EH40钢板模拟焊接热影响区组织与性能

利用热模拟技术及光学显微镜、透射电镜研究了在不同冷却时间(t8/5)条件下,大能量焊接EH40钢板模拟焊接热影响区组织和性能的变化规律.试验结果表明,模拟焊接热影响区组织主要是由粒状贝氏体、铁素体和珠光体组成;随着t8/5时间的增加,焊接热影响区的组织由粒状贝氏体和少量的准多边形铁素体组成转变为以粗大的等轴铁素体和珠光体为主,同时M-A岛的数量先增多后减少,尺寸逐渐增大,形状也由块状变为长条状,大颗粒状的M-A岛极易引起脆性解理断裂,导致冲击韧性下降;模拟焊接热影响区的冲击韧性总体水平较高,随着冷却时间(t8/5)的增加,韧性呈现出先降低后升高再降低的趋势.     

TiNb钢焊接热影响区微观组织与冲击性能演变规律

利用热模拟技术研究了焊接热循环参数对高热输入焊接用TiNb钢焊接热影响区粗晶区的组织及冲击韧性的影响规律. 结果表明,TiNb钢焊接热循环峰值温度升高,珠光体和铁素体的含量明显减少,贝氏体的含量增多,贝氏体板条组织明显粗化,导致冲击韧性下降;高温停留时间延长,贝氏体和珠光体含量大幅降低,多边形铁素体含量增加,高温停留时间为10 s以上时,多边形铁素体组织粗化严重,冲击韧性急剧降低. 在合适的冷却时间条件下,以晶粒细小的针状铁素体组织为主,冲击韧性达到最大值. 较低的热循环峰值温度、较短的高温停留时间和合适的冷却时间,可以获得晶粒细小的铁素体组织,从而可以显著提高热影响粗晶区的冲击韧性.     

终轧温度对Q420qE钢板组织性能的影响

研究了终轧温度对Q420qE钢板组织性能的影响。结果表明:采用控轧+弛豫+控冷工艺可以获得铁素体+贝氏体双相组织;终轧温度越高,铁素体晶粒尺寸越大,钢板屈强比越低,但冲击韧性也随之降低。当终轧温度为860℃时,钢板屈强比和韧性达到较佳匹配,此时钢板厚度1/4处和芯部未发生铁素体相变的奥氏体发生了贝氏体相变;终轧温度为880℃时,钢板芯部发生了上贝氏体转变,冲击韧性明显降低。     

SA738Gr.B钢焊接热影响区组织及性能的热模拟试验

采用热膨胀的方法测定了钢制安全壳用钢SA738Gr.B在不同冷却速度下的组织转变,采用GLEEBLE-2000试验机模拟分析了焊接参数对热影响区组织及冲击韧性的影响,进行了实际焊接,验证了与实际组织的相一致性.结果表明,随冷却速度的降低,SA738Gr.B钢板先后发生贝氏体转变、先共析铁素体析出及先共析铁素体+珠光体组织的转变.多层多道焊时,实际热影响区组织以混合组织为主,其基体组织基本符合同冷却速度条件下的热模拟组织,具有较高的抗裂性能.研究结果对生产实践具有较好的参考和指导作用.     

TMCP型F500船板钢显微组织及性能的研究

使用低碳SiMnCrNbTi微合金钢连铸坯,通过控轧控冷(TMCP)工艺成功开发出F500超高强度厚船板。研究了变形奥氏体连续冷却相变动力学和显微组织的变化规律,测试了钢板的力学性能。分析钢板的显微组织和断裂特征,F500厚船板组织为针状铁素体和准多边形铁素体复合组织,屈服强度大于520 MPa,在-80℃低温冲击韧性不小于200 J。     

低焊接裂纹敏感性高强钢Q550CFD的组织性能研究

以低焊接裂纹敏感性高强钢Q550CFD为试验材料,测试了该低碳贝氏体钢变形奥氏体的连续冷却转变行为,制定了CCT曲线,并研究了以5℃/s冷却到不同终冷温度(550～680℃)后缓冷(0.1℃/s)至室温时的组织转变规律.在此基础上,通过工业化试验,分析了不同冷却工艺条件下钢板的组织性能.试验结果表明,不同的终冷温度可得到两种具有不同马氏体/奥氏体(MA)组元分布的组织,一种出现在贝氏体铁素体(BF)条间,并与之一同形成粒状贝氏体;一种则在晶界处单独存在,含有该类MA组织的钢冲击韧性较低.通过回火处理,存在于晶界处的MA组织得到分解,冲击韧性可以得到提高.     

