稀土对低碳高铌钢奥氏体晶粒尺寸及Nb、Ti固溶的影响

研究了稀土对低碳高铌钢奥氏体化行为的影响,采用激光共焦显微镜观察了低碳高铌钢的奥氏体原始组织,采用电感耦合等离子体原子发射光谱仪(ICP)测定了不同加热温度下Nb、Ti的固溶量,通过扫描电子显微镜观察未固溶颗粒的大小及分布情况。结果表明,稀土能提高低碳高铌钢原始奥氏体晶粒的均匀性,细化该钢的原始奥氏体晶粒,降低钢中Nb、Ti的固溶温度。加入稀土后,在1250℃加热时奥氏体平均晶粒尺寸由未添加稀土时的36.18μm减小到23.16μm。加热温度为1250℃时,稀土使Nb、Ti的固溶百分含量分别提高了54.1%和44.9%;加热温度为1280℃时,稀土使Nb、Ti的固溶百分含量分别提高了25.6%和13.7%。     

Nb元素对中碳钢加热过程中晶粒长大的影响

通过金相显微镜、透射显微镜以及热力学软件研究了Nb元素在加热过程中对中碳钢奥氏体晶粒长大的影响。结果表明:由于Nb溶质原子的拖曳和含Nb析出物钉扎的综合作用,相同加热条件下含Nb钢的奥氏体晶粒尺寸要小于无Nb钢。随着加热温度的升高,无Nb钢的奥氏体晶粒尺寸基本呈线性增加,含Nb钢在1200℃以下晶粒生长较慢,当加热温度高于1200℃时,由于含Nb析出物的溶解以及生长驱动力突然增加,晶粒生长速度突然提高。     

1000MPa级Nb-Ti微合金化超高强度钢加热制度研究

采用OM、TEM和EDS分析技术,研究了1000 MPa级Nb-Ti微合金化超高强度钢在不同加热温度下保温不同时间时奥氏体晶粒粗化行为与微合金元素碳氮化物溶解行为。结果表明,铸坯中存在尺寸与形状明显不同的3类析出物:尺寸大于1μm的方形Ti N粒子;尺寸在500 nm以下的球形、椭球形或方形Nb、Ti复合析出物;少量方形或椭球形Ti S或Ti(C,S)析出物。随着温度的升高,原始奥氏体晶粒尺寸呈现出单调增大的趋势,当加热温度超过1200℃时奥氏体晶粒发生快速长大,而析出物数量不断减少、尺寸逐渐增大、Ti/Nb原子比逐渐升高,EDS显示均为Ti、Nb复合析出。随着保温时间的延长,原始奥氏体平均晶粒尺寸呈抛物线规律长大,小尺寸的球形、椭球形的析出物逐渐溶解,大尺寸方形析出物数量逐渐增加且棱角变得模糊。综合考虑加热温度和保温时间对Nb、Ti微合金元素的固溶行为和奥氏体晶粒粗化行为的影响,1000 MPa级Nb-Ti微合金化超高强度钢的加热温度和保温时间分别为1250℃和80 min较合适。     

Nb微合金化对高碳钢奥氏体晶粒生长的影响

研究了含Nb高碳钢在高温均热阶段Nb对奥氏体晶粒生长的影响。结果表明,含Nb高碳钢在高温阶段的晶粒生长有两个阶段,奥氏体化温度低于临界温度Tc≈1150℃时,为缓慢增长阶段,奥氏体晶粒尺寸的变化很小,当奥氏体化温度高于Tc时,为快速生长阶段,晶粒直径随温度增加十分迅速;含Nb钢奥氏体晶粒快速长大的起始温度与弥散在基体中铌碳氮析出相数量有关,由高温阶段溶解于奥氏体中Nb数量所决定;奥氏体异常晶粒生长的临界析出粒径为一定值,不取决于加热前的析出状态。     

微合金元素对Q345钢奥氏体晶粒粗化行为的影响

研究了单独与复合添加V/Nb/Al元素对Q345钢奥氏体晶粒长大行为的影响规律。以ASTM晶粒度级别等于6.0定义实验用钢的实用奥氏体晶粒粗化温度。结果表明:和Fe-V处理相比,以VN12进行微合金化可使Q345钢的奥体氏晶粒粗化温度提高约40℃;和Fe-Nb处理相比,Nb和V复合加入对Q345钢晶粒粗化温度无显著影响;Al微合金化Q345钢中复合添加微量Nb对其晶粒粗化温度无明显影响。Nb、V、Al的抗奥氏体晶粒粗化能力依次为:Nb>Al>V。     

Nb、V微合金钢筋高温热塑性及奥氏体长大规律

在实验室采用Gleeble 3500与箱式电阻炉分别对试验钢的高温热塑性及奥氏体晶粒长大规律进行了测试,研究了Nb对V微合金化高强钢筋高温热塑性与奥氏体长大规律的影响。结果表明：Nb的加入使V微合金化高强度钢筋的高温低塑性区扩大至1035 ℃,并使800~1000 ℃范围内的塑性减小,但对650 ℃以下的塑性有所改善。奥氏体平均晶粒尺寸变化曲线表明,与保温时间相比,加热温度对晶粒尺寸的影响更大;不含Nb试验钢奥氏体晶粒异常长大的温度为1050 ℃,含Nb试验钢奥氏体晶粒异常长大的温度为1100 ℃;当加热温度≥1050 ℃时,含Nb试验钢的晶粒尺寸比不含Nb试验钢细小,减小20 μm左右。     

