控冷冷速对高性能桥梁钢组织和力学性能的影响

 为了使控轧控冷工艺生产的高性能Q500qE桥梁钢具有较低的屈强比和良好的韧性,采用Gleeble-3800试验机模拟了试验钢不同冷速控冷工艺,研究了冷速对组织和力学性能的影响。结果表明：5~25 ℃/s冷却速率下形成针状铁素体、粒状贝氏体铁素体和少量弥散M-A岛构成的多相组织。随冷速增加,铁素体晶粒细化,M-A岛尺寸减小;强度和屈强比提高,冲击功先升高后降低。试验钢满足力学性能要求的控冷冷却速率范围是15~20 ℃/s。     

超高强铁素体/贝氏体双相钢的控轧控冷

通过实验室热轧机组的控轧控冷试验,研究了控轧控冷参数对超高强铁素体/贝氏体双相钢组织性能的影响。结果表明,采用不同温度终轧,轧后不同方式冷却,抗拉强度几乎都在1 000MPa以上,屈强比在0.54～0.62之间,伸长率在13%～17%之间。铁素体晶粒随终轧温度降低和冷却速度加快而细化;终冷温度降低,贝氏体量增多。经800℃终轧后层流冷却至560℃左右空冷,由于铁素体晶粒细化,组织中大量的粒状贝氏体、无碳化物贝氏体、少量的孪晶马氏体以及残余奥氏体的存在使抗拉强度达1 130MPa,伸长率达16%,强塑积达到18 080MPa.%的最高值。控轧控冷获得以铁素体/贝氏体双相组织为主并含有少量残余奥氏体+马氏体的复相组织,使试验钢具有了优异的力学性能。     

工程机械用高强度钢板控轧控冷工艺的开发

为开发强度级别为６８５ＭＰａ的高强钢板的控轧控冷工艺,研究了终轧温度,未再结晶区累积压下量,终冷温度,冷却速度等工艺参数对钢的显微组织和力学性能的影响。实验结果表明,在控轧控冷条件下,钢的室温显微组织由铁素体和贝氏体组成,贝氏体主要以粒状贝氏体为主,此外,晶粒细化是提高钢的强度和韧性的最有效的手段。     

钛微合金高强钢控轧控冷工艺研究

采用金相显微镜、电子显微镜等手段研究控轧控冷工艺对Ti微合金化高强钢的组织和性能的影响。结果表明:在低温终轧(800℃)、600℃保温1 h的试验钢的屈服强度和抗拉强度最高,分别为670.7 MPa和752 MPa。高温终轧(1 030℃)的试验钢组织主要为准多边形铁素体、针状铁素体和粒状贝氏体,组织粗大;低温终轧(800℃)的组织主要为多边形铁素体,晶粒较细小。在600℃保温1 h的试验钢中存在大量的纳米尺寸TiC粒子,沉淀强化效果明显,未在600℃保温1 h的试验钢中,TiC的析出受到限制,沉淀强化效果明显减弱。     

控轧控冷工艺对HQ钢组织性能的影响

实验用ＨＱ钢的控轧控冷实验表明，典型组织为多边形铁素体＋粒状贝氏体。终轧温度、终冷温度和冷却速度等工艺参数对钢材的组织性能有很大的影响，可以通过各参数的合理组合，在提高强度的同时又提高韧性。     

超高强铁素体/贝氏体双相钢的控轧控冷实验研究

在实验室Φ450 mm轧机上进行了铁素体/贝氏体双相钢（/%:0.22C,0.47Si,2.50Mn,0.05Al,0.02Nb,0.41 Cu）终轧800～860℃的控轧控冷实验。结果表明,实验钢经控轧控冷后,获得以铁素体/贝氏体双相组织为主并含有少量残余奥氏体+马氏体的复相组织。降低终轧温度、加快冷却速度可使铁素体晶粒细化。800℃终轧后层流冷却到560℃,然后空冷到室温的实验钢组织中残余奥氏体含量为11.4%,对强度和韧性的良好匹配贡献很大,其力学性能为:抗拉强度（R_m）1131MPa ,屈强比(R_p0.2/R_m)0.61,伸长率(A₅₀)16%,强塑积(Rm×A₅₀)18096 MPa·%     

控轧控冷工艺对建筑用耐火钢组织和性能的影响

以含Nb、Ti的微合金钢为对象,通过实验室控轧控冷实验,研究了终轧温度和冷却速度对该实验钢组织和力学性能的影响.实验结果表明,当组织为粒状贝氏体时,钢的强度较多边形铁素体明显提高,高温强度也较高,但韧性值有所下降.通过优化工艺参数,能够获得优良的综合性能,可以满足建筑用耐火钢的技术要求.     