淬火冷却工艺对F460钢调质厚板组织与性能的影响

对120 mm厚的F460钢调质厚板采用相同的淬火回火温度,不同的淬火冷却速度处理,之后对钢板进行组织与性能对比,寻找该钢种的最佳热处理工艺。采用2 ℃/s冷速进行冷却的钢板,回火后强度最高,但是冲击性能不佳;适当降低淬火冷却速度后,钢板回火后强度有一定下降,但是冲击性能得到明显提升;继续降低淬火冷却速度,钢板回火后强度进一步下降,但是冲击性能提升有限。经组织分析,2 ℃/s冷速进行冷却淬火时,钢板回火后的组织为铁素体+贝氏体组织,组织中主要是贝氏体;冷却速度降低以后,钢板回火后组织为铁素体+退化珠光体组织,铁素体含量的增加,有利于钢板韧性的提升,残留奥氏体回火后形成的珠光体组织比较细小,能有效保证钢板的强度。通过对钢板的连续冷却转变曲线进行分析,钢板在冷却过程中先开始进行铁素体相变,溶质元素向奥氏体迁移。在钢板冷速较快时,铁素体中的碳化物迁移较少,奥氏体低温时转变成马氏体或者贝氏体;在钢板冷速较慢时,碳化物迁移到奥氏体内,提高奥氏体稳定性并保留到室温,形成残留奥氏体。残留奥氏体在后续的高温回火过程中,转变成珠光体。块状转变形成的铁素体组织与回火过程中形成的细小珠光体有利于钢板的强韧性匹配。     

热模拟Q890高强钢焊接过程中组织转变的原位观察

采用高温激光共聚焦显微镜对6 mm厚Q890高强钢板进行了焊接热模拟试验。通过原位观察研究了不同焊接热输入条件下钢板显微组织的形核和核长大过程。结果表明:焊接后在t_8/5为300 s的条件下冷却的钢板奥氏体晶界析出块状铁素体,室温组织为先共析铁素体、粒状贝氏体和少量板条贝氏体;在t_8/5为60 s的条件下冷却的钢板,贝氏体转变从奥氏体晶界开始,室温组织主要为针状铁素体、板条贝氏体和粒状贝氏体;在t_8/5为30 s的条件下冷却的钢板,板条贝氏体呈缠结互锁状,室温组织主要为板条贝氏体和板条马氏体;在t_8/5为15 s的条件下冷却的钢板室温组织为板条马氏体及少量板条贝氏体。通过采用高温激光共聚焦显微镜进行焊接热模拟试验并结合组织转变的原位观察来判定高强钢钢焊接性能是可行的。     

高强钢金属芯焊丝E120C-K4熔敷金属粗晶区显微组织对冲击韧性的影响

采用焊接热模拟通过改变冷却时间(t_8/5),研究了金属芯焊丝E120C-K4多道焊熔敷金属模拟粗晶区(CGHAZ)显微组织对冲击韧性的影响规律. 结果表明,当t_8/5为6 ~ 12 s时,CGHAZ显微组织由蜕化上贝氏体、粒状贝氏体和针状铁素体组成,奥氏体晶粒内部形成复相分割结构,冲击韧性最好. 而当t_8/5为30 ~ 120 s时CGHAZ显微组织主要由粒状贝氏体和针状铁素体组成,冲击韧性下降. t_8/5为120 s时,冲击韧性最差,–40 ℃冲击吸收能量仅为24 J. t_8/5为6 ~ 12 s时韧性改善的关键是形成复相分割微观结构;晶粒细小;单位距离上大角度晶界数量多.     

