高强IF钢热镀锌层织构分析

以高强IF钢热镀锌层为研究对象,借助扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)研究了镀层的组织形貌、物相和织构,分析了镀层与基底的对应取向关系。结果显示,470 ℃热浸120 s后,镀层由内到外依次为:致密层δ相,粗大的柱状晶层ζ相,短棒状ζ相。柱状晶层和短棒状ζ相的主要织构均为{010}和{201}面织构,柱状晶层ζ相的织构更强;致密层δ相主要为{1010}和{1120}面织构。α-Fe的{111}面与δ相的{1010}或{1120}晶面之间形成半共格界面,{111}〈110〉和{111}〈112〉分别与{1010}〈1120〉和{1120}〈1100〉相对应。由于半共格界面的界面能较低,结构稳定,镀层与基体的结合性更好。     

含Nb细晶高强IF钢热变形行为的析出热力学

以新型含Nb细晶高强IF钢为研究对象,运用规则溶液亚点阵模型计算了实验钢从均热(1523K)冷却至室温(293K)的各个工艺过程中碳氮化物析出相的平衡体积分数、析出相的组成成分、各组元的平衡质量分数。计算结果表明,从均热到冷却至室温(1523K~293K)的过程中,随着温度的降低,固溶于基体中的Nb、C、N元素的质量分数逐渐减小,析出相平衡体积分数先增大后减小,NbN在析出相中比例逐渐降低,NbC在析出相中比例逐渐增加。至室温(293K)时,Nb和N元素几乎全部析出,碳氮化物不再继续析出。     

P、Ti对高强IF钢{=111}面织构的影响

借助电子背散射衍射（EBSD）技术测量和计算了高强IF钢退火试样的取向分布函数（ODF）、织构组分的含量和7取向线强度。研究了{111}（112）和{111}010）织构组分的变化,分析了P、Ti对{111}面织构的影响机理。P的存在阻碍了位错的运动和晶界的迁移,进而使再结晶晶粒取向趋于一致,形成较尖锐的{111}面织...     

B170P冷轧高强IF钢板的成型性能

高强无间隙原子(IF)钢是在IF钢基础上,通过适当提高磷和锰含量,得到兼具高强度和良好深冲性能的钢板,B170P钢是具有代表性的高强IF钢种之一。通过试验对B170P冷轧高强IF钢板的力学性能、显微组织、织构、成型性能等进行了全面研究,并与深冲用DC04钢板进行了比较。结果表明:B170P钢板与DC04钢板相比,屈服强度增加了42.86%,抗拉强度增加了26.71%,断后伸长率降低了6.21%,应变硬化指数n值和塑性应变比r值基本持平;轧面反极图和取向分布函数(ODF)图可以反映出,B170P钢板具有良好的深冲性能;B170P钢板的成型范围及膨胀性能小于DC04钢板的。     

加磷高强IF钢的最优冷轧压下率确定

为了确定加磷高强IF钢的最优冷轧压下率,以工业生产的加磷高强IF钢热轧钢板为试验材料,在实验室进行了冷轧试验和盐浴退火试验,研究了冷轧压下率对试验钢显微组织和力学性能的影响。结果表明:在试验条件下,试验钢冷轧压下率为50%～80%,退火温度为820～850℃时,再结晶完成;随着冷轧压下率的增加,晶粒变得细小均匀;冷轧压下率为50%～80%,退火温度为850℃时,屈服强度为160 MPa左右,抗拉强度为345 MPa左右,延伸率为35.0%左右,塑性应变比r值和应变硬化指数n值都较高,r值为1.5左右,n值为0.30左右。最终确定工业生产中最优冷轧压下率为60%～70%。     

泵头体高强钢材料的力学性能

为了进一步研究泵头体高强钢25Cr2Ni4MoV和30CrNi2MoV的力学性能,采用拉伸、冲击和裂纹尖端张开位移(CTOD)试验对其进行测试。结果表明:材料在常温下具有较好的综合力学性能;在静载荷条件下,具有优良的断裂韧度。     

60Mn钢高温力学性能研究

在Gleeble-2000动态热/力模拟实验机上,采用凝固法对60Mn钢的高温力学性能进行了研究。测定了零塑性温度和零强度温度,在4×10-4/s应变速率下,所测钢种在熔点至750℃之间存在两个脆性温度区域,即熔点至1 250℃的第Ⅰ脆性温度区域和925~750℃的第Ⅲ脆性温度区域。在第Ⅲ脆性温度区域,γ单相区的铝、钛、铌以AlN和NbN等氮化物及γ+α两相区先共析α相呈网膜状在γ晶界的析出是造成钢脆化的主要原因。通过控制钢中氮、铝含量,采用合理的二冷方式,提高钢种的内在质量。     

高强钢TRB高温下热流变特性

为了准确仿真高强钢板热冲压成形过程,获得高强钢高温下的材料本构关系模型,利用Gleeble3500热模拟试验机在不同温度和应变速率下对不同厚度的高强钢B1500HS钢板进行了单向拉伸试验,获得各种工艺条件下的应力-应变曲线,并基于变形抗力数学模型,引入板材厚度参数,通过最小二乘法进行数据拟合获得高强钢TRB高温下的材料本构关系.利用试验结果对本构关系模型进行的拟合验证表明,拟合程度较好,说明建立的材料本构关系能很好地描述高强钢TRB在高温下的应力-应变关系.     

