铌钛微合金钢铸坯晶界铁素体形貌与晶界裂纹

为了研究铌钛微合金钢铸坯表面横裂纹产生的原因,采用金相观察、扫描电镜观察和电子背散射衍射(EBSD)等研究方法,对比分析铌钛微合金钢连铸坯和实验室铸锭的晶界铁素体微观组织特征。结果发现了两类晶界铁素体,一类是晶界一侧呈线性清晰另一侧曲折不清晰类型(称之为晶界一侧清晰型,GF-I型);第二类是晶界两侧均为曲折不清晰类型(称之为晶界两侧不清晰型GF-II型),在晶界铁素体中均观察到了呈链状线性分布的微孔洞。在GF-I型晶界铁素体中,微孔洞沿晶界清晰一侧呈链状一列分布;在GF-II晶界铁素体中,微孔洞呈链状分布在晶界铁素体中间部位。晶界铌钛微合金粒子的析出促进了晶界铁素体的形核,是导致晶界铁素体中的链状微孔洞形成的重要因素。由于铌钛微合金粒子沿着原奥氏体晶界析出钉扎了原奥氏体晶界,同时也钉扎了晶界铁素体的清晰一侧晶界,改变了晶界铁素体的生长方向,使GF-I型的生长方向向着曲折一侧或沿着原奥氏体晶界生长。对于GF-II型铁素体,由于析出粒子的钉扎作用,奥氏体晶界没有发生移动,铁素体是向两侧奥氏体内长大机制。晶界微孔洞是连铸坯表面横裂纹产生和扩展的原因。     

上贝氏体铁素体的形核及长大

 贝氏体铁素体的长大速度与转变机制密切相关。应用QUANTA 400型环扫电镜,观测了20CrMo钢和35CrMo钢的贝氏体铁素体形核及长大情况。结果表明,上贝氏体铁素体在原奥氏体晶界形核,可沿着晶界生长,也可平行地向晶内长大。测得贝氏体铁素体片条沿晶界延伸的平均速度为14 998 nm/s,而向晶内长大线速度为17 763 nm/s。应用计算和理论分析方法研究了贝氏体片条的长大机制,认为在晶界形成的上贝氏体铁素体晶核与两侧的奥氏体不同时具有共格界面,因此不能以共格切变长大。按照体扩散和界面扩散进行理论计算,计算结果表明：铁素体长大速度比实测值小3~4个数量级,因此扩散 台阶机制不能成立。另外,提出了上贝氏体铁素体晶核长大的原子热激活跃迁机制。     

超低碳钢在铁素体生长过程中硼分布的变化

通过对照显微结构与硼的自射线径迹显微照相（ＰＴＡ）,研究了一种超低碳含硼钢在铁素体生长过程中硼分布的变化,发现：在发生等温铁素体相变前,硼已偏聚在奥氏体晶界上;铁素体在奥氏体晶界形核;在有铁素体生成的奥氏体晶界上,硼偏聚减弱;沿晶界长出的小块铁素体中硼浓度明显高于奥氏体,但随铁素体长大,其硼含量逐渐与母相持平。这些现象表明,铁素体长大不受硼在奥氏体中扩散的控制     

变形晶界对低碳钢显微组织的影响

对不同温度下变形和变形后再加热到奥氏体区的低碳钢SS400的显微组织进行了研究，结果表明：变形使奥氏体和铁素体晶界呈锯齿状，锯齿状的奥氏体晶界优先成为铁素体的形核位置，锯齿状的铁素体晶界有利于铁素体再结晶核心的形成。     

低碳钢连续冷却过程中Ar3温度的预测

Fe-C-Mn三元合金在先共析铁素体形核和长大过程中，在铁素体和奥氏体晶界处会发生Mn的晶界偏析和溶质的拖曳效应。本文提出一种预测连续冷却过程中奥氏体向铁素体开始转变温度的计算方法，用该方法预测的结果与实测值相当吻合。     

