汽车用1180MPa级F/M高强双相钢板坯高温热塑性研究

采用Gleeble3500热模拟试验机在温度区间650～1300℃对汽车用1 180 MPa级F/M双相高强钢进行高温热塑性研究,绘制热塑性曲线并对高温拉伸试样断口和显微组织进行观察。试验结果可知:该钢种在试验温度范围内存在1个脆性区,即910～675℃区间,800℃时断面收缩率达到最小值28.76%,在熔点～910℃温度区间内呈现良好塑性,断面收缩率均在60%以上;高温塑性区较窄,第Ⅲ脆性区"布袋"曲线明显且范围较大,该钢种裂纹敏感性高。断口观察可知,950℃和650℃断口均具有典型韧窝特征,属于韧性断裂;800℃断口为沿晶和解理混合型断口,属于典型脆性断裂。650℃断裂主要由先共析铁素体沿原奥氏体晶界析出引起,800℃脆性断裂主要由晶界弱化导致,1 050℃以上高温热强度低,拉伸超过材料所承受的最大强度而发生缩颈断裂。为避免板坯在矫直段产生裂纹,铸坯矫直温度应控制在950℃以上,避开第Ⅲ脆性区(910～675℃)。     

含钒低合金钢铸坯高温延塑性研究

采用Gleeble-1500热模拟试验机测试了含钒低合金钢铸坯的高温延塑性,利用扫描电镜、金相显微镜对断口形貌及金相组织进行分析。低合金钢的第Ⅰ脆性温度区在Ts~1 370℃之间,第Ⅲ脆性温度区在915~710℃之间。第Ⅲ脆性区间由奥氏体低温域晶界滑移楔形裂纹造成的沿晶脆性断裂和奥氏体晶界先共析铁素体薄膜造成的沿晶韧性断裂两部分组成。钢中的V对钢的第Ⅲ脆性凹槽的影响比较大,脆化向低温区域延伸。     

20CrMnTi钢连铸坯的高温热塑性

利用Gleeble-3800热模拟试验机研究了20CrMnTi钢连铸坯的高温热塑性，结合扫描电子显微镜和金相显微镜观察了拉伸断口形貌及其附近金相组织，分析了试验钢断裂机理。结果表明：在600～1 300℃温度区间内，试验钢抗拉强度逐渐下降，断面收缩率先下降后升高再降低；在900℃时断面收缩率达到最小值48%,断口形貌呈冰糖状，为典型的沿晶脆性断裂，断口附近组织为贝氏体和部分铁素体；断面收缩率在1 150℃时达到最大值82.36%,断口韧窝较为集中，为典型的韧性断裂，断口附近组织为均匀的贝氏体。试验钢在600～1 300℃范围存在1个脆性温度区间，即750～950℃第Ⅲ脆性区间；塑性区间为600～700℃和1 000～1 300℃。第Ⅲ脆性区间形成原因是由于铁素体沿晶界析出，削弱了晶界结合力，为裂纹的产生和扩展提供了条件，导致材料塑性恶化。为减少裂纹的发生率，在连铸生产中应避开第Ⅲ脆性区间，即控制矫直温度高于950℃或者低于750℃。     

含铌微合金高强度钢Q345C连铸坯的热塑性

 通过Gleeble-2000 试验机研究了Q345C钢连铸坯的高温热塑性。利用扫描电镜、金相显微镜、透射电镜观察了第Ⅰ、Ⅲ脆性温度区内拉伸试样断口部位的显微组织及形貌,分析了动态再结晶、相变、析出物等对微合金化钢高温延塑性的影响。结果表明：在1×10-3/s应变速率下, Q345C钢存在两个脆性温度区,即第Ⅰ脆性区（1200～1300℃）和第Ⅲ脆性区（600～875℃）,无第Ⅱ脆性区出现;最高塑性出现在1050℃左右,断面收缩率（Z）达到85.8%;在第Ⅲ脆性区,沿奥氏体晶界析出膜状铁素体抗拉能力较低,晶界处存在夹杂物以及微合金元素的析出物,是钢的热塑性降低的主要原因。     

含硫易切削模具钢高温热塑性行为探讨

为研究易切削模具钢高温热塑性,利用热膨胀仪分析了该材料在不同冷速下的微观组织转变规律及相变点,并绘制了CCT曲线;利用Gleeble-3800试验机模拟研究材料高温拉伸断裂行为,结合断口形貌分析材料热塑性规律。试验结果表明,该材料高温热塑性存在明显的3个区域,分别为第3脆性区、韧性区和第1脆性区。试验钢在950~1 150 ℃范围内变形性能最优,为高温塑性区;950 ℃以下为第3脆性区,断口形貌为韧窝和解理,且随着变形温度的升高,韧窝数量增多,伸长率增加,直至950 ℃拉伸后断口形貌基本上全为韧窝;1 300 ℃及以上为第1脆性区,伸长率随变形温度升高而下降。提高冷却速率,会增加冷却过程中奥氏体内部的热应力,导致在相同温度下变形时伸长率较低冷却速率时小。     