冷却速率对E36船用钢板力学性能的影响

对不同冷却速率下控轧控冷态E36船用钢板的组织性能进行了研究。结果表明：在10～60 ℃/s范围内,随着冷却速率的增加,钢板屈服强度和抗拉强度呈上升趋势;但当冷却速率在19.3 ℃/s时,出现了韧性恶化,然后随着冷却速率的增加,－60 ℃的冲击功升高,且钢板的伸长率并无明显恶化;冷却速率超过40 ℃/s时, 随冷却速率的增加,钢板强度增加不明显。在冷却速率为56.3 ℃/s时,钢板组织为粒状贝氏体+针状铁素体,晶粒细小,钢板综合力学性能最佳。     

Q355D热轧H型钢的CCT曲线及冲击性能

利用膨胀法结合金相-显微硬度法,在Glebble-3500热模拟试验机对Q355D热轧H型钢的连续冷却转变规律进行研究,并绘制了静态连续冷却转变曲线(CCT曲线)。结果表明,从CCT曲线可以看出,在冷速小于1℃/s时,组织是铁素体和珠光体,冷速在1～10℃/s时,组织为铁素体+珠光体+贝氏体,冷速在20～50℃/s时,组织为针状铁素体+贝氏体+马氏体;随着冷却速率的增大,Q355D热轧H型钢的硬度增大,硬度由171 HV0.2增大至301 HV0.2。依据CCT曲线来制定不同轧制试验方案,当总压下量为75%、应变速率0.3 s^-1、变形温度1150℃时,试验钢铁素体晶粒尺寸为8.13μm,-20℃冲击吸收能量为146 J,性能最优。     

X100管线钢连续冷却转变的显微组织

采用热模拟技术和显微分析方法,对X100管线钢在连续冷却转变下的显微组织的变化规律进行了研究。通过X100管线钢CCT曲线的建立和组织分析表明:当冷却速度低于0.2℃/s时,组织类型以多边形铁素体(PF)为主。在0.5~10℃/s的冷却速度范围,主体组织为准多边形铁素体(QF)和粒状铁素体(GF)。当冷却速度大于20℃/s,组织以贝氏体铁素体(BF)为主。大于50℃/s的冷却速度,将形成马氏体(M)。     

EH460级船板钢的动态 CCT 曲线与组织演变

采用 Gleeble-3800热模拟试验机对EH460船板钢进行1050 ℃下变形30%和850 ℃下变形30%的双道次压缩试验。绘制了在不同冷速下连续冷却过程中钢的膨胀曲线,并在光学显微镜下观察了不同冷速下试样的室温组织。结合膨胀法与金相法,利用 Origin 8.0软件绘制了船板钢的动态 CCT 曲线。结果表明,当冷速为0.1~3 ℃/s 时,所得室温组织主要是铁素体和珠光体;当冷速大于5 ℃/s 时,出现粒状贝氏体组织,随着冷速的增加贝氏体逐渐增多,铁素体与珠光体逐渐减少;当冷速为10~15 ℃/s 时,珠光体消失,组织为铁素体与粒状贝氏体;随着冷速进一步增到 20~50 ℃/s 时不再发生铁素体相变,仅为粒状贝氏体组织。     

65Mn钢连续冷却转变动态CCT曲线及组织

利用膨胀法结合金相-硬度法,在Gleeble-3500热模拟机上测定了65Mn钢连续冷却转变动态CCT曲线;研究了冷却速度对组织的影响。结果表明,当冷却速度小于10℃/s时,转变产物为铁素体和珠光体;当冷却速度为10～40℃/s时,转变产物是铁素体、珠光体和马氏体;当冷却速度大于40℃/s时,转变产物为完全马氏体组织。     

07MnCrMoVR水电钢的生产工艺及组织性能

采用激光共聚焦扫描显微镜对07MnCrMoR水电钢奥氏体晶粒长大的动态过程进行了原位观察,并对其静态CCT曲线进行了测定,利用淬火机和热处理炉对38 mm厚的试验钢进行了淬火和回火试验。结果表明:试验钢在1200℃以下加热时奥氏体晶粒长大趋势不明显;当冷却速率为0.05~0.25℃/s时,试验钢的组织转变为多边形铁素体+珠光体,冷却速率为0.5~20℃/s时转变为贝氏体组织,冷却速率为20~50℃/s时转变为马氏体组织;930℃淬火后,试验钢的组织转变为板条贝氏体+马氏体,600℃回火后转变为铁素体+回火贝氏体,大量的碳化物在铁素体基体上析出,其屈服强度为602 MPa,抗拉强度为713 MPa,-20℃低温冲击吸收能量为259 J,力学性能高于国家标准的要求,为最佳的调质生产工艺。     

