钛微合金化高强钢的连续冷却相变规律

为了研究钛微合金化高强钢在连续冷却条件下的相变规律,通过热膨胀法及金相分析研究了低碳钢(C-Mn钢)和钛微合金钢(Ti钢)在连续冷却过程中的组织变化及过冷奥氏体的相变规律,分析了钛元素和变形对试验钢相变规律的影响,并讨论了连续冷却转变(CCT)与等温转变(TTT)曲线的关系。结果表明：随着冷速的增加,试验钢的主要相变组织由铁素体向贝氏体转变。在C-Mn钢中加入钛元素提高了过冷奥氏体的稳定性,抑制了铁素体和珠光体转变,促进了贝氏体转变;在奥氏体未再结晶区进行变形使试验钢的CCT曲线整体向左上方移动,提高了相变开始温度;变形提高了铁素体的形核率,促进了铁素体相变,铁素体组织得到细化;变形促进了贝氏体相变,使板条贝氏体变短,细化贝氏体组织。     

低碳V-N-Cr微合金化耐候钢的连续冷却转变曲线

采用Formaster-FII全自动相变仪和MMS-300热模拟实验机分别对低碳V-N-Cr微合金化耐候钢未经变形及变形的奥氏体的连续冷却转变(CCT)曲线进行了测定。结果表明:与静态CCT曲线相比,低碳V-N-Cr微合金化耐候钢奥氏体变形后的动态CCT曲线的相变温度较高,曲线整体向左上方移动;变形会大幅度增加奥氏体内部缺陷密度,促进铁素体相变发生;对于变形奥氏体,当冷速小于2℃/s,相变组织为铁素体和珠光体;当冷速大于2℃/s,开始出现粒状贝氏体和针状铁素体;随着冷却速率的增大,铁素体和珠光体组织逐渐减少,贝氏体组织增多,存在粒状贝氏体和板条贝氏体,铁素体的晶粒尺寸也逐渐减小。在20～40℃/s相对大的冷却速度范围内,V-N-Cr耐候钢由板条贝氏体和针状铁素体组织组成。     

X80管线钢的过冷奥氏体转变规律和相变模型

利用L78RITA淬火热膨胀仪研究了X80管线钢过冷奥氏体转变的相变规律,结合金相-硬度法绘制了试验钢的连续冷却转变(CCT)曲线。结果表明,随着冷却速率的增加,X80管线钢过冷奥氏体分别发生了铁素体、贝氏体、马氏体转变;冷速小于3℃/s时,组织为铁素体和贝氏体;冷速在3～20℃/s时,组织只有贝氏体;冷速大于40℃/s时,组织中开始出现马氏体,且随着冷速的进一步增大,马氏体的含量逐渐增多,贝氏体逐渐减少直至消失。试验钢硬度随着冷却速率的增加呈逐步升高的趋势。在CCT曲线基础上,建立了相变点温度-冷却速率关系模型,并通过回归计算得到拟合度较高的相变模型,且模型计算值与试验值之间能够很好的地吻合,证明了该相变模型的可行性。     

12MnNiVR钢的连续冷却转变行为及相变动力学

用热膨胀仪测定了12MnNiVR钢的连续冷却转变曲线,并结合显微组织观察和硬度测定,研究了低冷速下奥氏体向铁素体转变及向贝氏体转变的动力学,分析了铁素体转变及贝氏体转变的生长方式.实验钢在连续冷却过程中的计算相变动力学结果与实测相变数据吻合很好.研究结果表明实验钢在低冷速下冷却时奥氏体向铁素体转变,形核位置主要在晶棱处,生长方式主要为二维长大,奥氏体向贝氏体转变,形核位置主要在界面处,生长方式主要为一维长大.     

