含硫非调质钢中铸态硫化物的特性研究

为了研究含硫非调质钢铸坯中铸态硫化物的特性,通过金相显微镜对铸坯边缘至中心不同位置晶界处硫化物整体形貌、分布特点、长宽比、析出面积以及冷却条件对硫化物析出行为的影响进行了研究。结果表明：在铸坯边缘位置,硫化物大多分散在晶内,长宽比较小,其他位置处硫化物几乎全部聚集在晶界,长宽比主要在1.5～3.0之间;由铸坯边缘向中心,晶界处硫化物的析出量先增大后减小;晶界处硫化物析出总面积与二次枝晶臂间距的变化趋势基本一致,这种一致性间接反映了冷却速率和凝固进程对硫化物析出和长大的影响。     

曲轴用非调质钢C38N2轧制过程中MnS夹杂演变规律

为控制磁痕缺陷的产生,研究了曲轴用非调质钢C38N2在轧制过程中,累积压下量、道次压下量和变形温度对钢中Mn S夹杂的数量、尺寸和形态演变规律的影响。结果表明,随累积压下量增大,由铸坯到中间坯到轧材,纵剖面单位面积观察到的Mn S夹杂数量不断减少。累积压下量和变形温度相同情况下,道次压下量越大,Mn S长宽比越大。累积压下量和道次压下量相同情况下,变形温度越高,Mn S长宽比越小。边部Mn S夹杂数量显著大于1/2半径处,1/2半径处Mn S夹杂数量略大于心部;Mn S夹杂的长宽比基本上符合1/2半径处心部边部的规律。开坯轧制可显著减少纵剖面单位面积中Mn S的数量;变形温度越高,道次压下量越大,则轧制过程中的变形渗透程度越高,Mn S夹杂的数量和形态分布越均匀。     

In situ observation and thermodynamic calculation of MnS in 49MnVS3 non-quenched and tempered steel

Based on thermodynamics calculation, the results of the formation temperature of MnS inclusions of non-quenched and tempered steel during heating process were discussed. It is shown that while the solid fraction is 0.9, MnS inclusions began to precipitate in the final stage of solidification. The solidification process of 49MnVS3 non-quenched and tempered steel during heating has been observed in situ using a confocal scanning laser microscope (CSLM), which agrees well with the thermodynamics calculation. MnS particles were coarsening during heating process, which would reduce the pinning effect on the austenite grain boundaries and bring about the sudden growth of some austenite grains in this stage.     

HN2154非调质钢过冷奥氏体连续冷却转变曲线研究

采用热膨胀仪、金相显微镜与维氏硬度计对轿车前悬挂前后控制臂HN2154高氮非调质钢的过冷奥氏体在不同冷速条件下的连续冷却转变曲线(CCT)进行了测定,观察和测试了该试验钢在不同冷却条件下的组织号性能.结果表明,所测定的CCT曲线的可靠性已经得到实际工业生产的验证.     

Nb-V复合非调质钢奥氏体晶粒长大行为

研究了一种新型Nb-V复合微合金非调质钢在不同加热温度和保温时间下的奥氏体晶粒长大规律,并与35MnVN非调质钢进行了对比。讨论了微合金元素Nb、V的存在形式及作用机理,并提出了该钢种较合理的加热工艺。试验结果表明,Nb-V复合微合金非调质钢在1280℃和1140℃下,其奥氏体中的Nb、V主要以NbC、VN相形式析出。利用ASTM晶粒度级别等于5.0的临界判据定义Nb-V复合非调质钢奥氏体晶粒长大温度为1150℃,比35MnVN非调质钢粗化温度提高了50℃,表明该钢种在高温加热时具有较好的抗晶粒长大能力,故其开锻前加热温度应控制在1150～1200℃,保温时间30～60min为宜。     

非调质钢推广应用中的强韧化工艺研究

非调质结构钢工件,由于"控制锻造.控制冷却"工艺及装备的不完善,常出现强度高而韧性低的倾向,从碳含量、钢中的微合金元素、控锻-控冷工艺等方面对非调质钢的组织及力学性能的影响进行了初步分析,并就锻后热处理工艺方法的创新进行探讨.     