SPHC钢薄板坯的高温力学性能

用Gleeble热模拟试验机对SPHC钢(%:0.02C、0.18Mn、0.03Si、0.04Als)70 mm×1250 mm板坯进行600～1 350℃的力学性能的研究,并借助扫描电子显微镜和能谱仪分析了拉力试样的断口。结果表明,SPHC薄板坯的第Ⅰ和第Ⅲ脆性区分别为1 200℃～固相线及600～850℃,850～1 200℃薄板坯的塑性最好;第Ⅲ脆性区试样为沿晶界断裂;晶界处夹杂物及γ→α相变中形成的片状铁素体造成了晶界脆性,降低了第Ⅲ脆性区材料塑性。     

集装箱板钢高温延塑性研究

本实验采用Gleeble-1500热－力学模拟实验机,测试了集装箱板钢－IV5934E1钢连铸坯试样从熔点到600℃温度区间的高温力学行为,以断面收缩率（R．A．）为标准对钢的高温延塑性进行了评价。采用金相、扫描电镜等手段对拉伸试样急冷后断口的组织、形貌进行了分析,得到IV5934E1钢各脆性区的脆化原因及机理。结果表明：在熔点－600℃的温度区间内,IV5934E1钢存在第I和第Ⅲ两个脆性区。第I脆性区内,高温下晶界处富含硫、氧等杂质是导致沿晶断裂主要原因;第Ⅲ脆性区内,钢的脆性主要发生在（r＋a）两相区高温域（800℃－775℃）,由于先共析铁素体沿晶界析出使钢的塑性降低。IV5934E1钢中高含量的磷和铜未对钢的高温延塑性产生不良影响。     

含铌Q460C连铸坯高温热塑性研究

在邯钢gleeble-3500热/力模拟试验机上,针对Q460C连铸坯进行了高温热塑性测试研究.结果表明:1000～1300℃为塑性温度区间;650～950℃为第Ⅲ脆性温度区,在此区间,沿奥氏体晶界析出膜状铁素体抗拉能力较低,晶界处存在夹杂物及微合金元素的析出物是钢的热塑性降低的主要原因,极易导致连铸坯产生裂纹缺陷.     

电渣重熔Mn18Cr18N钢铸态热塑性与组织的关系

研究了电渣重熔Ｍｎ１８Ｃｒ１８Ｎ钢的高温热塑性及其与组织的关系。结果表明，Ｍｎ１８Ｃｒ１８Ｎ钢热塑性曲线具有高温脆性区、高温塑性区和二次脆性区。Ｍｎ１８Ｃｒ１８Ｎ钢在高温脆性区塑性变差的原因是由于奥氏体晶界成为位错晶界；在高温塑性区塑性良好是由于奥氏体晶粒发生大量的孪生变形；在二次脆性区塑性变差是由于铸态组织的成分偏析导致晶界局部析出薄膜状铁素体。     

718塑料模具钢的高温塑性研究和试生产

通过Gleeble-3800热模拟对塑料模具钢718连铸坯进行了高温塑性研究,并采用扫描电镜观察了不同温度下718钢的断口形貌,分析了不同温度区域的断裂机理。结果表明,718模具钢第Ⅰ脆性区(1 300～1 350℃)主要是受液相影响,呈现熔断现象,第Ⅱ脆性区(950～1 275℃)断裂部位呈现韧窝状,表现较好的塑性,第Ⅲ脆性区(600～900℃)断口形貌凸凹不平,存在孔洞,断裂周围基本没有发生塑性变形,塑性较差。根据高温塑性结果优化了连铸工艺参数,并进行了试生产,消除了铸坯表面横裂纹。     

S390级转向架用耐候钢的高温塑性

利用Gleeble 3500热模拟试验机对S390转向架用耐候钢的高温塑性进行测定。通过金相显微镜、扫描电镜及能谱仪对断口组织、断口形貌和析出物进行观察和分析。利用热膨胀仪测定S390耐候钢的临界相变温度,通过Thermal-Calc软件计算微合金元素的热力学析出温度。结果表明,在1 250~650 ℃范围内,存在3个区间,第Ⅰ脆性区在1 220 ℃以上,断裂形式是由S、O等元素偏析引起的沿晶断裂;第Ⅲ脆性区为980~650 ℃,断裂形式是由析出物钉扎晶界及先共析铁素体析出引起的沿晶断裂;在1 220~980 ℃第Ⅱ脆性区内,由于动态再结晶的发生,不出现脆性区,断裂形式为穿晶塑性断裂。实际生产过程中可避开脆性区间,以减轻S390耐候钢的裂纹倾向。     