240 MPa级高强IF钢的冷轧压下率和退火温度

以工业生产的240MPa级高强IF钢为试验材料,进行了冷轧压下率和退火温度的实验室研究。结果表明:在试验条件下,不同退火温度下,冷轧压下率在75%~85%时,试验钢为完全再结晶组织,卷取温度较高在710℃的试验钢的屈服强度、抗拉强度、伸长率、屈服点伸长率、塑性应变比及应变硬化指数分别在260MPa,445MPa,37.5%,2.14%,0.25,2.0左右;卷取温度较低在670℃的试验钢的上述参数分别为235MPa,369MPa,38.8%,1.73%,0.26,2.1左右。最终提出了试验钢工业生产中退火温度为840℃左右,冷轧压下率为75%左右,为获得高强度和优良成型性能的最佳匹配。     

热镀锌连续退火工艺对高强IF钢组织和性能的影响

研究了热镀锌连续退火工艺对高强IF钢性能、组织及第二相粒子析出的影响。利用EU AV型热浸镀工艺模拟实验机对热镀锌高强IF钢进行了不同连续退火温度以及在同一温度下分别保温不同时间的连续退火工艺模拟实验。用万能试验机、光学显微镜、透射电子显微镜对样品的性能、组织和第二相粒子进行了检测分析。结果表明:热镀锌连续退火工艺直接影响产品的力学性能、微观组织和第二相粒子的析出,并得出了退火工艺对产品性能、组织和第二相粒子的影响规律。     

IF钢硬化模型试验

目的研究适用于IF钢材料的硬化模型。方法通过对3种不同牌号的IF钢材料进行拉伸试验,基于AUTOFORM软件中4种常用的硬化模型分别对试验数据进行拟合,分析不同硬化模型对试验数据曲线整体拟合效果,并基于曲线重合性均方差最小原则,对比了不同硬化模型的拟合误差。结果 Approximation模型综合了Hockett-Sherby饱和模型和Swift非饱和模型,对应力应变数据拟合效果最好,误差分析显示Ludwick模型拟合误差最大,Swift,Hockett-sherby和Approximation模型拟合误差大致相当,Approximation模型拟合误差最小。结论针对IF钢材料,推荐采用Approximation模型拟合硬化曲线,对提升冲压和回弹仿真精度,具有一定的指导作用。     

汽车高强钢SG1000激光复合焊接力学性能研究

目的 针对汽车高强钢SG1000焊接接头恶化等问题,研究了SG1000激光复合焊接的力学性能。方法 选用等强匹配焊丝MG90-G对高强钢SG1000进行激光复合焊接,对焊接接头进行拉伸和低温冲击韧性试验,并结合扫描和硬度监测等手段对焊缝组织和断口形貌进行分析。结果 由于激光的预热作用,高强钢SG1000激光复合焊接成形件的焊缝美观,焊接过程稳定可靠,焊接熔池深度较大,有效改善了传统焊接的咬边、飞溅、气孔等缺陷。焊缝组织主要由板条马氏体和奥氏体晶粒组成,热影响区的过热区内部板条马氏体和奥氏体晶粒比较粗大,而焊接母材主要为细小的板条马氏体和奥氏体晶粒。焊接拉伸断口主要为细小且较浅的韧窝,且韧窝底部存在第二相粒子及夹杂物,焊接拉伸断口断裂于热影响区且微观形貌为韧性断裂;冲击微观形貌主要由准解理小平面及河流花样组成,且存在一定数量大小不一的韧窝交错分布,焊接冲击断口断裂于热影响区且微观形貌也为韧性断裂。结论 焊缝热影响区的晶粒比非热影响区的晶粒粗大,拉伸和冲击断裂均发生于热影响区;随着激光功率的增大,复合焊接接头的力学性能呈现逐渐增强的趋势;随着焊接速度的增大,复合焊接接头的力学性能呈现先增强后削弱的趋势。高强钢SG1000激光复合焊接最佳工艺参数如下:激光功率为9.5 kW,焊接速度为0.8 m/min,对应屈服强度为1 072 MPa,抗拉强度为1 175 MPa,断裂伸长率为13.5%,冲击断裂吸收的能量为30.8 J、焊缝中心显微硬度为342 HV。     

IF钢中的析出物

概述了不同IF钢中析出物的种类、特征和析出规律,介绍了不同元素对析出物种类和析出过程的影响,轧制和退火过程中析出物演变的研究现状,指出了析出物今后的重点研究方向.     