压铸用模具钢4Cr5Mo2V的过冷奥氏体连续冷却转变

通过测定不同冷却速度下的相变膨胀曲线、显微组织和硬度,得到了4Cr5Mo2V钢的过冷奥氏体连续冷却转变(CCT)曲线;结合CCT曲线,研究了不同冷却速度下组织形貌演变及硬度变化的规律;比较分析了4Cr5Mo2V钢与H13钢过冷奥氏体连续冷却转变的异同。结果表明:经过不同冷却速度冷却后,4Cr5Mo2V钢的相变产物主要为贝氏体(B)和马氏体(M);冷速小于0.06℃/s时,相变产物主要是贝氏体组织;冷却速度在0.06~0.14℃/s之间,相变产物中出现了贝氏体和马氏体的混合组织;当冷速大于0.14℃/s时,相变产物为马氏体组织。4Cr5Mo2V钢与H13钢的CCT曲线相比,位置向右整体偏移,无铁素体+珠光体转变区,且贝氏体生成区变小,相同冷速下硬度明显提高。     

1.0 GPa级冷轧增强成形性双相钢的组织性能

采用热膨胀-显微组织-显微硬度相结合的方法,绘制了1.0 GPa级冷轧增强成形性双相钢的静态连续冷却转变曲线(CCT曲线),并研究了退火工艺对实验钢显微组织与力学性能的影响。结果表明：实验钢过冷奥氏体冷却转变过程主要存在铁素体相变区、贝氏体相变区和马氏体相变区的3个相变区;当冷速低于1℃/s时,实验钢主要发生铁素体与贝氏体相变,并存在少量马氏体相变;当冷速在3～20℃/s之间时,发生马氏体与贝氏体相变;当冷速达到30℃/s及以上时,完全发生马氏体转变。随冷却速率的增加实验钢的显微硬度逐渐增大,前期显微硬度提升较快,冷速达到20℃/s后逐渐趋于平稳,与对应冷速下的显微组织一致。实验钢的组织主要为铁素体、马氏体和残留奥氏体,三者匹配有利于变形过程基体强塑性的提升。当均热温度为810℃时,实验钢中残留奥氏体含量最高,为4.9%,变形过程中相变诱导塑性(TRIP)效应显著,力学性能最佳,屈服强度为791.7 MPa、抗拉强度为1041.7 MPa、伸长率为19.37%、强塑积达到20.18 GPa·%。     

变形及合金元素对NM400连续冷却转变的影响

用MMS-200热力模拟试验机研究了低合金耐磨钢NM400在连续冷却条件下的组织演变规律,测定了不同化学成分钢的静态CCT曲线和动态CCT曲线,分析了变形及合金元素对组织转变的影响.结果表明:奥氏体区的变形促进铁素体相变,贝氏体相变温度降低,形成马氏体临界冷却速率提高.Mo抑制碳的扩散,细化晶粒,Ni的添加更加降低马氏体的临界冷却速率.冷速在10℃/s以上时,硬度超过400 HV,传统离线淬火及轧后在线超快冷工艺生产NM400钢均具有可行性.     

高铝TRIP钢的连续冷却转变及热变形对其相变的影响

通过热膨胀及热压缩变形模拟连续冷却试验,绘制了高铝TRIP钢的CCT曲线,研究了连续冷却相变规律及热变形对相变的影响,并定性地分析了相变驱动力。结果表明,试验钢的CCT曲线主要分为3个区域,随着冷却速率的增大,铁素体和珠光体减少,贝氏体和马氏体增多,贝氏体从粒状逐渐转变为羽毛状和板条状。热变形使得高温奥氏体发生动态再结晶,原始奥氏体晶粒明显被细化,较高冷速下形成一些针状铁素体。热变形能提供更多的形核点,增大γ→α相变驱动力,缩短了贝氏体相变的孕育期,进而细化了室温组织。     

Q420特厚钢板连续冷却过程的相变行为

针对Q420钢特厚板的生产工艺特点,利用Gleeble-2000热模拟试验机研究了该钢变形和未变形条件下的连续冷却过程中相变行为及组织演变规律,绘制了该钢的连续冷却转变(CCT)曲线,分析了控轧控冷工艺对其连续冷却相变的影响。结果表明:Q420钢随着冷却速度的提高,奥氏体→铁素体开始转变温度Ar3降低,相变后铁素体晶粒细化;贝氏体开始转变温度(Bs)先升高后降低,贝氏体转变量逐渐增加。随着变形量的增加,CCT曲线整体向左上方移动,加速了铁素体和贝氏体相变。随着变形温度的降低,铁素体相变温度升高,扩大了铁素体区,贝氏体相变温度降低。     

