回火热处理对低屈强比高强钢组织与性能的影响

利用力学性能测试、光学显微镜、透射电镜观察等方法,阐明了回火热处理对低屈强比高强度钢组织与力学性能的影响规律。研究表明,回火温度对低屈强比高强度钢的组织和力学性能具有决定性影响。回火前,试验钢显微组织主要由细小板条状和粒状贝氏体组成,还含有少量铁素体及一些M/A岛。随回火温度提升,板条贝氏体逐渐合并长大,板条宽度增加,M/A岛分解,抗拉强度和冲击韧性下降,而屈服强度保持稳定,导致屈强比升高。M/A岛以块状和链条状形态存在,位于板条之间或贝氏体/铁素体边界。较低的回火温度可获得高强度、高韧性和低屈强比钢,这主要归功于其细小的板条组织和稳定的M/A岛。     

快速回火工艺条件下超高强低碳贝氏体钢的组织与性能

采用盐浴热处理试验,结合扫描电镜、透射电镜及室温拉伸试验,研究了快速加热+短时保温快速回火条件下超高强低碳贝氏体钢的组织和性能变化规律。结果表明,快速回火工艺下,超高强低碳贝氏体钢发生碳过饱和贝氏体和马氏体中的碳化物析出、铁素体和马氏体的重构以及微合金析出物的析出等现象,进而影响材料的强塑性;在700℃以下快速回火时,与以板条状贝氏体(LB)组织为主的复相贝氏体钢相比,以粒状贝氏体(GB)组织为主的钢具有更好的回火稳定性;在750～800℃两相区快速回火时,铁素体和马氏体相大量重构,最终形成粗大铁素体和马氏体,抗拉强度大幅提升,屈强强度大幅降低,且以LB组织为主的复相贝氏体钢中重构铁素体晶粒更为粗大,导致其屈服强度更低。     

钢中的碳含量和显微组织对屈强比的影响(英文)

通过对低碳合金钢的屈强比实验,研究了碳含量和显微组织对屈强比的影响。理论分析和实验结果表明,铁素体晶粒大小会影响钢的屈强比,既铁素体晶粒越细小,则钢的屈强比越高。另外,不同的显微组织也会影响钢的屈强比。由铁素体+贝氏体组织所组成钢,其屈强比低于由铁素体+珠光体组织所组成钢,而且钢中弥散分布的M/A岛颗粒会提高钢的抗拉强度进而降低钢的屈强比。     

终冷温度对低屈强比高强钢组织和性能的影响

采用力学性能测试、光学显微镜、透射电镜等方法,研究了终冷温度对低屈强比高强钢组织和性能的影响。结果表明,随着终冷温度的降低,钢的屈服强度和抗拉强度增加,伸长率下降,而屈强比和冲击吸收能量则没有明显的变化,但总体呈现出下降趋势。试验钢的组织主要由板条贝氏体、粒状贝氏体、少量铁素体和一些M/A岛组成,终冷温度越低,板条贝氏体宽度越窄,铁素体组织也更加细小。M/A岛体积分数的增加有利于提高强度和降低屈强比,但对冲击性能不利。     

低碳微合金钢的组织结构对强度的影响

利用扫描电镜、透射电镜及能量损失谱仪对不同强度的低碳微合金钢的组织结构进行了观察分析。结果表明:不同强度试验钢的析出相均以大量30～80nm的球形和矩形颗粒相为主,类型相同,尺寸相近,强化效果相当;试验钢组织均为贝氏体+M/A岛,但贝氏体类型和M/A岛尺寸差别明显;具有板条贝氏体及细小M/A岛的轧态组织强度高,冲击韧性好;粒状贝氏体及粗大M/A岛组织显著降低钢的屈服强度和抗张强度。     

800 MPa级热基镀锌复相钢的开发

设计了一种Nb、Ti微合金化低碳复相钢,采用SEM、TEM及力学性能测试等方法研究了退火镀锌过程中热轧复相钢显微组织、析出相和力学性能的演变规律,进行了800 MPa级热基镀锌复相钢工业试制。结果表明,热轧复相钢的显微组织主要由铁素体、马氏体和马/奥岛构成。退火镀锌过程中,马氏体和马/奥岛分解形成高温回火马氏体,铁素体内可动位错密度降低,同时析出纳米级Nb、Ti和Mo的复合碳化物,导致抗拉强度降低、屈服强度和扩孔率显著提高。热基镀锌复相钢的显微组织主要由铁素体和高温回火马氏体构成,屈服强度、抗拉强度、断后伸长率和烘烤硬化值分别为769 MPa、852 MPa、14.5%和43 MPa,扩孔率达到53%,具有良好的力学性能和局部成形性能。     