循环加热.淬火工艺下超细晶奥氏体的晶粒演变特征

分别利用含Nb钢和Nb-V-Ti钢研究了循环加热-淬火工艺下原始组织分别为温轧铁素体/珠光体、温轧回火马氏体以及常规铁素体/贝氏体的热模拟试样在不同循环次数条件下所获得的超细晶奥氏体晶粒的演变特征。研究表明:复合微合金化更有利于该工艺下奥氏体晶粒的超细化,且相比之下以温轧铁素体/珠光体为原始组织更有利于获得超细晶奥氏体,利用这一原始组织在3~4次循环加热-淬火处理后得到奥氏体晶粒尺寸在1~2μm;同样原始组织条件下,单纯添加Nb使得实现最大程度奥氏体晶粒超细化效果所需要的循环加热-淬火次数减少;根据Nb-V-Ti复合微合金钢中析出相粒子的透射及能谱分析发现,V的大量固溶以及Nb的部分溶解很大程度上决定着微合金元素添加对奥氏体晶粒超细化的影响程度。     

高强韧工程机械用钢Q690D的淬火工艺优化

通过全自动相变仪、光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)等,研究880~1100 ℃淬火温度对30 mm厚Q690D钢显微组织、原始奥氏体晶粒尺寸、-20 ℃低温冲击性能和冲击断口形貌的影响。结果表明,当淬火温度低于950 ℃时,试验钢奥氏体平均晶粒尺寸小于10 μm,随着淬火温度的升高,Nb、V、Ti微合金碳化物溶入奥氏体量增加,-20 ℃低温冲击吸收能量逐渐升高;当淬火温度由950 ℃升高至1100 ℃,随着奥氏体晶粒快速长大,试验钢-20 ℃冲击吸收能量由最大值150 J降低至19 J;Q690D钢的最佳淬火工艺为950 ℃×20 min,水冷。     

奥氏体化温度对30CrNiMoNb钢析出相的影响

对30CrNiMoNb钢不同奥氏体化温度下析出相进行了研究,结果表明,钢在热轧态时Nb C大量析出有效地防止晶粒长大,使基材获得细小原始奥氏体晶粒。钢淬火时,当淬火温度低于1050℃时,Nb C析出相部分固溶于奥氏体,但未固溶Nb C可起到钉扎作用,抑制奥氏体晶粒长大,保证30CrNiMoNb钢获得细晶组织;当温度高于1050℃,Nb C部分固溶于奥氏体,未固溶部分出现明显长大,对奥氏体晶粒的钉扎作用减弱,导致奥氏体晶粒长大。     

Q370qE-HPS与正火Q370qE焊接性能探讨

利用手工弧焊机、气体保护焊机、维氏硬度计、冲击试验机、金相显微镜等对不同厚度高性能桥梁钢Q370qE-HPS和普通正火桥梁钢Q370qE的焊接热影响区最高硬度、斜Y坡口焊接裂纹敏感性、不同温度下对接接头冲击功以及焊接接头-40℃冲击功分别进行了对比分析,结果表明,Q370qE-HPS比普通正火Q370qE有较低的淬硬倾向,在焊接裂纹敏感性方面无明显差异,有更好的冲击性能。较低的含碳量以及更加细小均匀的组织是Q370qE-HPS比普通正火Q370qE焊接性能优异的主要原因。     

半固态触变成形坯料二次加热技术分析

对半固态坯料二次感应加热技术进行了较为系统的介绍和分析。触变成形对坯料固相分数十分敏感 ,故控制加热温度精度十分关键。加热系统设计力求在最大软化度下的加热周期最短 ,且尽可能不出现“象足” ,为此要注意减少坯料顶部和底部的热扩散和坯料从加热系统搬运到成形机械过程中的温降。目前尚无法可靠地定量检测坯料过软化的问题 ,单靠大量试验难以改进二次加热系统。采用数值模拟和小型试验研究是实现二次加热优化设计的主要选择     

铌钒复合微合金化HRB500钢筋工艺研究

结合凌钢工况条件,采用Nb,V复合微合金化开发了HRB500钢筋。基于成分设计和微合金元素溶 解度计算,确定了Nb,V含量分别为0.03%和0.01%,连铸矫直温度控制在1100℃以上,钢坯加热温度控制在1050-1150℃的生产工艺。试制结果表明,钢筋性能符合标准要求。     

Microstructure evolution of semi-solid 2024 alloy during two-step reheating process

A two-step reheating process was proposed and applied to perform reheating experiments on the semi-solid 2024 alloy billet. In this process, the semi-solid billet was firstly heated over liquidus temperature and then isothermally held at solid-liquid zone temperature. Microstructure evolution of the semi-solid billet during two-step reheating was studied by optical microscope and compared with that during isothermal reheating. The results show that the remelting rate of the semi-solid billet during two-step reheating is faster than that during isothermal reheating. Under the same reheating time, the grains of the semi-solid billet reheated by two-step reheating process are finer and rounder than those by isothermal reheating process. The present experimental results indicate that accelerating the formation of liquid phase during the two-step reheating process can restrain the coalescence of grains to a certain extent, and thus refine the grain size and promote the grain spheroidization.     

