钒对耐火耐候钢组织与性能的影响

为了探索V对耐火耐候钢组织和性能的影响,采用相变仪、电子显微镜、相分析和拉伸等方法,研究了V对CCT曲线、不同热轧工艺条件下显微组织及室温和600℃拉伸性能的影响,探讨了微观组织与力学性能之间的关系.结果表明向钢中添加V可以提高相变温度,而0.20%V促进铁素体的形成;V在钢中的作用取决于其析出相,随钢中V含量增加,析出V量增加,析出物数量相应增加并细化;对于0.60%Mo耐火耐候钢,要得到高的高温屈服强度和YS比,组织中必须引入适当比例的贝氏体.     

钒对微合金化重轨钢高温塑性的影响

用Gleeble-1500D热模拟试验机研究了U71Mn钢(%:0.75C、1.20Mn)和U75V钢(%:0.75C、0.94Mn、0.05V、0.005Al)700～1300℃的高温塑性。结果表明,由于碳氮化钒在晶界和晶粒内部析出,加钒降低微合金化重轨钢的高温塑性,特别是第Ⅲ脆性区(850℃)的塑性。为防止铸坯裂纹出现,铸坯矫直温度应≥900℃。     

Mo微合金化对82B钢高温力学性能及显微组织的影响

研究了添加Mo（质量分数）为0.02%、0.04%、0.07%、0.11%的82B钢对不同温度下高温拉伸后的组织和性能的影响及Mo对82B高碳钢的强韧化机理。结果表明：（1）200～300℃高温拉伸时,4组试验钢力学性能较好,300℃达到峰值,Mo为0.11%试验组最优,抗拉强度由1 139 MPa增至1 192 MPa,屈服强度为736 MPa,略有降低,伸长率与断面收缩率均有显著提高,分别为22%和72.9%。相较于Mo为0.02%试验钢,虽屈服强度下降约5%,但抗拉强度升高5%,伸长率、断面收缩率大幅增加,且塑性随Mo含量同步提高,随着温度继续升高,由于材料开始软化,各项力学性能均呈下降趋势。（2）Mo为0.02%和0.04%时,显微组织除渗碳体随拉伸温度的提高逐渐增多外,索氏体与珠光体未出现明显变化,与室温相同,当Mo增至0.07%和0.11%时,索氏体、珠光体团逐渐细化且分布均匀。同时,4组试验钢在300℃高温拉伸时出现蓝脆现象,通过断口观察发现,有Al、Si等元素的夹杂物存在,且失效方式为韧性断裂,断口主要可分为剪切唇区和纤维区,剪切唇区的面积随着温度的升高逐渐缩小。     

Nb-V微合金化低钼型Q345耐火钢的开发

 为了推动耐火钢的市场应用,采用低碳、低钼(约0.2%)及铌、钒、钛的复合微合金化成分设计,成功开发出低成本Q345耐火钢。采用Formastor-Digital全自动相变测试仪测定了试验钢的连续冷却转变(CCT)曲线,利用Gleeble-1500热模拟试验机研究了变形后不同冷却工艺对试验钢组织及硬度的影响,并采用SEM、EBSD、TEM和物理化学相分析等手段对热轧及600 ℃高温拉伸试样基体组织及纳米第二相进行了详细表征,定量分析了试验钢室温及高温下的强度机制。结果表明,轧后760~780 ℃开始层流冷却、终冷温度为400~600 ℃,试验钢获得铁素体+贝氏体组织。经600 ℃高温拉伸后,试验钢中MC相的质量分数及处于18 nm以下的粒子质量百分比相对于热轧态试样分别提高了16.4%、9.8%,这些新析出的纳米级粒子在高温下起到了良好的沉淀强化作用,一定程度弥补了高温下因剪切模量下降和细晶强化失效导致的高温屈服强度的损失;固溶、沉淀强化为Q345耐火钢主要的高温强化方式。     