微合金钢第Ⅲ脆性区的形成机理

为研究微合金钢第Ⅲ脆性区形成机理及其影响因素,控制连铸坯的表面裂纹,采用Gleeble热力模拟机测定了S355微合金钢在不同温度下的抗拉强度及断面收缩率。使用扫描电镜对拉伸断口进行观察分析,同时采用透射电镜对析出物进行观察分析。在此基础上对拉伸试样进行金相实验,对第二相析出进行热力学计算,分析了组织状态及第二相析出规律对脆性区的影响。结果表明,在第Ⅲ脆性区(660~850℃)内,拉伸断口呈冰糖状,韧窝较浅,形貌表现为沿晶脆性断裂。铁素体网膜沿奥氏体晶界优先析出、第二相沿晶界析出是第Ⅲ脆性区形成的主要原因。     

Q345B低碳高强度钢的高温塑性

使用Gleeble3500热/力模拟机对Q345B低碳高强度钢的高温塑性进行了测定.通过透射电镜、扫描电镜及金相显微镜对析出物形貌、断口形貌和断口组织进行了观察,分析了Q345B钢的断裂机理.结果表明,在1 350~650 ℃范围内,明显存在3个区间,第Ⅰ区温度范围为熔点到1 307 ℃,断裂形式是由S、O等元素偏析引起的沿晶断裂;第Ⅱ区温度范围为1 307~920 ℃,由于动态再结晶的发生,断裂形式为穿晶塑性断裂;第Ⅲ区温度范围为920~650 ℃,断裂形式是由析出物钉扎晶界以及先共析铁素体析出引起的沿晶断裂.分析结论可为连铸生产提供理论依据.      

双相变回温温度对钢组织及其热塑性的影响

含铌钢连铸过程极易产生铸坯角部横裂纹。对连铸坯角部实施γ→α→γ双相变控冷工艺,可提高其组织的高温热塑性而减少裂纹产生。其中,α→γ相变阶段的回温温度是影响双相变控冷工艺实施效果的重要参数。通过Gleeble热模拟与金相观察、析出物透射以及断口扫描相结合的检测手段,研究分析了双相变过程回温温度对Q345D-Nb钢组织演变及其热塑性的影响规律。结果表明,回温温度为850℃时的奥氏体晶粒相比传统冷却工艺下的晶粒尺寸未产生细化,平均晶粒尺寸为502.2μm;回温温度升至900℃时,回温奥氏体出现了明显的混晶现象;当回温温度达到950℃时,晶粒细化至61.2μm;当回温温度达到1 000℃时,回温奥氏体晶粒出现了一定程度粗化,相比950℃回温温度下的奥氏体平均晶粒尺寸增加了38.07%。传统冷却工艺和不同回温温度时的双相变控冷工艺(回温温度为850、900、950、1 000℃),钢组织在700～900℃温度区内的断面收缩率最低值分别为29.6%、45.0%、56.3%、68.2%、63.2%。在传统冷却工艺下,钢组织在750℃时晶界铁素体膜的厚度为20～25μm,且碳氮化物呈大尺寸链状分布,...     

Nb对V-N微合金化钢高温热塑性的影响

摘要：使用Gleeble热模拟机研究了V-N和V-N-Nb微合金钢的高温热塑性,利用SEM和金相显微镜对热拉伸试样断口形貌和组织进行分析,并通过TEM对析出相进行了表征。结果表明在V-N钢基础上添加质量分数为0.024%的Nb,总体上降低了在第Ⅲ脆性温度区（950~600℃）的热塑性,使塑性低谷区变宽、变深。断面收缩率Z值低于40%的临界温度区间,V-N钢为862~713℃,而V-N-Nb钢在903~700℃以下,塑性低谷区宽度增加了54℃以上。2种钢的Z最低值在750℃,V-N钢为24.5%,V-N-Nb钢为15.5%。A3温度以上,V-N-Nb钢中更多细小的碳氮化物析出是它热塑性低于V-N钢主要原因;A3温度以下,750℃时Z最低值是由薄膜铁素体和碳氮化物析出综合作用的结果,温度降至700℃时Z提高,较厚的晶界铁素体和晶内铁素体生成是Z升高的主要原因。