F35MnVN非调质钢动态再结晶模型

采用Gleeble-3800热模拟实验机,对F35MnVN非调质钢进行单道次压缩实验,获得不同变形条件下的流动应力-应变曲线。通过所获得的应力-应变曲线,间接计算出动态再结晶百分数离散的多个点,由Marquardt法确定模型系数,得出F35MnVN非调质钢动态再结晶百分数模型。通过金相实验,获得热模拟实验后试样的晶粒尺寸,通过线性回归得出晶粒尺寸模型,实验所得数据点线性相关性较好。该模型可用于材料热变形过程中的数值模拟,以改善热加工工艺参数。     

非调质钢的发展现状和应用进展

非调质钢具有节约能源、降低成本、性能优良、绿色环保优点,得到广泛应用。本文概述了非调质钢发展状况和应用前景,综述了非调质钢的分类、化学成分、生产工艺、力学性能和主要应用。在此基础上,探讨了提高非调质钢强韧性的途径及未来发展的方向。     

非调质钢的性能影响因素与发展现状

非调质钢具有节约能源、性能优良、降低成本和绿色环保等主要优点,因而得以广泛应用。文章概述了合金元素对非调质钢性能的影响,并分析了氮和硫在非调质钢中所起的作用;简述了非调质钢的一般采用的最终热处理方式;介绍了非调质钢的应用前景、发展方向和探讨了提高未来提高非调质钢强韧性的途径。     

非调质钢亚动态再结晶分析及数学模型建立

根据18组热模拟试验及不同工艺参数的设计,获得TL1438非调质钢经过亚动态再结晶后的应力-应变曲线,比较了应变量、应变温度、应变速率、两次压缩后的保温时间对该过程的影响.采取理论与试验相互参照的方式,结合相关理论公式的推算,得出了两次压缩后的晶粒尺寸和动力学模型.结果显示:随着应变温度的增加,亚动态再结晶较易产生且速...     

钒氮非调质钢的组织细化

为研究静态再结晶过程中析出相对组织的细化作用,选取先前研究的V-N非调质钢作为试样,在Gleeble-1500D热模拟机上进行单道次与双道次压缩实验,计算了不同等温时间下的再结晶分数,采用带有STEM附件、INCA能谱仪及GIF能量过滤器的透射电镜JEM-2100F分析了析出相。结果表明:道次等温期间奥氏体中析出相主要为尺寸在55～140 nm的(Ti,V)(C,N);相变冷却期间铁素体中析出相则为细小的长22～100 nm、宽13～39 nm的VC。静态再结晶与析出相相互竞争、共同细化组织。等温时间较短,静态再结晶起主要细化作用;析出相数量随等温时间延长而增加,使静态再结晶出现停滞平台;等温时间较长,奥氏体局部出现的溶质贫乏区促进了晶内铁素体形核,使组织细化。     

F35MnVN非调质钢静态再结晶模型的研究

在Gleeble-3800热模拟实验机上对F35MnVN非调质钢进行双道次压缩实验,获得不同变形条件下的应力应变曲线,根据Avrami方程建立静态再结晶动力学模型,计算出静态再结晶激活能为178.2 kJ·mol-1.在Gleeble-3800热模拟实验机上对F35MnVN非调质钢进行单道次压缩实验(与双道次条件相同),对试样进行金相实验,并建立静态再结晶晶粒尺寸模型.研究结果表明,实验结果与模型预测结果吻合较好,此模型可适用于F35MnVN非调质钢热变形过程中的数值模拟以获得较好的热加工工艺参数.     

不同硫化物形态中碳非调质43MnS钢连杆的组织与性能

利用光学显微镜、扫描电镜、拉伸试验机及硬度计,对比研究了硫化物变性处理后(1号)、变形处理前(2号)43MnS非调质钢连杆毛坯不同部位的硫化物形貌、微观组织及力学性能特征。结果表明,1号连杆中的硫化物分布较为均匀,绝大部分呈纺锤状;在连杆锻造变形过程中硫化物略有所伸长,硫化物平均长宽比为3.5~3.9。2号连杆中的硫化物分布均匀性较差,多呈长条状,在锻造变形过程中硫化物易伸长变形,部分发生断裂,硫化物平均长宽比为5.5~7.0。1号连杆的强度和硬度略高于2号连杆,两者拉伸试样断裂机制均为韧窝塑性断裂,在粗大的韧窝底部往往存在硫化物夹杂。主要受连杆不同部位锻造变形量及冷却速度差异等影响,连杆毛坯按照大头、小头及工字筋部位的顺序,组织逐渐细化,铁素体和晶内铁素体的含量及硬度均逐渐增加。     