半固态铝合金AlSi6Mg2的二次加热工艺研究

针对半固态AlSi6Mg2合金的二次加热，实验优化了线圈和坯料的尺寸，保证了坯料加热过程中各个部位的温度均匀性；制定出单工位感应加热和六工位连续加热的二次加热工艺，在六工位连续操作过程中每个坯料加热11．5min，平均每2．3min提供一个加热完成的坯料，在工艺流程上实现了二次加热和半固态压铸的很好衔接。分析了二次加热过程中的组织演变．最终得到从坯料外形到内部组织都适合于半固态压铸的坯料。     

加热工艺对AZ91D镁合金部分重熔组织的影响

提出半固态金属坯料先在液相线以上温度适当加热再降低温度至两相区温度继续等温保温的二次加热工艺。采用该工艺对晶粒细化AZ91D镁合金坯料进行部分重熔,研究了其组织演变规律,并与等温二次加热工艺进行比较。结果表明,与等温二次加热工艺相比,坯料先在液相线以上温度适当加热再降低温度至两相区温度继续保温,坯料重熔速度明显加快,相同加热时间时,晶粒更加细小和圆整。组织演变机理分析表明,加快液相形成速度可适当抑制晶粒的合并,降低晶粒长大速度,并促进晶粒球化。     

热压制工艺回收AZ91D镁合金屑的半固态组织演变(英文)

以从机械加工现场直接收集的AZ91D镁合金屑料为原料,采用热压制工艺再生制备半固态加工所需的坯料,研究二次加热过程中的半固态组织演变。结果表明,半固态组织演变可分为三个阶段:Mg17Al12相的溶解和Al原子的扩散,高溶质含量区域的熔化和固相颗粒的生成,固相颗粒的球化和长大。同时,在固相颗粒内部形成大量的嵌入式液滴。这种嵌入式液滴的数量和尺寸随着保温时间的变化而变化。随着保温时间的延长,固、液两相最终达到动态平衡,固相率不再发生变化。由于界面能降低和界面张力的作用使固相颗粒尺寸逐渐增大,并且越来越圆整。     

半固态A356合金的二次加热工艺研究

在二次加热过程中,为了使坯料中的温度均匀分布并获得细小的球化组织,必须准确控制加热电流、加热时间与坯料温度之间的关系。以A356合金为对象,采用中频电磁感应器进行了二次加热工艺的研究。结果表明,对于尺寸为45mm×70mm的棒状坯料,线圈尺寸取70mm×100mm,加热路线采用三段加热+保温,经过约10min的二次加热,坯料达到了预期的状态,可以满足后续成形的要求。     

A356铝合金半固态成形坯料二次加热工艺的优化

使用多工位电磁感应旋转加热装置对A356圆棒料进行重熔加热。选用不同的加热功率和工位,得到不同的非树枝晶组织,借助晶粒参数(如晶粒平均大小、形状系数、固相率等)对得到的显微组织进行研究,选出综合指标最优的加热工艺,再对该工艺加热的坯料压铸成阶梯试样。通过对阶梯试样性能分析,验证了该工艺的合理性和优越性。结合凝固理论,分析了坯料二次加热的演变规律。     

蓄热式加热炉延时换向优化控制技术的应用

针对福建三钢二棒生产线加热炉坯料加热温度不均,提出了采用延时换向优化控制的燃烧控制方式。此控制方式根据特定工况确定实时煤气调节阀的阀位开度,通过调整每对烧嘴的间歇延时时间以达到稳定控制坯料出炉温度均匀性的要求。实践证明:采用该方法,坯料温度均匀,在小流量、低热负荷工况下的加热效果有明显改善。     

Induction heating process of an Al–Si aluminum alloy for semi-solid die casting and its resulting microstructure

During induction heating, the relationship between time and temperature must be controlled exactly to obtain a homogeneous temperature distribution over the entire cross-sectional area. Because the initial solid fraction in the semi-solid die casting (SDC) process is the main parameter to achieve a homogeneous flow behavior of the liquid and solid phases and to prevent macro-segregation effects in the SDC process, an accurately controllable induction heating method must be selected for the reheating process. The purpose of this work is not just to obtain the desire solid fraction, generally about 50%, but also to ensure the optimal induction heating conditions of A356 alloy to reduce the temperature gradient of a 76 mmdiameter×90 mmlength billet and to obtain a fine globular microstructure without grain coarsening (resulting microstructure). This work shows that, in the case of a three-step reheating process for the SDC process, the final holding time is the most important factor to maintain a fine globular microstructure without grain coarsening.