制.结果表明,终轧温度需控制在780～860℃,卷取温度需控制在450～550℃.大梁钢的显微组织为贝氏体和少量的细晶铁素体,并获得了大量弥散的尺度为1...     

卷取温度对热轧酸洗低碳铁素体/贝氏体双相钢力学性能的影响

为了生产出力学性能理想的热轧酸洗低碳铁素体/贝氏体双相钢,针对不同卷取温度对C–Mn系低碳铁素体/贝氏体双相钢力学性能的影响进行研究。结果表明:对于含碳量较低的铁素体/贝氏体双相钢,在贝氏体区采取不同的卷取温度,将获得不同形貌的贝氏体组织,同时影响组织的晶粒度级别,进而对屈服强度、抗拉强度和延伸率等力学性能产生重要影响。通过合理控制卷取温度,可以生产出高强度、高延伸率、低屈强比的优质铁素体/贝氏体双相钢。     

增氮对钒微合金钢组织和性能的影响

 通过对不同钒、氮质量分数的试验钢进行热模拟压缩试验和实验室轧制试验,用OM、SEM和TEM分析试验钢的显微组织,研究增氮对钒微合金钢组织和性能的影响。结果表明,普通钒微合金钢为板条贝氏体＋粒状贝氏体组织,增加氮质量分数,可促进晶内铁素体相变,得到针状铁素体组织,使M/A组织细化且弥散分布,改善韧性;而增加钒质量分数,可以增加析出强化作用,提高强度,但组织形态无明显变化,不能提高韧性。增氮钢中的钒在奥氏体内以VN析出,低氮钢内的钒在铁素体内以VC的形式析出,奥氏体-铁素体、VC-铁素体和VN-铁素体的平面点阵错配度分别为6.72%、3.89% 和 1.55%,在奥氏体内析出的VN可以作为铁素体的优先形核位置,促进晶内铁素体相变。     

卷取温度对钒微合金化耐候钢力学性能的影响

 在实验室制备了钒微合金化高强耐候钢,通过拉伸试验、冲击试验、扫描电镜、透射电镜对试验钢的组织结构、力学性能以及第二相粒子析出行为进行了研究,分析了不同卷取温度对耐候钢显微组织和力学性能的影响。研究结果表明：随着卷取温度的降低,试验钢在550℃获得最佳力学性能,晶粒尺寸细小,细晶强化效果明显,但是钒的析出数量减少,析出强化作用减弱。试验钢在550℃卷取时组织为铁素体、珠光体以及部分针状铁素体,针状铁素体组织以及细晶强化共同作用不但弥补了该卷取温度下析出强化的不足,而且使得试验钢的力学性能有了明显提高。     

铌、钒微合金紧固件钢的研究

探讨了铌、钒复合与单独铌微合金钢用于制造８．８级非调质高强度紧固件的实用性，同时对两种不同微合金化系统在现行钢的生产工艺条件下的物理冶金和力学性能特点及产品制造工艺特点进行了较详细的试验研究。铌、钒微合金钢热轧态显微组织为铁素体一珠光体，而铌微合金钢则为铁素体一贝氏体。两者在热轧状态下有较高的强度（σ＿ｂ＝６６０～６７０ＭＰａ），较好的塑性（δ＿５＝２５％～２６％）。前者的析出强化作用大于后者。铌、钒复合和单独铌微合金钢的冷拔面缩率分别超过１５％和１８％时，即可达到８．８级紧固件强度水平。为达到产品塑性要求，两者均需进行时效处理，最佳时效温度均为４００℃。紧固件试制说明，用两种试验钢制造的螺栓产品均达到了产品质量要求。     

薄板坯连铸连轧低温卷取生产双相钢的工业试验

在薄板坯连铸连轧生产线上,利用微合金元素Nb、Ti析出抑制再结晶发生,加工硬化奥氏体加速铁素体相变,轧后连续快速冷却至低温卷取,利用细晶强化和相变强化生产低成本高强度热轧双相钢。在FTSR生产线上进行工业试验。结果表明,在终轧800～820℃,快速冷却至卷取温度300℃以下,可以得到铁素体和马氏体双相组织,屈服强度400MPa以上,抗拉强度超过650MPa,屈强比低于0.70,伸长率大于20%。     

Nb对C-Si-Mn-Cr双相钢相变规律、组织和性能的影响

  根据C Si Mn Cr和C Si Mn Cr Nb实验钢的相变规律,在实验室进行了控轧控冷实验研究,分析了微合金元素Nb对高强度热轧双相钢相变规律、组织和性能的影响。实验结果表明,Nb可显著推迟铁素体和珠光体转变,并显著降低铁素体开始转变温度,但对铁素体终止转变温度和贝氏体转变温度区间基本没有影响。经Nb微合金化后,实验钢的屈服强度和抗拉强度增幅均在100 MPa以上,屈服强度的增幅高于抗拉强度,且在强度大幅度升高的同时,伸长率下降并不明显,表明Nb的细晶强化作用对提高中温卷取热轧双相钢强度级别的效果明显。     

热轧TRIP980钢微观组织及强化机制分析

 为了生产出具有良好表面质量和综合力学性能的TRIP980钢,从经济化、轻量化的角度出发,尝试采用低硅加磷以及钒微合金化的成分设计,以及降低轧制温度,辅以分段冷却的工艺（层流冷却＋空冷＋超快冷却）。试验结果表明,TRIP980试验钢显微组织由（44.0%～49.3%）铁素体、（37.0%～42.8%）粒状贝氏体和（13.2%～14.0%）残余奥氏体组成（体积分数）,其中81.5%以上的晶粒尺寸小于4.0 μm,同时基体中存在高密度位错以及弥散地分布着直径为2～5 nm的纳米级V（C,N）析出粒子。在相变强化、细晶强化、析出强化、位错强化的交互作用下,试验钢Rm≥1 096 MPa,A80≥23.2%,n≥0.24,扩孔率不小于90%,获得了优异的综合性能。     

卷取温度对Ti微合金化高强钢力学性能的影响机理

固定化学成分和其他工艺参数,研究了紧凑式带钢生产卷取温度变化(625和579℃对Ti微合金化高强钢组织和力学性能的影响。热轧带钢的力学性能测试表明,卷取温度降低后,屈服强度降低205 MPa,而-20℃冲击功由11.7J增加到47 J。采用光学金相、电子显微术等手段分析了钢中组织和析出物,625℃卷取带钢为铁素体组织,579℃卷取带钢组织更为细小,贝氏体特征明显;而卷取温度降低后纳米尺寸碳化物的数量显著减少,由此降低了沉淀强化效果,造成强度大幅下降,并与组织细化一起改善材料的韧性。卷取温度是Ti微合金化高强钢生产中重要的工艺参数,需要严格控制。