铁 素 体 贝 氏 体 钢 的 扩 孔 性 能

 通过力学拉伸实验和扩孔实验对铌、钛复合微合金化低碳热轧铁素体贝氏体钢板的力学性能和成形性能进行了研究,以了解控轧控冷工艺参数和微观组织对其性能的影响,并分析了影响扩孔率的因素以及铁素体贝氏体钢的裂纹扩展机制。研究结果可为开发高强度、高扩孔性能的汽车底盘用钢板提供实验依据。     

控轧控冷工艺对X100管线钢组织和性能的影响

通过实验室φ350 mm 4辊轧机对V-Nb-Wi微合金化X100管线钢(%:0.057C、1.84Mn、0.25Mo)进行控轧控冷试验。结果表明,在1 100℃始轧,800～900℃终轧,100～400℃终冷温度下,X100钢的组织为针状铁素体+粒状贝氏体-下贝氏体。降低终轧温度可细化组织,提高钢的强度;降低终冷温度可提高钢的强度,但使钢的韧性降低。X100管线钢的最佳轧制工艺为终轧温度850℃,终冷温度200℃。     

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。     

Effects of Processing Variables on Microstructure and Yield Ratio of High Strength Constructional Steels

The process of “controlled rolling+relaxation+ultra fast cooling (UFC)”for high strength constructional steel with low yield ratio was presented.Microstructure and corresponding relationship with low yield ratio were in-vestigated.The results showed that the constructional steels with multiphase microstructure of bainitic ferrite,mar-tensite-austenite (M-A)and lath bainite were obtained through the creative process.The grain size decreased with the decrease in finish rolling temperature,which enhanced the strength by the grain refinement strengthening.The proper relaxation treatment promoted the bainitic ferrite lath width and the formation of blocky M-A constituent.In addition,both the tensile and yield strength increased with the decrease in finish rolling temperature and UFC final temperature,but the yield strength increased more significantly than tensile strength,which caused the increase in yield ratio.By using the process of “controlled rolling+relaxation+ultra fast cooling”,the excellent comprehensive mechanical properties of 780 MPa grade constructional steels of 12-40 mm in thickness were achieved.     

热处理对X90管线钢组织性能的影响

将焊接的与未焊接的X90管线钢固溶后保温不同时间,对其显微组织和拉伸性能进行了分析.结果表明,X90管线钢在不同保温时间下的组织均由多边形铁素体和粒状贝氏体组成.随着保温时间的延长,粒状贝氏体由弥散状变为团状,M-A岛的含量增多,铁素体平均晶粒尺寸增大.焊接的与未焊接的实验钢保温时间为30 min,抗拉强度分别达最高660 MPa和725 MPa;保温60 min时抗拉强度分别最低为603 MPa和647 MPa.析出强化和细晶强化对钢的力学性能都有贡献,在保温30 min时,析出强化占主导地位.热处理对X90管线钢的性能影响对于经过焊接的与未焊接的实验钢,表现出了同样的趋势.     

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。     

15CrMoR钢的显微组织与时效冲击性能

 为探索原始组织形态对15CrMoR钢时效过程低温冲击性能的影响,明确15CrMoR钢具有高时效冲击性能稳定性的原始组织形态,通过控制奥氏体化后的冷却方式获得了15CrMoR钢的3种原始组织,使用OM、SEM、EPMA和EBSD等材料结构表征方法和低温冲击测试研究了15CrMoR钢的显微组织和时效态低温冲击性能。结果表明,15CrMoR钢奥氏体化后分别以炉冷、空冷和风冷的方式冷却至室温,分别获得了粗大铁素体+片状珠光体组织、铁素体+退化珠光体组织和粒状贝氏体组织。片状珠光体组织中碳化物主要呈层片状,退化珠光体中的碳化物主要呈断续短杆状和颗粒状,粒状贝氏体中的富碳M-A岛主要沿晶界分布。3种原始组织形态的15CrMoR钢在循环时效过程中均发生了晶界碳化物析出和长大,导致低温冲击性能不断恶化。当晶界碳化物呈链状分布时,15CrMoR钢的低温冲击性能较差。粗大的铁素体+片状珠光体组织晶界面积较少,导致晶界碳化物容易呈链状分布;粒状贝氏体中主要沿晶界分布的富碳M-A岛也容易导致晶界碳化物呈链状分布。因此,原始组织为铁素体+退化珠光体的15CrMoR钢在循环时效过程中具有较好的冲击性能稳定性,经历6次循环时效后,-10 ℃平均冲击吸收功仍高达196 J;而原始组织为铁素体+片状珠光体和原始组织为粒状珠光体的15CrMoR钢,经历4次循环时效后,晶界处已形成呈链状分布的碳化物,-10 ℃平均冲击吸收功均仅为18 J。     

高层建筑用钢板的屈强比

为了提高高层建筑的抗震能力,高层建筑用钢应具有较强的塑性变形一致性.塑性变形一致性主要是通过降低钢的屈强比来实现,因此,屈强比是衡量高层建筑用钢抗震性能的一个重要参数.对不同化学成分的钢进行了控轧控冷试验,得出了化学成分、晶粒尺寸、珠光体和贝氏体的含量及M/A岛状物对屈强比的影响,并且根据试验数据回归出了屈服强度、抗拉强度的计算公式.     