冷却速度和奥氏体晶粒对铁素体形核影响研究

运用高温淬火相变仪和高温共聚焦显微镜等设备,研究非调质中碳钢中晶内铁素体受冷却速度和奥氏体晶粒的影响规律。进一步对晶内铁素体的形核长大进行探究,为洁净钢冶炼提供依据。试验表明,冷却速度为0.1℃/s时获得等轴形铁素体最佳,并且冷却速度影响着铁素体的相变温度;保温时间600 s时得到的尺寸较小的奥氏体更适宜铁素体在晶界处形成。     

变形对微合金钢在两相区变形时显微组织的影响

通过热处理试验和单道次压缩热模拟试验,研究了微合金钢加热到两相区变形时的组织演变规律,并分析了变形量的影响,使用OM、SEM和EBSD技术分析了试验钢的微观组织和取向分布。结果表明,试验钢加热到两相区保温后,奥氏体相变在原铁素体晶界上发生,变形时晶界上的奥氏体发生应变诱导相变,形成细小的仿晶界铁素体,变形铁素体发生动态回复或动态再结晶。随变形量和变形温度的提高,硬度下降,800℃下增加变形量,动态回复向动态再结晶发展,动态再结晶形核机制是亚晶转动生长,名义变形量为70%时得到均匀的超细晶组织,有效晶粒平均等效直径为2.7μm,大角度晶界的体积分数达到92.8%。     

奥氏体变形及冷却速率对低碳贝氏体组织中大角晶界分布的影响

使用电子背散射衍射技术研究了低C高Mn高Nb成分设计下,非再结晶奥氏体变形及加速冷却速率对低碳贝氏体组织取向差特征和大角晶界分布的影响.结果表明,与原奥氏体晶粒内部的相变组织相比,原奥氏体晶界附近具有更高的大角晶界密度,非再结晶区奥氏体变形及快速冷却都有利于提高共格相变的驱动力、弱化变体选择以及有效增加大角晶界密度.此外,非再结晶区的大变形除了可充分压扁奥氏体晶粒和增加单位面积的奥氏体晶界密度外,还导致奥氏体晶界上细小的非共格转变铁素体晶粒生成,且这些铁素体晶粒与相邻组织表现出大取向差.      

Q345B钢板坯角部横裂纹成因分析

用金相显微镜、扫描电镜和能谱仪分析了某钢厂Q345B钢板坯角部横裂纹的特征和成因。结果表明:裂纹是由沿奥氏体晶界析出的MnS复合析出物和先共析铁素体膜造成的。铸坯凝固过程中,微细硫化锰沿奥氏体晶界析出,当铸坯表面温度降低到奥氏体向铁素体转变温度范围时,微细硫化物促进膜状先共析铁素体的形成,受到矫直应力作用时,应力主要集中在膜状铁素体相上,并在硫化物周围形成微孔,微孔聚合导致裂纹的形成。     

碳锰含量对低碳钢超细铁素体组织退火过程的影响

对08钢和20Mn形变强化相变后退火过程的组织演变的观察表明，超细铁素体退火时的长大是应变能及晶界能共同驱动的正常长大，长大阻力是第二组织的钉扎。形变使奥氏体以离异方式加速分解。在所用应变量下，08钢中的超细铁素体快冷到600℃以下不会有明显长夫。碳锰含量的提高降低了形变强化相变进行的程度，使随后的铁素体长大受到相变驱动力的作用并加大了带状组织特征，铁素体难以正常长大。20Mn中第二组织的增多提供了形变强化相变后调整第二组织的空间及必要性。总结了碳锰含量、退火温度、形变量等因素影响的超细铁素体退火时的组织演变规律。     