贝氏体组织类型对780MPa级低碳贝氏体钢力学性能的影响

研究了不同贝氏体组织类型对780 MPa级低碳贝氏体钢力学性能的影响。结果表明:粒状贝氏体组织中的M/A岛无序地分布在贝氏体铁素体边界及基体上,板条贝氏体中,细小薄膜状M/A岛平行于板条束,板条特征明显;不同贝氏体组织类型对试验钢的力学性能有明显的影响,板条贝氏体类型低碳贝氏体钢的强度及冲击韧性均优于粒状贝氏体组织类型低碳贝氏体钢。实际工业生产中,应控制试验钢得到板条贝氏体。     

热处理对高强建筑钢组织和性能的影响

对试验钢进行了不同的两相区直接淬火+回火处理。对试样显微组织进行了观察,并对力学性能进行了检测,研究了淬火温度和回火温度对试验钢组织和性能的影响。结果表明,钢板回火显微组织以多边形铁素体+岛状回火马氏体为主。随着直接淬火温度的升高,回火马氏体含量增加,铁素体含量减少,组织中少量珠光体逐渐转变为贝氏体;屈服强度和抗拉强度均升高,屈强比先保持恒定后有所升高,伸长率逐渐下降,冲击功则是先大幅降低后几乎不变。当回火温度低于400℃时,马氏体形态没有明显改变;当回火温度超过500℃时,马氏体岛开始分解,碳化物析出量增加。随着回火温度升高,抗拉强度几乎呈线性降低,屈服强度则先升高后降低,屈强比升高,伸长率和冲击功先下降后提高。     

钼对低碳微合金钢组织和性能的影响

研究了低碳微合金钢中Mo元素对形变奥氏体在连续冷却后组织和性能的影响。得出在此系列钢中，随Mo含量增加，针状铁素体量随之增加，同时钢中出现贝氏体束和M-A组织。屈服强度、抗拉强度随Mo含量的增加而提高，且抗拉强度的提高幅度高于屈服强度，屈强比随Mo的加入而降低，且随M～A组织增多，钢的冲击韧性损失加大。     

超快冷工艺对高强建筑钢组织和力学性能的影响

使用真空感应炉冶炼了试验钢,采用不同的控制轧制+超快冷工艺将试验钢轧成12 mm厚的钢板,对钢板金相组织进行了观察,对拉伸和冲击性能进行了检测。结果表明,试验钢组织均为贝氏体+铁素体+少量M-A岛;随着开冷温度升高,铁素体含量减少,抗拉强度和屈服强度明显提高,屈强比略有增加,伸长率降低,冲击功显著提高;随着终冷温度升高,组织中板条贝氏体转变为粒状贝氏体,M-A岛尺寸和含量增加,抗拉强度和屈服强度降低,屈强比显著降低,冲击功先提高后略有降低;随着冷却速率提高,铁素体含量减少,贝氏体板条细化,抗拉强度逐渐升高,屈服强度先升高后降低,屈强比小幅波动,伸长率先下降后保持不变,冲击功略有提高。     

硅对热轧低碳贝氏体钢组织和力学性能的影响

对不同硅含量的低碳贝氏体钢进行轧制,对轧制后的试样进行组织检验和拉伸试验,分析了该钢的显微组织和力学性能。结果表明:Si含量从1.0 wt%增加到1.5 wt%时,试样的微观组织基本相同,均为粒状贝氏体+M/A岛,其屈服强度、抗拉强度略有增加,伸长率基本相同,强度的增加主要来源于Si的固溶强化作用。Si含量从1.5wt%增加到2.0wt%时,该钢的显微组织明显变化,含硅2.0 wt%钢的显微组织为粒状贝氏体+板条马氏体+等轴铁素体,该钢的屈服强度及抗拉强度显著增加,但相比于含Si量1.5wt%的钢,伸长率、强塑积均下降,强度的提高主要是固溶强化、相变强化等的综合作用。比较三种低碳贝氏体钢,若只考虑钢的强度因素,则Si的添加量应达2.0 wt%;若只考虑钢种塑性及强塑积,则Si的添加量应为1.5 wt%。     