轧后冷却工艺对V-N-Cr微合金化Q550E高强钢组织性能的影响

对低碳V-N-Cr微合金化钢进行了控轧控冷实验,终冷后采用了随炉冷、保温毡缓冷、空冷3种冷却制度,并对3种不同冷却制度钢板进行了显微组织、综合力学性能和断口形貌的分析。研究表明,空冷钢板显微组织为细小多边形铁素体及针状铁素体复相组织,铁素体晶粒尺寸5～8μm,针状铁素体由交织的板条组成,宽度1～3μm。在随炉冷及保温毡缓冷时,由于冷却速率缓慢,多边形铁素体及针状铁素体发生了回火,并析出细小弥散的碳化物。3种冷却条件下,屈服强度均≥585 MPa,抗拉强度≥694 MPa,延伸率≥27%,而且1/2试样-60℃冲击功≥36 J,综合力学性能优于Q550F级国标要求。细晶强化、析出强化、组织强化为本钢种的主要强化方式,冲击断口均由韧窝组成,呈现韧性断裂模式,控轧控冷引起的晶粒细化及针状铁素体的形成有效阻碍解理裂纹的扩展,从而增强低温韧性。     

Effects of Microstructure on CVN Impact Toughness in Thermomechanically Processed High Strength Microalloyed Steel

Investigation on the correlation between microstructure and CVN impact toughness is of practical importance for the microstructure design of high strength microalloyed steels. In this work, three steels with characteristic microstructures were produced by cooling path control, i.e., steel A with granular bainite (GB), steel B with polygonal ferrite (PF) and martensite-austenite (M-A) constituent, and steel C with the mixture of bainitic ferrite (BF), acicular ferrite (AF), and M-A constituent. Under the same alloy composition and controlled rolling, similar ductile-to-brittle transition temperatures were obtained for the three steels. Steel A achieved the highest upper shelf energy (USE), while large variation of impact absorbed energy has been observed in the ductile-to-brittle transition region. With apparently large-sized PF and M-A constituent, steel B shows the lowest USE and delamination phenomenon in the ductile-to-brittle transition region. Steel C exhibits an extended upper shelf region, intermediate USE, and the fastest decrease of impact absorbed energy in the ductile-to-brittle transition region. The detailed CVN impact behavior is studied and then linked to the microstructural features.     

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.     

Effect of Cooling Method on Microstructure and Mechanical Properties of Hot-Rolled C-Si-Mn TRIP Steel

 The controlled cooling technology following hot rolling process is a vital factor that affects the final microstructure and mechanical properties of the hot-rolled transformation induced plasticity (TRIP) steels. In the present study, low alloy C-Si-Mn TRIP steel was successfully fabricated by hot rolling process with a 450 hot rolling mill. To maximize the volume fraction and stability of retained austenite of the steel, two different cooling methods (air-cooling and ultra-fast cooling “AC-UFC” and ultra-fast cooling, air-cooling and ultra-fast cooling “UFC-AC-UFC”) were conducted. The effects of the cooling method on the microstructure of hot-rolled TRIP steel were investigated via optical microscope, transmission electron microscope and conversion electron Mssbauer spectroscope. The mechanical properties of the steel were also evaluated by conventional tensile test. The results indicated that ferrite and bainite in the microstructure were refined with the cooling method of UFC-AC-UFC. The morphology of retained austenite was also changed from small islands distributing in bainite district (obtained with AC-UFC) to granular shape locating at the triple junction of the ferrite grain boundaries (obtained with UFC-AC-UFC). As a result, the TRIP steel with a content of retained austenite of 1152%, total elongation of 32% and product of tensile strength and total elongation of 27552 MPa·% was obtained.     

强化机制对高强度桥梁钢Q500qE屈强比的影响

通过化学成分设计以及TMCP过程控制研究了不同的强化机制对高强度桥梁钢Q500QE屈强比的影响。结果表明,通过增加固溶元素Mn、Cr的含量和降低析出强化元素Nb的含量,可有效降低屈强比。晶粒细化有利于强度和韧性的提高,但对屈强比不利。相比之下,相变强化是实现高强度和低屈强比的最佳途径。热轧后采用分段冷却工艺可获得铁素体+贝氏体的双相组织。通过调整铁素体和贝氏体相的比例和硬度,可有效控制屈强比。