立弯式板坯连铸机中微合金钢产生横向角裂的原因

在一些立弯式板坯连铸机上生产的微合金经常可以观测到横向角裂并且极难预防。通过详细检查酸洗表面和宏观检验的板坯固定（外部）侧角通常发现这些裂纹。在最近研究中,调查了板坯表面显微构造,其结果显示裂纹形成的原因是板坯弯曲时奥氏体晶界链式析出物和膜状先共析铁素体。起初,当板坯固化后温度降低时,Nb,V或前碳化物和／或氮化物以链式方式析出,然后固定在奥氏体晶界上。此工艺阻止了晶界滑移和降低了晶界上受的力。其次,由于在弯曲操作期间基体和细小析出物之间的应力错位,晶界上析出的链式碳化物和／或氮化物增加了板坯形成的裂纹趋势。同时,在奥氏体一铁素体转变过程中沿奥氏体晶界析出的膜状先共析铁素体中断了奥氏体基体的连续性。鉴于先共析铁素体膜的强度低于奥氏体晶粒的强度这一事实,当板坯经受弯曲应力时,沿膜状先共析铁索体就产生了裂纹。     

热加工对含氮马氏体不锈钢组织转变和性能的影响

采用Thermal-calc计算了含氮马氏体不锈钢20Cr13的合金相图,据此进行了关键热加工工艺参数设计。采用金相、扫描电镜、X射线衍射、高温热模拟试验、拉伸试验和硬度测试等方法,研究了高温下均热温度对高温组织转变的影响以及高温铁素体对高温塑性的影响,同时研究了退火和淬火工艺对组织和性能的影响。结果表明:铸锭中的少量δ铁素体在单相奥氏体区高温长时间均热后并未消除;δ铁素体的存在降低了马氏体不锈钢的高温塑性;在临界温度长时间退火后,组织为铁素体基体上弥散分布球状碳化物的索氏体及沿晶界呈断续分布的点状碳化物,随退火温度的提高,索氏体晶粒尺寸增大,碳化物选择性地在晶界粗化长大,并呈断续状点状分布;950~1100℃奥氏体化淬火后的组织为板条马氏体+碳化物+少量残余奥氏体。淬火温度较低时,碳化物和残余奥氏体含量较高,淬火后马氏体硬度较低,提高淬火温度,碳化物充分溶解,奥氏体中的碳含量增加,淬火后板条马氏体硬度升高。     

连铸板坯快冷试验分析Q345D包晶钢板坯角部横裂成因和工艺改进

通过对220 mm包晶钢板坯进行在线快冷试验,取冷却后板坯角部样,进行热酸浸及金相分析。从零段到矫直段的角样结果表明,角部横裂纹在矫直段内弧出现,随着板坯从结晶器往后延伸,奥氏体晶界的铁素体膜不断增厚,晶界越清晰,奥氏体晶粒度尺寸1.0～1.5 mm。由于奥氏体晶粒粗大,并且奥氏体晶界铁素体膜脆弱,矫直段铸坯角部温度偏低,进入第Ⅲ脆性区后,导致角部横裂沿着晶界展开。通过结晶器窄面水量由原30～32 m³/h增加至34～36 m³/h,关闭矫直段内弧边部喷嘴,使板坯角部横裂得到有效控制。     

中碳钢形变及冷却过程中的组织演变

热模拟单向压缩下,中碳钢形变温度低于Ad3（786℃）点时,析出形变诱导铁素体（DIF）,DIF量随形变温度降低而提高;在低于750℃形变时,DIF量远高于平衡态铁素体含量54％。DIF析出时碳原子高度富集在铁素体晶界和铁素体／奥氏体界面。形变后在低于A1（719℃）温度等温或控冷过程中。过冷奥氏体将发生不同类型的转变：高于Ad3形变试样中,奥氏体转变为铁素体＋片层状珠光体;低于Ad3点但高于Ar3（645℃）点形变时,未转变奥氏体转变为铁素体＋片层状珠光体＋晶界渗碳体;稍高于Ar3点形变时,将获得铁素体＋弥散渗碳体的球化组织。     

回温变形温度对微合金钢显微组织的影响

 通过单道次压缩变形热模拟试验,研究微合金钢加热到两相区变形时的组织演变规律,并分析加热温度对其的影响。使用OM、SEM和EBSD分析试验钢的微观组织和取向分布。结果表明,加热后奥氏体相变在晶界上发生,740～800 ℃时奥氏体体积分数为20%左右,830 ℃时奥氏体体积分数大幅增加到50%。加热到两相区变形时,形变铁素体发生动态回复或动态再结晶,随变形温度增加,形变铁素体由动态回复向动态再结晶发展,亚晶界减少,830 ℃时大角度晶界比例达到91.2%,冷却后得到均匀的细晶组织,平均有效晶粒直径3.9 μm。     