退火温度和带速对980 MPa级热镀锌复相钢组织及力学性能的影响

采用奥钢联连退热模拟实验机研究不同退火工艺对980 MPa级复相钢组织及力学性能的影响规律，为该钢种连退镀锌实际生产机组的工艺制定以及优化提供指导。实验结果验证：980 MPa级复相钢经连退镀锌工艺处理后的组织结构为铁素体、贝氏体和马氏体。随着退火温度的不断升高，由于过度奥氏体化使得实验钢组织的马氏体含量先升高后降低，屈服强度和抗拉强度呈现先降低后升高趋势。退火温度为800°C及以上时，组织比较均匀且可以获得抗拉强度大于980 MPa的复相钢。带钢运行速度从60提高到80 m/min，马氏体体积分数呈现逐渐增加的趋势，实验钢的屈服强度不断提高，抗拉强度先升高后降低。     

非调质CT80连续油管用钢的控轧控冷工艺

利用Gleeble-1500热模拟试验机进行了控轧控冷热模拟试验,分析了非调质CT80连续油管用钢的精轧变形温度、冷却速度和卷取温度对试验钢组织与性能的影响规律。基于控轧控冷热模拟试验结果,设定了试验钢实验室轧制工艺,在终轧温度830℃、冷却速度46℃/s和卷取温度450℃轧制工艺条件下,获得了具有针状铁素体+贝氏体+少量M/A岛组织构成的成品钢板,其屈服强度620 MPa,抗拉强度754 MPa,伸长率29.2%,屈强比0.82,各项性能均满足CT80连续油管用钢力学性能要求。     

建筑用高强度低屈强比钢板的冷却工艺

利用MMS-300型热力模拟实验机及φ450 mm热轧机,研究了控轧后冷却工艺制度对试验钢组织及性能的影响.结果表明:单一的板条组织具有较高的强度,但不利于屈强比的控制,屈强比高达0.94;而以贝氏体铁素体作为软相基体,其上弥散分布着细小的岛状M-A组元为硬质相的复相组织可以满足高强度及低屈强比.当终冷温度为550℃左右时,屈服强度为650MPa,抗拉强度达955 MPa,保证了较低的屈强比为0.68.     

不同退火基体冷轧高强钢的组织特征和性能分析

针对一种0.14C-2.72Mn-1.29Si冷轧高强钢进行了轧制和不同等温时效温度的退火处理,得到了两种不同退火基体的组织特征,均具有较好的综合力学性能。利用FESEM、XRD、TEM和拉伸试验对比分析了不同退火基体试验钢的微观组织、力学性能和加工硬化行为。研究表明:试验钢在220~300℃等温时效后钢板的基体组织主要由铁素体和马氏体构成,240℃等温时效后钢板的综合性能最佳,屈服强度为672 MPa,抗拉强度为1333 MPa,总伸长率为13%,屈强比为0.50,组织中含有5.75%的残留奥氏体。而试验钢在390~430℃等温时效后钢板的基体组织主要由铁素体和贝氏体构成,在390℃等温时效后钢板的综合性能最佳,屈服强度为505 MPa,抗拉强度为1115 MPa,总伸长率为17%,屈强比为0.45,组织中含有11.17%的残留奥氏体。铁素体+马氏体基体退火钢优异的综合力学性能主要源于细晶强韧化;而铁素体+贝氏体基体退火钢优异的性能主要源于细晶强韧化和TRIP效应增塑,这两种机制的共同作用,使得钢板在高强度的同时,还具有较好的塑韧性。     

700MPa级钢显微组织对力学与使用性能的影响

Nb、Ti、V微合金钢常常因轧制工艺的不同而导致其力学性能截然不同。对在工业生产中力学性能出现显著差异的700 MPa级微合金钢的微观结构,采用光学金相、扫描电镜、透射电镜和物理化学相分析进行研究。结果表明:因轧后冷却速率的不同而形成的铁素体+少量珠光体、准多边形铁素体、准多边形铁素体+部分贝氏体三类组织,其力学性能特征分别表现为:屈服强度低、抗拉强度低、冲击功高、断后伸长率高;屈服强度高、抗拉强度高、冲击功适中、断后伸长率适中;屈服强度低、抗拉强度高、冲击功低、断后伸长率低。第二相粒子(Ti,Nb,V)C的析出量及其尺寸分布的不同,以及铁素体晶粒尺寸差异是产生强度差异显著的主要原因,而较多大尺寸不规则状M/A岛的形成是该钢种冲击功明显下降的关键因素。     

