正火温度对建筑用新型低温钢组织和力学性能的影响

以新型高强度低合金低温钢20MnV为研究对象,对其进行不同温度的正火处理,采用OM、SEM、力学性能测试、低温冲击性能测试等试验方法,研究正火温度对高强度低合金低温钢组织与力学性能的影响。研究表明:20MnV钢热轧态试样组织由条状铁素体、少量针状铁素体和珠光体组成,组织中有明显珠光体条带;随着正火温度的升高,组织中的条状、针状铁素体逐渐消失,组织更为均匀,且混晶组织逐渐等轴化。860℃正火处理后20MnV钢的塑性和低温性能最佳,伸长率达到21.5%,低温冲击吸收能量为59 J;920℃正火处理后20MnV钢的综合性能最佳,屈服强度与抗拉强度分别达到450 MPa与744 MPa,伸长率达到20.5%,低温冲击吸收能量为45 J。     

正火处理对新型低温钢组织和力学性能的影响

分析了正火处理对TMCP新型低温钢组织、力学性能及断裂机理的影响。结果表明:随着正火温度的增加,不完全正火处理试样的屈服强度和抗拉强度均降低,完全正火处理试样的则提高,断后伸长率和夏比V型缺口冲击吸收功的变化规律与其强度变化规律相反;920℃完全正火处理试样的综合力学性能最佳;不完全正火处理后TMCP试样组织中的针状铁素体逐渐消失,晶粒细化并伴随等轴化;860℃和920℃完全正火处理试样组织为等轴铁素体和珠光体,待正火温度增加至1 000℃时,组织晶粒粗化并出现魏氏体。完全正火处理试样的断裂形式由TMCP试样的准解理断裂变为韧性断裂。     

正火工艺对含钼焊缝组织及性能的影响

为了研究正火温度变化对含钼焊缝组织及性能的影响,利用J707Ni和J607Ni焊条对Q345钢板进行接焊,并分别进行900、980、1050℃的正火处理,研究了正火温度对其焊缝显微组织和冲击韧性影响。结果表明:采用J707Ni、J607Ni焊条焊接,经正火后焊缝金属主要为铁素体与珠光体;由于Mo能抑制珠光体转变,正火后J707Ni焊缝中的铁素体含量大于J607Ni;Mo可以通过细化晶粒来提高焊接接头的韧性,J707Ni的接头韧性优于J607Ni。     

热处理对建筑用20MnV钢组织与性能的影响

采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、万能拉伸试验机等研究了完全正火、亚温正火/亚温淬火对冷轧+回火态20MnV钢组织与性能的影响。结果表明:冷轧+回火态20MnV钢的组织由针状铁素体+块状铁素体+珠光体组成,完全正火+冷轧+回火态20MnV钢中的珠光体中片状渗碳体演变成断续分布的球状或者短棒状;800℃正火+冷轧+回火态20MnV钢的组织为铁素体+M/A岛+细小碳化物;800℃淬火+冷轧+回火态20MnV钢的组织为铁素体+回火索氏体,晶内和晶界上弥散分布着细小碳化物颗粒。冷轧+回火态20MnV钢具有较高的强塑性和较低的低温冲击韧性,完全正火/亚温正火+冷轧+回火态20MnV钢的强度和塑性相对冷轧+回火态试样有不同程度降低,但是低温冲击吸收能量明显提高,在正火温度为800℃时强度降低最为显著;亚温淬火+冷轧+回火态20MnV钢的强度与冷轧+回火态试样相当,断后伸长率略有减小,而-25℃和-45℃冲击吸收能量明显提升。与冷轧+回火态20MnV钢冲击断口截面上的剪切裂纹相比,800℃正火/800℃淬火+冷轧+回火态20MnV钢中的微裂纹数量更少、长度和宽度更小,裂纹扩展呈现弯曲和曲折状;800℃淬火+冷轧+回火态20MnV钢具有较高的强塑性和最佳的低温冲击韧性。     