镁处理对钢中夹杂物以及HAZ组织和性能的影响

近年来镁处理的氧化物冶金技术研究非常活跃,为了总结镁处理氧化物冶金研究的最新成果,综述了镁处理对钢中夹杂物以及HAZ组织和性能的影响研究.通过镁处理形成的微米级含镁氧化物和硫化物复合夹杂物可以诱导晶内针状铁素体析出;镁处理过程中形成的纳米析出物,通过对奥氏体晶界的钉扎作用可以抑制原奥氏体晶粒长大,钉扎粒子多为300 n...     

氧化物冶金之探析

对利用微细氧化物钉扎奥氏体晶界和诱导晶内针状铁素体进行了理论分析,认为氧化物主要是钢液的脱氧产物,具有尺寸大、体积分数小的特征,既不能有效钉扎奥氏体晶界,也难以促进针状铁素体在奥氏体晶粒内形成。微细的氮化物可以在钢中大量析出,符合有效钉扎奥氏体晶界和诱导针状铁素体的要求。     

热变形及工艺参数对C-Mn钢过冷奥氏体转变的影响

以C-Mn钢SS400为研究对象,在Gleeble-1500热模拟试验机上进行了热模拟实验,测得了试验钢静、动态CCT曲线.从CCT曲线可以看出,未变形时试验钢奥氏体向铁素体开始转变温度在800～690℃之间,变形后在810～710℃之间,变形提高了Ar3点.当冷却速度比较低时(0.2～5℃/s),变形奥氏体转变后室温组织的维氏硬度值低于未变形奥氏体转变后的室温组织维氏硬度值,而当冷却速度比较高时(5～20℃/s),趋势正好相反;变形后淬火试验结果表明应变量为0.4、变形速率为1/s 时,试验钢在820℃时已经发生形变诱导铁素体相变.随着应变量的增大和变形温度的降低,原奥氏体晶界的铁素体量增多.     

固溶时效处理对粉末冶金不锈钢33Cr9Ni2Mo0.96N组织的影响

采用电子探针、XRD和透射电镜等研究了热等静压态、固溶态、固溶+时效处理过程中,粉末冶金不锈钢33Cr9Ni2Mo0.96N第二相的析出行为。结果表明:热等静压态的33Cr9Ni2Mo0.96N组织主要由γ+Cr2N+σ组成,经过固溶淬火后,组织主要由奥氏体+少量铁素体组成,经500℃和600℃时效后,33Cr9Ni2Mo0.96N中没有观察到第二相析出,经700℃时效,残余铁素体转变为σ相,同时在奥氏体晶粒及晶界处也开始析出σ相,经过800℃时效,有大量的Cr2N沿晶界析出,然后向晶内长大,经900℃时效后,Cr2N不断向晶内生长,最终几乎布满整个晶粒,而σ相趋于稳定。     

压力容器用12CrNi4Mo钢临界区热处理韧化的研究

为提高高压容器用12CrNi4Mo钢的韧性储备,本文研究了临界区热处理的一般规律及韧化效果。结果表明,临界区淬火温度为A_(Cl) 50℃,经630℃回火达到最佳韧化效果,提高室温尤其低温韧性、均匀伸长率、总伸长率和应变硬化指数,减小回火脆性及消除应力脆性。还利用电镜、X射线衍射仪、图象分析仪探讨了临界区淬火的强韧化原因。认为该钢在临界区间加热时形成γ(新生奥氏体)和α(剩余铁素体)两相混合组织,即在原奥氏体晶界形成粒状奥氏体小晶粒,构成弯曲晶界,在晶内板条界形成针状奥氏体,将原基体分割细化。当粒奥、针奥与剩余铁素体的体积比达到10:55:35时,分割细化及晶界弯曲达到最佳状态,这是12CrNi4Mo钢临界区处理韧化的主要原因。