Mn-Cu-Ti-Nb低碳钢连续冷却转变行为

在MMS-300热力模拟机上,利用膨胀法结合金相-硬度法,建立新开发的高速列车焊接构架用Mn-Cu-Ti-Nb低碳钢未变形和变形奥氏体的连续冷却转变曲线,研究了形变和冷却速度对试验钢γ→α相变行为及显微组织的影响.结果表明:随着冷却速率的增加,铁素体转变开始温度降低,铁素体晶粒得到细化,同时还促进了贝氏体相变.变形一方面促进了铁素体相变,细化铁素体晶粒;另一方面又抑制了贝氏体相变,使贝氏体含量降低,硬度降低.     

A668钢CCT曲线的预测和验证

为了降低绘制CCT曲线的成本和得到更加准确的相变量计算模型用于预测大型工件的性能和残余应力分布,使用Li模型预测A668钢的CCT曲线,再根据预测的结果制定适量且关键的试验组,完成制定的相变膨胀试验之后用试验结果修正预测模型,最后用模型计算出完整和准确的CCT曲线。使用DIL-805-ADT动态淬火膨胀相变仪确定了不同冷速下的转变类型和转变量,比较了JMatPro软件和原模型计算的结果与试验结果的差别,阐述了修正扩散转变预测模型和绘制CCT曲线的过程,拟合了非扩散转变的K-M方程,说明了不同冷速和组织演变之间的关系。最终得到更加准确的预测模型和完整的CCT曲线来指导实际生产。     

热变形对塑料模具钢SDFT600贝氏体相变的影响

利用热模拟试验机、热膨胀仪、扫描电镜等研究了热变形对塑料模具钢SDFT600连续冷却过程贝氏体相变的影响。结果表明,在适用于塑料模具钢模块锻造生产的参数条件下,热变形会促进贝氏体相变。相同连续冷却速率下,动态CCT试样贝氏体开始转变温度高于静态CCT试样,0.5 ℃/s时两者差值达到96 ℃;热变形会降低过冷奥氏体的稳定性,0.5 ℃/s时动态CCT试样的贝氏体含量较高;连续冷却速率小于0.1 ℃/s时,动态CCT试样残留奥氏体含量低于静态CCT试样;热变形条件下试样的硬度均匀性较好,有利于提高大模块的最终质量。     

ZG80CrMnMo钢的CCT曲线及组织研究

在Gleeble- 1500热模拟试验机上测试了ZG80CrMnMo钢的奥氏体连续冷却转变曲线(CCT曲线),并检测了不同冷却速度下转变产物的显微组织和硬度.研究了以1℃/s至45℃/s冷速连续冷却时的组织转变规律.结果表明,CCT曲线明显右移,珠光体和贝氏体转变被抑制,在所研究的冷却范围内容易得到马氏体+残余奥氏体组织.所测得的ZG80CrMnMo钢的CCT曲线可为生产马氏体钢提供参考.     

P510L钒微合金化钢的CCT曲线及其显微组织

通过测定P510L钢在不同冷速下的连续冷却转变的膨胀曲线,获得了该钢的CCT曲线;研究了P510L钢连续冷却过程中奥氏体的转变过程及转变产物的组织形态和显微组织,通过对CCT曲线的分析为控轧控冷工艺提供理论依据。     

2A14合金的连续冷却转变动力学曲线及其应用

测定2A14合金连续冷却转变动力学曲线(CCT图),并对该曲线进行应用研究.通过DSC分析和SEM组织观察确定2A14合金合理的固溶温度,采用动态电阻法测得固溶后合金连续冷却过程的电阻-温度曲线,根据曲线斜率变化判断相变信息,绘制2A14合金的CCT图,利用透射电镜(TEM)观察连续冷却过程中合金的组织转变.结果表明:2A14合金适宜的固溶温度为505℃;随着冷却速度的增加,相变开始温度先降低,在达到某冷却速度时骤升,然后持续增加;相变主要集中在140～380℃的温度区间发生,抑制相变发生的临界冷却速度稍大于3.8.5℃/s;在实验范围内,20 mm厚的2A14合金板适宜采用60℃或100℃水淬,参考所测CCT图制定分级淬火工艺,可以在最大限度减小淬火应力的同时,抑制第二相的析出.     