正火对建筑用热轧20MnV钢组织与性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜和透射电镜等手段,研究了正火温度和时间对20MnV钢显微组织、拉伸性能和低温冲击性能的影响。结果表明,热轧态20MnV钢的显微组织为铁素体+珠光体条带,具有较高的强塑性和较低的低温冲击性能;当正火温度从770℃升高至1000℃过程中,20MnV钢中条带状组织逐渐消失,晶粒呈现等轴化趋势,铁素体晶粒有所粗化,组织均匀化升高;830℃及以上正火处理后,(Fe,Mn)3C相回溶至基体,晶内弥散析出了纳米级VC相;随着正火温度的升高,20MnV钢的抗拉强度和规定塑性延伸强度都表现为先减小而后增加的特征,断口伸长率、-25℃和-45℃冲击吸收能量则先增大而后减小;当正火保温时间从20 min增加至80 min时,20MnV钢的强度变化幅度较小,而断后伸长率、-25℃和-45℃冲击吸收能量都呈现先增加而后减小的特征,在正火温度为920℃、正火保温时间为60 min时,20MnV钢具有最佳的强塑性和低温冲击性能。     

热处理工艺对12Cr1MoV钢组织性能的影响

通过常规力学性能测试设备、光学显微镜研究了不同热处理工艺对12Cr1MoV钢性能和组织的影响。结果表明:随着正火温度提高,12Cr1MoV钢的抗拉强度和屈服强度变化不大,而冲击韧性有较大增加;随着回火温度提高,经910℃和930℃两种正火温度处理,12Cr1MoV钢的强度和韧性变化不大。12Cr1MoV钢在热轧态、正火态及正火+回火态的组织均为铁素体+珠光体,经910℃正火+680℃回火处理后,钢中的铁素体晶粒度比930℃正火+680℃回火处理后更细小且分布更均匀,性能与前者基本相同。因此,可以选取910℃正火+680℃回火作为12Cr1MoV钢的热处理工艺,从而降低钢板生产的成本。     

正火工艺对15MnTi钢焊缝组织与性能的影响

对15MnTi钢焊缝进行了不同温度的正火处理并进行了组织观察、硬度、拉伸及冲击试验.结果表明:焊缝组织为贝氏体+碳化物+残余奥氏体.经正火处理后,焊缝组织转变为铁素体+珠光体；焊缝金属的硬度和强度下降且随正火温度升高而降低,这主要是因铁素体含量增加引起的.同时,随正火温度升高,组织粗化以及珠光体片层间距增加,导致脆化,因此焊缝金属韧性增加幅度较小.     

3.5Ni低温钢的正火工艺研究

通过光学显微镜、扫描电镜和常规力学性能测试设备对3.5Ni低温钢的正火工艺进行研究.结果表明:正火处理后组织为铁素体和珠光体,正火温度越高,获得的组织越粗大,珠光体越多,铁素体越少;同时,宏观断口形貌中剪切唇、纤维区面积变小,放射区面积变大;随正火温度的升高,冲击韧度降低,试验钢的最佳正火温度为830℃.     

建筑用冷轧态高强度低温钢热处理工艺研究

采用光学显微镜(OM)、拉伸性能测试、显微硬度测试等方法,研究了不同温度热处理工艺对冷轧态高强度低温钢20MnV显微组织与力学性能的影响。结果表明:经700、750、800、860℃,保温60 min热处理的冷轧20MnV钢组织基体为铁素体,700℃热处理后试样中铁素体发生回复。随着温度的升高,试样再结晶过程逐步进行;正火温度达到860℃时,试样组织为等轴铁素体和珠光体,10%、20%变形量试样铁素体晶粒尺寸分别达到11.9、10.1μm。随着热处理温度的升高,冷轧20MnV钢试样硬度逐渐降低,在750～800℃温度范围时,试样硬度降幅最为显著。经700℃×60 min热处理,冷轧20MnV钢强度和硬度保持在较高水平。     