连续退火工艺对超高强双相钢力学性能的影响

为研究连续退火工艺参数对超高强冷轧双相钢组织及力学性能的影响,在Gleeble-3500热力模拟实验机上,使用正交实验法设计连续退火工艺获得超高强冷轧双相钢.研究发现:连续退火工艺参数对抗拉强度和总延伸率的影响程度依次是:临界区退火温度>保温时间>过时效温度;两阶段应变硬化特性随马氏体体积分数的增加而更加明显:当马氏体体积分数在35%左右时,冷轧双相钢的应变硬化关系明显呈线性;当马氏体体积分数接近50%时,冷轧双相钢的应变硬化关系呈非线性,但两阶段的应变硬化指数n值变化不大,两阶段并由曲线过渡;当马氏体体积分数在65%左右时,冷轧双相钢的应变硬化关系呈非线性,两阶段的应变硬化指数n值变化较大,并出现明显拐点.     

P92钢高温拉伸断口形貌的研究

采用热模拟法进行600~1300℃温度区间P92钢的高温拉伸实验。利用SEM,LSCM对不同拉伸温度下的断口形貌及近断口组织进行分析,并对P92钢的力学性能进行研究。结果表明:P92钢拉伸时,抗拉强度由467.32MPa下降到24.32MPa,屈服强度由56.88MPa下降到1.07MPa;不同拉伸温度下,断口表现以韧性断裂为主,韧性与脆性特征共存的现象。在600~900℃时,P92钢发生了动态回复过程,断口形貌表现为韧窝特征。冷却至室温,P92钢近断口处组织均为马氏体+残余奥氏体组织+M7C3+MC+M23C6+M6C+M3C型碳化物。随着温度升高,P92钢发生了动态再结晶,断口形貌以塑孔为主。P92钢近断口处组织为马氏体+残余奥氏体组织+MC+M6C型碳化物。     

20CrMnTi钢连铸坯柱状晶区的高温力学性能

采用Gleeble-1500D热/力模拟实验机进行拉伸实验,测试20CrMnTi钢650—1050℃温度范围柱状晶区内的应力-应变曲线、高温强度、硬化系数及热塑性,研究了铸坯各高温力学性能参量与取样位置的关系。结果表明,随着距铸坯表面距离的增加,铸坯抗拉强度降低,低温(650℃)下的硬化系数明显增大;750℃时,1#、2#和3#试样的断面收缩率均达到最低,约为60%;取样位置由1#试样变为3#试样时,铸坯裂纹敏感区宽度保持在150℃左右,温度区间整体向低温区移动约17℃。以1#试样为参考,矫直过程中的铸坯表面温度应控制在825℃以上。     

高强38CrSi钢力学性能测试及本构关系研究

使用万能材料试验机、霍普金森拉杆(SHTB)和Taylor杆撞击试验研究了淬火加中温回火处理的高强38CrSi钢在常温～700℃的准静态、动态力学性能。基于试验数据,对Johnson-Cook(J-C)本构模型中的温度软化项做了轻微修改。结合Taylor杆撞击试验反算,得到了修改的J-C本构相关参数和Cockroft-Latham(C-L)断裂准则的模型参数。通过对高速下Taylor杆撞击试验中弹体变形和断裂的数值仿真与试验结果的比较,验证了模型及参数对预测高强38CrSi钢动态大变形和断裂的有效性。     

高强钢多道焊接头显微组织及力学性能

研究了10Ni3CrMoV钢以衬垫半自动CO2气体保护焊打底,并以埋弧焊盖面的多道焊焊接接头各个区域显微组织以及力学性能的变化。对20mm厚的对接接头熔合区、母材区和热影响区进行V型缺口冲击试验和硬度测试。结果表明:焊接接头抗拉强度都高于母材,且弯曲试验结果都合格,满足塑性要求;热影响区的冲击功最低而硬度值最大,通过金相分析可知,该区的低冲击功和高硬度是由其铸造组织以及在晶界出现的第二相所导致的。     

动态碳配分对先进高强钢组织与力学性能的影响

目的 为了使钢表现出更好的吸能特性,以具有较高的强度以及较好的塑性。方法 提出了一种新型一步法成形碳配分一体化工艺,即热冲压-动态碳配分(HS-DP)工艺。所提出的HS-DP工艺采用盐浴热处理的方式进行物理模拟。采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和拉伸试验等方法,研究了新工艺中的冷却速率对低碳先进高强钢的微观组织和力学性能的影响。针对冷却速率对残余奥氏体含量的影响进行了分析,重点研究了残留奥氏体的体积分数和碳含量对钢伸长率的影响。结果 经过HS-DP工艺处理的钢显微组织主要由初始淬火态马氏体相、最终淬火态马氏体相和残余奥氏体相共存组成。结论 实验钢表现出优异性能,说明了热冲压动态碳配分工艺前景广阔。