钒对高温渗碳SCM420H齿轮钢组织和淬透性的影响

对高温渗碳SCM420H齿轮钢进行了钒微合金化处理,并对钢中组织及淬透性进行了研究。结果表明：SCM420H齿轮钢中V含量和N含量应控制范围分别在0.03%～0.05%和0.012%～0.018%。MN(M=Ti,V)在966℃时析出并在559℃时向M(C,N)发生转化,常温时的M(C,N)质量百分数约为0.049%。将加热温度控制在1 200℃±20℃,在预热段（室温升至850℃左右）加热时间控制在120 min内,在940～980℃高温渗碳保温6 h后,圆钢的带状组织控制在1.5～2级,奥氏体晶粒稳定在7.5～8级,M(C,N)主要为能起到钉扎晶界、细化奥氏体晶粒的纳米级球状V(C,N)。将连铸结晶器电磁搅拌强度参数调整为150 A,2.5 Hz,铸坯拉速为0.85 m/min,浇铸过热度为15～30℃,碳含量偏差值可控制在0.01%,碳含量的均匀化有利于淬透性的窄带化控制,钒微合金化后,试样的淬透性硬度值（HRC）最高为37,最低为35,淬透性带宽硬度值（HRC）≤3。     

建筑用耐火钢的高温强化机理

 研究了建筑用耐火钢的高温力学性能和微观组织结构。研究发现,同普通钢相比,耐火钢获得了良好的高温性能。着色腐蚀、透射电镜(TEM)及化学相分析结果表明,铁素体+MA组织+少量珠光体的混合组织,Mo在钢中的固溶强化作用,高温下MA组织分解形成稳定的合金渗碳体以及600 ℃左右下MC和和Mo2C析出相大幅度增加,是耐火钢获得良好高温性能的重要原因。     

钒对低钼耐火钢组织及性能的影响

采用扫描、透射电镜对不同钒含量的低钼耐火钢的组织进行分析,确定出热轧状态的组织为先共析铁素体、粒状组织/粒状贝氏体.同时还发现V的析出物在热轧钢中主要固溶于铁素体基体内,600 ℃重新加热时以细小的V(C,N)弥散析出,从而起到高温析出强化的作用.     

钒对低合金钢的组织及性能的影响

对２７Ｍｎ及２７ＭｎＶ钢的显微组织、力学性能、耐磨性及可焊性进行了试验研究。研究结果表明，钢中的微量钒可显著地细化钢的组织，在２７ＭｎＶ钢的铁素体中沉淀析出了极细小的碳化钒粒子，从而明显地提高了钢的强度、硬度及耐磨性。可焊性度试验表明，２７ＭｎＶ钢还具有足够的韧性及良好的可焊性。     

浅谈耐高温用铁素体型钢铁材料

耐高温材料的开发和材料高温下安全服役的实现一直是材料领域关注的热点问题。简要阐述了钢铁材料强度性能随温度变化的一般规律、材料强度在高温下的主要损失机理,并详细介绍了几种代表性的耐高温用途的铁素体型钢铁材料的合金化思想和强化机制,可为今后针对其他应用条件,开发新型耐高温钢铁材料、改善现有材料耐高温性能提供技术经验借鉴。     

制备工艺对粉末高钒高速钢组织和力学性能的影响

采用传统熔炼工艺和粉末冶金工艺制备钒含量10%的高钒高速钢,并通过金相组织观察、硬度和冲击韧度的测量来研究制备工艺对高钒高速钢组织和力学性能的影响。结果表明:熔炼高钒高速钢碳化物粗大、分布不均,在冲击过程中大颗粒碳化钒易碎裂;而通过氮气雾化制粉+热等静压工艺,采用粒度小于50μm的细粉后,碳化钒颗粒细小(3μm)且分布均匀,在冲击过程中不易破碎,冲击吸收功达到42 J/cm2,断裂机制以碳化钒与基体的界面失效为主。     

Mo对耐火钢高温屈服强度的影响

设计了一系列Mo质量分数从0.1%到0.8%的Fe-Mo-C三元模型钢.采用两种不同热处理工艺制度得到不同的组织,研究了Mo元素对耐火钢高温强度的两种强化形式:固溶强化和贝氏体相变强化.Mo可以显著提高耐火钢的高温强度,它在耐火钢中的主要高温强化机理是固溶强化.Mo质量分数不高于0.5%时,其高温固溶强化效果明显,每添加0.1%的Mo,600℃的屈服强度增量为13.71 MPa;但当Mo质量分数大于0.5%后,高温强度增幅逐渐减小.此外,贝氏体相变强化对耐火钢的高温强度也有重要影响.当贝氏体体积分数达到20%时,耐火钢的高温强度显著增加.     