正火处理对建筑用20MnSiV钢组织与力学性能的影响

通过光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、拉伸试验机、冲击试验机等手段研究了不同温度正火处理对20MnSiV钢显微组织与力学性能的影响。结果表明:热轧态20MnSiV试验钢显微组织由板条状、针状铁素体和珠光体组成。在850～920℃,随着正火温度的升高,试验钢组织中的条状、针状铁素体逐渐减少,晶粒呈等轴趋势变化并逐渐细化,组织均匀性逐渐提高。960℃正火试样晶粒明显长大粗化。在850～960℃,随着正火温度的升高,试验钢强度先降低后升高,伸长率先升高后降低,低温冲击吸收能量先升高后降低。880℃正火试样-20℃低温冲击吸收能量达到58J,比热轧态试样的提升了222%,正火处理对20MnSiV钢的低温冲击韧性改善最为显著。     

S34MnV钢的奥氏体晶粒长大动力学

利用DIL-805AD/T动态膨胀相变仪对S34MnV钢在不同加热温度和保温时间下进行奥氏体化试验,通过晶界腐蚀、光学显微镜观察和截点法测定了奥氏体平均晶粒尺寸,并对S34MnV钢奥氏体晶粒长大规律进行了深入分析。通过对比Beck模型、Hillert模型和Sellars模型,根据实测晶粒尺寸数据拟合并优化了模型参数,建立了S34MnV钢奥氏体晶粒长大的动力学模型。结果表明:兼顾加热温度和保温时间两方面影响因素的Sellars模型的计算结果与实测数据吻合较好,可用于预测S34MnV钢在880~920 ℃加热温度范围内,保温10~240 min时的奥氏体晶粒长大规律。     

热处理对AH36船板钢微观组织和力学性能的影响

研究了正火对AH36船板钢微观组织和力学性能的影响。结果表明,AH36船板钢随正火温度的升高,屈服强度和抗拉强度降低,断后伸长率和冲击韧度先升后降,力学性能的变化与位错密度和晶粒尺寸密切相关。AH36船板钢的最佳正火温度为900℃,经900℃正火后,钢板晶粒细小均匀,异常偏析带完全被珠光体替代,断口分层现象消失,塑韧性显著改善。     

正火工艺对420 MPa级海上风电用钢板组织及性能的影响

利用扫描电镜、激光共聚焦显微镜、室温拉伸、低温冲击测试等试验方法,采用了正火、强化正火、正火+400 ℃回火的热处理工艺,研究了不同正火工艺对420 MPa级海洋风电用钢板组织和性能的影响。结果表明:通过正火处理后,正火态试验钢的平均晶粒尺寸由轧态试验钢的8 μm细化至6 μm,带状组织得到改善,强度与低温冲击性能均得到提升,屈服强度提升至442 MPa,－50 ℃下的冲击吸收能达到120 J;通过正火+400 ℃回火处理后,平均晶粒尺寸为7 μm,虽然大幅度提升了钢的低温冲击性能,－50 ℃下的冲击吸收能量达到194 J,但是钢的屈服强度降低为422 MPa。强化正火后组织为铁素体+珠光体+少量贝氏体,平均晶粒尺寸为5.6 μm,屈服强度提升至460 MPa,断后伸长率和低温冲击吸收能量相较于正火后试验钢有所降低但仍能满足EN10025性能标准,达到强韧性的最佳匹配,是生产420 MPa级海上风电用钢的最佳热处理工艺。     

热处理工艺对ER7车轮钢力学性能的影响

ER7车轮钢经不同工艺热处理后,可获得珠光体片层间距以及铁素体含量不同的显微组织,并对不同工艺处理试样的拉伸性能及-20℃冲击性能进行了测试.结果表明,随冷却速度的增大,车轮钢铁素体含量增加,珠光体片间距和珠光体球团尺寸减小.增大冷却速率,会使车轮钢的屈服强度、抗拉强度、伸长率和断面收缩率都随之增加.随着珠光体片间距和...     

Influence of niobium on structure/property relationships in C-Mn shipbuilding steel

The effect of niobium microaddition in C-Mn steel on microstructure, tensile properties, ductile-brittle transition temperature, and weldability have been investigated. Niobium microaddition adversely affects the transition temperature and toughness of the heat-affected zone, counteracting its favorable effects of refined grain size and low inclusion and pearlite content.     