低碳Mn系水淬贝氏体钢的组织和力学性能

研究了第二代Mn系空冷贝氏体钢合金体系,即低碳Mn系水淬贝氏体钢,为高强结构钢调质钢开辟了一条新途径,给出了试验钢在水淬工艺下的组织和力学性能.结果表明:随着冷却速度的加快,试验钢中将依次出现粒状贝氏体/仿晶界铁素体,粒状贝氏体,粒状贝氏体/马氏体组织,马氏体组织;与传统淬火钢27SiMn相比,试验钢具有突出优良的淬透性,韧性,切削性能,可以水冷,不需要油冷;直径300 mm的圆柱淬火后可得到粒状贝氏体组织,试验钢经中低温回火后,屈服强度大幅上升,抗拉强度变化不大;在300℃回火后具有最高的屈服强度,1/2半径处,σh～900 MPa,σ0.2～630 MPa,AKU(-20℃)～60 J,屈强比约为0.7;试验钢经高温回火后,将析出粒状碳化物,冲击韧度大幅上升,AKU5～65 J.     

马氏体体积分数对热轧双相钢力学性能和n值的影响

通过热轧和模拟超快冷试验,试制出780 MPa级热轧双相钢,研究了马氏体的含量、形貌、分布对热轧双相钢力学性能和n值的影响。结果表明,试验钢经850℃终轧后,组织为铁素体+马氏体,抗拉强度853 MPa,屈服强度464 MPa,屈强比0.54,伸长率19.5%,n值0.14,达到热轧DP780性能要求。在高马氏体含量下(28.2%),随着马氏体含量的增加,组织中的马氏体由弥散分布的片状马氏体逐渐转变为连续的板条状马氏体,马氏体的尺寸逐渐增加;而多边形铁素体部分转变为准多边形铁素体,铁素体尺寸逐渐减小。热轧双相钢的强度和屈强比逐渐提高,而伸长率和n值逐渐降低。     

钼对低碳钢高温力学性能的影响

以新一代高炉炉壳用钢的开发为背景,采用低Mo或无Mo的成分设计,研究了Mo对热轧态、回火态和正火态低碳钢组织和高温拉伸性能的影响.结果表明,试验钢热轧态组织均为铁素体+珠光体+M-A岛,其屈服强度可保持至400℃而不明显降低;回火后,岛状马氏体组织消失,试验钢屈服强度在室温～600 ℃范围内随拉伸温度升高而线性下降.Mo的添加提高了回火时第二相的析出温度,并使正火态组织中含有大量M-A岛.含Mo试验钢在回火后具有更高的室温和高温强度,经640℃回火后,其常温屈服和抗拉强度依次为540 MPa和625 MPa,屈强比为0.86,600℃屈服强度保持率为55%.     

Cr-Mo-Nb-Ti-B系1180 MPa级复相钢的性能稳定性

设计开发了Cr-Mo-Nb-Ti-B系1180 MPa级高强复相钢产品。从组织控制的角度引入了贝氏体,以弥补铁素体与马氏体之间的软硬相高强度差,采用Gleeble-3500热模拟试验机、拉伸试验机和光学显微镜研究连续退火工艺中均热温度和过时效温度对复相钢力学性能及组织的影响规律。结果表明,均热温度在720~840 ℃时,随着温度的升高,贝氏体和马氏体含量逐渐增加,抗拉强度和屈服强度整体上不断提升,但超过840 ℃后抗拉和屈服强度降低。而随过时效温度的升高,抗拉强度呈单调递减趋势,屈服强度先波动后逐渐降低。当均热温度为790 ℃、过时效温度为280 ℃时,连退板的组织为铁素体、贝氏体和马氏体的复相组织,复相钢具备良好的加工成形性,折弯性、扩孔性能也均较同级别双相钢产品有大幅提升。