TiAl合金冷却相变研究进展及细晶组织调控

TiAl合金是目前航空航天轻质高温结构的热点材料,其最终显微组织很大程度上决定于其冷却过程。由于TiAl合金相图和相变的复杂性,通过冷却过程控制,获得细晶组织结构成为关注的重要问题。综述了TiAl合金冷却相变的研究成果,并给出了关于Ti-48Al-4Nb-2Cr合金相关的进展:首先介绍了TiAl合金的凝固路径与相变行为,然后分别分析了连续冷却转变(CCT)和等温冷却转变(TTT)行为。进一步建立了Ti-48Al-4Nb-2Cr合金CCT图,并指导获得了一种细晶近片层组织。     

不同形变条件下非调质钢45MnSiVSQ的连续冷却转变

在Gleeble-3500热模拟机及热膨胀试验仪上测定了45MnSiVSQ钢动态及静态膨胀曲线,并采用切线法结合组织及硬度,测定了试验钢的静态和动态连续冷却转变(CCT)曲线,研究分析了形变温度和冷却速度对非调质钢45MnSiVSQ相变及珠光体片层间距的影响。结果表明:在0.1~3 ℃/s冷却速度范围内,珠光体片层间距随着冷却速度的增大而减小;对比950 ℃的动、静态CCT曲线可知,形变使试验钢相变起始温度有所升高,即相变孕育期缩短,其中对铁素体和珠光体相变区间影响尤为明显,而对贝氏体和马氏体相变区间孕育期的影响较小,表现为动态CCT曲线相比静态CCT曲线向左上方移动;对比不同形变温度下的动态CCT曲线可知,形变温度950 ℃时,贝氏体相变冷速区间为0.5~20 ℃/s,850 ℃形变时的贝氏体相变冷速区间为0.8~10 ℃/s。低温形变更利于铁素体和珠光体相变发生,减少了贝氏体、马氏体等非理想组织出现的机率。     

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采用Formastor-FⅡ自动相变仪测试了两组不同Al含量的508-3试验钢在不同冷速下的相变点,利用光学显微镜观察了不同冷速下试验钢的金相组织,并测试了维氏硬度,绘制了完整的CCT曲线。结果表明:添加一定量的Al可以降低508-3钢马氏体转变的临界冷速,降低贝氏体转变开始温度,推迟铁素体/珠光体转变,使得CCT曲线整体右移,从而提高了508-3钢的淬透性。     

硅和少量钼对Mn-B系贝氏体钢转变动力学的影响

研究了不同硅含量和少量钼对中碳Ｍｎ－Ｂ贝氏体钢连续转变动力学（ＣＣＴ曲线）的影响，发现随钢中硅含量的增加，Ｃ曲线的高温转变部分向左移动，并使转变温度升高，而中温贝氏体转变曲线向右下方移动，推迟了贝氏体转变，少量钼能有效地推迟珠光体转变，使获得贝氏体组织的冷速范围增大     

HSLA钢连续冷却过程的相变与组织研究

在Gleeble—1500热模拟试验机上研究了20SiMn3NiA钢在不同连续冷却条件下相和组织变化,用热膨胀法测定了该钢的连续冷却转变曲线（动态CCT曲线）。研究结果表明,20SiMn3NiA钢中的Mn、Ni、Si等合金元素能有效地阻止铁素体和珠光体的形成,故20SiMn3NiA钢的过冷奥氏体连续冷却转变曲线只有马氏体和贝氏体相变区。当临界冷却速度大于1℃／s时,20SiMn3NiA钢就可以获得板条状马氏体组织,且随着冷却速度的增大,马氏体组织变得越来越细。与静态CCT曲线相比,形变使动态CCT曲线的Ms点升高,奥氏体稳定性降低,形变细化了马氏体和贝氏体组织,使20SiMn3NiA钢在1℃／s的冷却速率下产生较高的强度。