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 介绍了3.5Ni低温钢的热处理工艺对力学性能和微观组织结构影响的试验内容,结果表明,热轧状态的35Ni低温钢进行热处理,可以进一步细化晶粒和调整组织,提高综合力学性能。850 ℃正火及850 ℃正火+600 ℃回火处理均可以得到比较理想的低温韧性。     

热处理工艺对G115钢铸件组织与性能的影响

以均匀化退火后的G115钢铸件为对象,研究了不同正火+回火工艺处理对其显微组织及力学性能的影响,其中正火工艺分别为1070 ℃×1 h,AC和1100 ℃×1 h,AC,回火工艺分为一次回火(780 ℃×3 h,AC)和两次回火(780 ℃×3 h,AC+750 ℃×3 h,AC)。结果表明:随着正火温度的上升,G115钢铸件的室温强度和650 ℃高温强度均有所上升,而韧性有所下降,塑性无明显变化;随着回火次数的增加,G115钢的室温强度和650 ℃高温强度均有所降低,韧性和塑性无明显影响。正火+回火处理后G115钢铸件中的析出相主要有Laves相、M₂₃C₆以及MX(NbC、VN)相,冲击断口形貌呈解理或准解理断裂特征。随着正火温度升高,马氏体板条块(Block)宽度有所增加,排列相对整齐。原奥氏体晶粒尺寸是G115钢室温强度贡献值中晶界强化量的有效晶粒尺寸。推荐的热处理制度为1100 ℃×1 h(AC)正火+780 ℃×3 h(AC) 回火。     

Contributions of Rare Earth Element (La,Ce) Addition to the Impact Toughness of Low Carbon Cast Niobium Microalloyed Steels

In this research Rare Earth elements (RE), La and Ce (200 ppm), were added to a low carbon cast microalloyed steel to disclose their influence on the microstructure and impact toughness. It is suggested that RE are able to change the interaction between the inclusions and matrix during the solidification process (comprising peritectic transformation), which could affect the microstructural features and consequently the impact property; compared to the base steel a clear evolution was observed in nature and morphology of the inclusions present in the RE-added steel i.e. (1) they changed from MnS-based to (RE,Al)(S,O) and RE(S)-based; (2) they obtained an aspect ratio closer to 1 with a lower area fraction as well as a smaller average size. Besides, the microstructural examination of the matrix phases showed that a bimodal type of ferrite grain size distribution exists in both base and RE-added steels, while the mean ferrite grain size was reduced from 12 to 7 μm and the bimodality was redressed in the RE-added steel. It was found that pearlite nodule size decreases from 9 to 6 μm in the RE-added steel; however, microalloying with RE caused only a slight decrease in pearlite volume fraction. After detailed fractography analyses, it was found that, compared to the based steel, the significant enhancement of the impact toughness in RE-added steel (from 63 to 100 J) can be mainly attributed to the differences observed in the nature of the inclusions, the ferrite grain size distribution, and the pearlite nodule size. The presence of carbides (cementite) at ferrite grain boundaries and probable change in distribution of Nb-nanoprecipitation (promoted by RE addition) can be considered as other reasons affecting the impact toughness of steels under investigation.     

奥氏体化温度和冷却速率对含Nb高碳钢组织性能的影响

通过Gleeble 1500型热模拟试验机对含Nb高碳试验钢进行了不同奥氏体化温度和冷速下的热处理。采用光学显微镜、扫描电镜、硬度测量等试验手段对试验钢的显微组织、硬度和珠光体片层间距进行了观察和测量。结果表明:奥氏体化温度为950 ℃时,试验钢淬火后晶粒尺寸为34 μm,硬度为813 HV5,以0.1~5 ℃/s冷速冷却至室温的组织为珠光体+铁素体;而奥氏体化温度为1200 ℃时,淬火后晶粒尺寸为134 μm,硬度为827 HV5,以0.1~1 ℃/s冷速冷却至室温的组织为珠光体+铁素体,冷速为5 ℃/s时,组织为针状马氏体+少量的铁素体。在1220 ℃以上Nb全部固溶在奥氏体中,奥氏体化温度过高会导致晶粒过分长大。珠光体片层间距随着奥氏体化温度的升高和冷却速率的提升而变小,片层间距的减小可使硬度值提高。