钒对中碳非调质钢组织性能的影响

利用金相显微镜、透射电镜及物理化学相分析等方法研究4种不同钒含量的中碳非调质钢锻后空冷下的微观组织参数与材料力学性能的定量关系.结果表明:随着V含量的增加,铁素体体积分数增多且晶粒尺寸减小,珠光体片层间距变细,直径小于10 nm的析出相粒子占比增加.当V质量分数增至0.2％时材料的韧性急剧降低.材料硬度随V质量分数的增加而增大且铁素体与珠光体的显微硬度比值增大,但材料的屈服强度并不完全取决于铁素体;在Hall-Patch公式、固溶元素强化系数和Ashby-Orowan模型等理论的基础上结合相关文献的实验数据,建立了一个普遍适用于V微合金化中碳非调质钢屈服强度的预测方程.     

高碳钢连铸板坯高温力学性能

采用Gleeble-1500热模拟试验机测量了高碳钢连铸板坯的高温力学性能,得到了第Ⅰ、第Ⅲ脆性温度区的温度范围.结果表明:第Ⅰ脆性温度区脆化的主要原因是晶界部位的低熔点物质在高温下首先熔化,从而导致试样沿晶界开裂;第Ⅲ脆性温度区脆化的主要原因是在奥氏体部位析出的网状铁素体导致试样沿晶界开裂;在奥氏体单相区,由于氮化铝的析出导致钢种的塑性恶化.     

钒对高强度汽车大梁钢组织细化的影响

利用Gleeble-3500热模拟试验机、扫描电镜、透射电镜、电子背散射衍射技术等手段研究V对700 MPa级高强度汽车大梁钢组织细化的影响.在冷却速度2~7℃·s^-1时,显微组织为针状铁素体＋粒状贝氏体组织.V添加提高粒状贝氏体体积分数,细化粒状贝氏体组织,并明显降低粒状贝氏体中M/A岛的尺寸.与无V钢相比,含V钢中大角度晶界比例提高18.2%,对提高钢的韧性有利.由于C含量过低,在实验钢中未观察到单独的VC析出,由此推测V主要固溶在基体中,以合金化方式促进钢的贝氏体相变,使组织得到有效细化.     

新型耐高温磨损钢板组织性能与高温磨损行为研究

随着低合金耐磨钢应用领域逐渐增加,对其中高温条件下的耐磨性能提出了要求.通过成分设计、控制轧制和离线热处理工艺制备了一种Mo、V合金化新型低合金高温耐磨钢.初步探索了其在300～500℃温度范围的高温磨损行为和组织演变,并与同硬度级别的商用常规耐磨钢NM450进行了对比分析.结果 表明:通过添加Mo和V等元素可以抑制位...     

回火温度对1500MPa级直接淬火钢组织与性能的影响

设计了一种新型1500MPa级Si-Mn-Cr-Ni-Mo多组元系低合金、超高强度工程结构钢,研究了回火温度对直接淬火钢组织与力学性能的影响.结果表明,抗拉强度随回火温度的升高而不断降低,屈服强度随回火温度升高先升高后下降,延伸率和冲击功均随回火温度升高呈现先升高、后降低、再升高的变化趋势.分析认为,回火过程组织演变的物理机制一方面包括板条马氏体和位错亚结构的回复、再结晶软化过程,另一方面包括残余奥氏体的分解与马氏体中过饱和碳的脱溶及析出第2相的强化机制综合作用.250℃回火后,板条马氏体内析出ε碳化物;400℃回火后ε碳化物明显粗化,产生回火脆性;600℃回火后部分析出相在奥氏体中形核,在马氏体基体内长大和粗化,最终形态为近似球形,另一部分析出相在马氏体内形核、生长,呈现椭球形或矩形.     

热轧搪瓷钢的高温组织性能变化规律

利用Gleeble3500热模拟试验机对热轧搪瓷钢试样进行不同温度下的高温拉伸试验,得到其高温下力学性能随温度变化规律。再使用光学显微镜及扫描电子显微镜对不同温度下的拉伸断口的形貌及组织进行观察与分析,同时使用高温金相显微镜对热轧搪瓷钢在经历高温烧搪过程中组织的变化进行观察。结果表明,试验钢屈服强度、抗拉强度都随着温度升高而降低,断面收缩率随温度升高而增加,表现出极好的高温塑性。高温拉伸试样断口搪烧高温下未出现严重的高温脆化现象,保持有良好的延展性。在推荐的搪烧温度850℃下,试验钢晶粒较常温晶粒略微长大,组织上变化不大,不会出现其力学性能的过大变化。