铁素体珠光体型非调质钢连续冷却转变的研究

采用DIL805L淬火相变膨胀仪研究了铁素体珠光体型非调质钢的连续冷却相变组织变化规律,分析了冷却速率和合金元素对相变组织、显微硬度和CCT曲线的影响。结果表明,Mo有助于获得针状铁素体组织,进而提高韧性,Mn与微合金元素V有助于提高钢的综合力学性能;冷速增大至0.5 ℃/s时,开始出现针状铁素体;冷速小于1 ℃/s时,获得完全的铁素体+珠光体组织;随着冷速的增大,钢的硬度不断增大。     

冷却速度对钒微合金钢的组织和析出相的影响

采用光学显微镜和透射电镜研究了不同冷却速度下钒微合金钢的微观组织和析出相变化规律。结果表明:当冷却速度小于或等于5℃/s时,钢的组织均为铁素体+珠光体,且随着冷却速度的增加,铁素体的晶粒尺寸明显变细。当冷却速度达到10℃/s时,钢的组织变为马氏体+少量铁素体。透射电镜研究显示:平衡态时析出相包含大量弥散分布的尺寸主要为45~100 nm的不规则形V(C,N)相和(V,Ti)(C,N)复合相,当冷却速度小于或等于5℃/s时,析出相数量无明显改变,但颗粒尺寸随冷却速度的增加不断减小;但当冷速达到10℃/s时,析出相的数量显著下降,尺寸变小。对含钒微合金钢而言,调整适当的冷却速度,不仅可以细化铁素体晶粒,还可以提高析出强化效果,从而提高钢材的强韧性。     

700 MPa级高强度耐候钢过冷奥氏体连续冷却相变行为

采用热模拟试验机研究了添加Ni、Cr、Cu的车厢用微合金化耐候钢的过冷奥氏体连续冷却相变行为,并建立了试验钢的静态和动态CCT曲线。结果表明,在无变形条件下,试验钢在各冷速下均不能获得全铁素体组织,冷却速率为0.2 ℃/s时,室温组织中的铁素体含量最高,为41%,平均晶粒尺寸为36.9 μm;在施加30%变形量的条件下,试验钢在0.2 ℃/s冷速下可获得全铁素体+极少量珠光体组织,平均晶粒尺寸为17.9 μm,具有较好的耐腐蚀能力。当冷却速率在0.2~0.5 ℃/s之间(铁素体+珠光体相变区间),提高冷却速率可以增加试验钢的硬度,在施加30%变形量和0.2 ℃/s冷却速率条件下,试验钢的宏观硬度值达181 HV30。     

高扩孔钢的连续冷却转变

将DIL805L淬火相变膨胀仪与金相分析手段相结合,绘制了一种高扩孔钢的连续冷却转变曲线。结果表明,冷速在0.5~1 ℃/s时,室温组织是铁素体+珠光体;冷速超过2 ℃/s,开始出现贝氏体;冷速超过25 ℃/s时,铁素体消失;冷速大于40 ℃/s时,马氏体出现。另外,Si、Mn的配合有助于粒状贝氏体组织的形成,微合金元素Ti与N结合可细化晶粒,间接提高成形性能。     

C-Mn-Al系TRIP钢连续冷却转变及组织研究

采用热膨胀仪测定了C-Mn-Al系TRIP钢在不同冷速下连续冷却转变的膨胀曲线;并运用Thermo-Calc软件,进行了C-Mn-Al系TRIP钢相变的理论计算。结合金相组织观察,研究了其连续冷却转变产物的组织形态。结果表明,当冷速0.5℃/s时,组织由许多多边形先共析铁素体、少量珠光体和无碳化物贝氏体组成;冷速5℃/s时,组织为铁素体和贝氏体;冷速10℃/s时,开始出现马氏体和贝氏体的混合组织。