F45V非调质钢动态再结晶模型及数值模拟

采用Gleeble-1500热模拟实验机对F45V非调质钢进行热模拟实验,实验中变形温度控制在950～1200℃、应变速率在0.01～10s-1、应变量为0.8。通过数据采集获得真应力应变曲线,建立了动态再结晶分数模型、晶粒尺寸模型。应用Deform-3D有限元软件模拟F45V非调质钢热变形过程与动态再结晶行为,研究工艺参数与锻件变形程度对动态再结晶的影响。研究结果表明:大变形区域先发生动态再结晶,并且再结晶分数高于其他变形区域;提高变形温度、降低应变速率有利于动态再结晶的生成;模拟结果与实验结果吻合较好。     

非调质钢曲轴锻造热模拟试验分析

在Gleeble2000热模拟试验机上模拟曲轴实际锻造过程,采用双因子线性回归方法和单因子二次多项式回归方法,分析加热温度和冷却速度对铁素体晶粒数目、铁素体晶粒平均直径和铁素体百分含量的影响,结果显示,加热温度和冷却速度是锻件组织变化的主要影响因素。在特定加热温度和冷却速度条件下,硫化物成分变化和钒、钛的碳、氮化物析出相大小成为组织变化的主要影响因素。试验结果在工业化生产中得到验证。     

Nb-V复合非调质钢锻后组织变化

在Gleeble-3800热模拟试验机上进行热变形试验,研究Nb-V复合非调质钢在不同锻造工艺下的组织变化规律。结果表明,相对于单独添加V的非调质钢,Nb-V复合非调质钢锻后晶粒细小,铁素体含量增多,呈块状均匀分布,珠光体片层间距减小,且片层分布不规则,可改善钢的组织韧性。降低冷却速度有利于先共析铁素体长大,促使网状铁素体向块状铁素体转变,分布更均匀,有利于非调质钢韧性的改善。增大锻后变形量,可使组织细化。     

非调质钢F40MnV高温流动应力模型研究

采用Gleeb1500热模拟实验机对F40MnV非调质钢进行实验研究,根据经典应力-位错关系和动态再结晶动力学方程,分别对加工硬化-动态回复和动态再结晶两阶段建立流动应力模型,然后统一表示为完整的F40MnV结构钢高温流动应力模型。根据实验结果计算拟合了模型中各参数。采用建立的流动应力模型计算实验条件下的流动应力,计算结果与实验结果吻合较好。并将所建立的流动应力模型用于F40MnV非调质钢热塑性成形数值模拟分析。     

热轧态 YF40 MnV非调质钢的扭转疲劳性能

对首钢转炉冶炼的非调质钢YF40MnV热轧态的扭转疲劳曲线进行了测试,分析了疲劳断裂的原因。结果表明,首钢转炉生产非调质钢轧态的扭转疲劳极限为264 MPa,耐久比τ-1/σb ＝0．3,超过了40Cr调质态的扭转疲劳性能。     

用非调质钢生产高强度油管的试验

为满足石油勘采工程对油管用钢的高要求,进行了用非调质钢CT80生产N80级高强度油管的工艺试验。试验表明,采用CT80钢生产N80级油管,各项性能指标满足APISpec5CT,5B规范要求,并可简化生产工艺和改善生产环境。     

非调质NM400复相耐磨钢的相变行为

为进一步优化非调质NM400复相耐磨钢不同组织配比,利用Gleeble-3800热模拟试验机探究了试验钢在连续冷却条件下的组织转变规律,并结合金相法和硬度法,绘制出试验钢的动态连续冷却转变(CCT)曲线。结果表明,当冷速低于1 ℃/s时,试验钢组织为铁素体+粒状贝氏体+珠光体,部分粗大的原奥氏体晶粒转变为粒状贝氏体和珠光体。在冷却速率为5~40 ℃/s时,试验钢不再发生珠光体转变,显微组织均为铁素体+贝氏体+马氏体。并随着冷速的增加,马氏体含量不断增加,硬度升高;此外,不同分段冷却方案下,较低的中冷温度以及较长的空冷时间均有利于铁素体和贝氏体的转变。同时,残留奥氏体含量则随铁素体含量的增大而增大;由于试验钢的Ms点较高,马氏体板条较宽,并且有自回火现象发生。