超快冷下厚规格X80管线钢显微组织与力学性能

针对厚规格X80管线钢,采用SEM、EBSD、TEM等方法,研究了不同超快冷终冷温度下厚规格管线钢显微组织演变规律及强韧化机制,并进一步给出了最佳超快冷工艺参数。结果表明,在相同控轧条件下,随着超快速冷却温度由650℃降低至350℃,显微组织经历了由AF+QF+GB+DP向AF+GB的转变,沿厚度方向组织均匀性得到改善,有效晶粒尺寸减小,铁素体板条亚结构细化;当超快速冷却温度为350℃时,沿厚度方向组织均匀性最优,有效晶粒尺寸及板条亚结构尺寸最小,分别为3.83μm及300~900 nm间,材料的主要强化机制为细晶强化与相变强化的综合强化,此时实验钢综合力学性能最优,拉伸、冲击力学性能均满足ASTM A370标准;实验钢轧后超快速冷却最佳工艺参数为:810℃精轧+超快冷至350~400℃+层流冷却至320~360℃+卷取。     

超快终冷温度对建筑用30CrMo带钢微观组织及力学性能的影响

以12 mm厚的30Cr Mo带钢为对象,研究其在不同超快终冷温度下的显微组织和力学性能变化。结果表明:随着超快终冷温度从360℃下降为320℃,试样显微组织主要由更小尺寸的AF(针状铁素体)、BF(贝氏体铁素体)与M/A(马氏体/奥氏体)岛组织共同组成;随着终冷温度下降到280℃,合金显微组织主要由更加细小的AF构成,在局部区生成LB(板条贝氏体)组织。随终冷温度下降,试样拉伸强度与屈服强度都显著增大。所有超快冷工艺下的试样冲击性能都非常优异;在360℃的终冷温度下,试样达到最佳冲击性能。     

卷取及冷却工艺对先进高强双相钢微观组织的影响

为研究卷取工艺及卷取后冷却工艺对先进高强双相钢微观组织的影响，采用Gleeble-3 500热模拟试验机、光学电镜、扫描电镜和透射电镜等手段，研究了先进高强双相钢的显微组织、析出物及显微硬度随卷取温度及卷取后冷却工艺的变化情况。结果表明：与缓冷工艺相比，在卷取后采用快冷工艺，试验钢的微观组织由多边形铁素体和粒状贝氏体转变为针状铁素体和少量的M/A岛；试验钢在不同卷取及冷却工艺下的析出物为Ti(Cr, Mo)C,均为球形和近方形两种形貌，快冷工艺下的析出物尺寸均比缓冷工艺下减小约20%,析出物数量增加30%;与缓冷工艺相比，快冷工艺下试验钢的显微硬度均有不同程度提高。     

一种800 MPa级高强建筑用钢的试验研究

针对当前我国高强建筑用钢的开发,采用Ti-Nb微合金化技术设计试验钢化学成分,通过热膨胀试验确定了试验钢的动态CCT曲线,基于此设计了实验室热轧试验方案,研究了工艺参数对试验钢组织、性能的影响。结果表明:当水冷终冷温度大于610 ℃时,试验钢的显微组织为铁素体+珠光体;当水冷终冷温度小于390 ℃时,试验钢显微组织为少量铁素体+贝氏体;当终轧温度为810 ℃、水冷终冷温度为350 ℃时,试验钢显微组织为少量铁素体+贝氏体,屈服强度为837 MPa,这是细晶强化、相变强化、析出强化共同作用的结果,为800 MPa高强钢筋的研究开发提供了数据支撑和理论指导。     

超快冷处理低合金Q345B钢的折弯开裂失效分析与对策

利用扫描电镜对超快冷工艺生产的Q345B钢弯曲失效开裂的断口形貌、显微组织和钢中的夹杂物进行了分析。结果表明,Q345B钢中存在超标的大尺寸夹杂物诱发了弯曲变形过程中裂纹的萌生,而超快冷工艺产生的网状渗碳体和粒状贝氏体硬相组织降低了Q345B钢的塑性和韧性,促进了裂纹的扩展。通过延长LF工序精炼时间和控制超快冷工艺冷却速度及提高终冷温度,使钢中夹杂物尺寸大大降低,显微组织转变为铁素体和珠光体组织,从而提高了Q345B抗弯曲性能。     

终冷温度对低屈强比复合析出强化钢组织与性能的影响

利用热模拟方法测定低屈强比复合析出强化钢不同速率冷却后的显微组织并绘制动态连续冷却转变曲线,然后对比了不同终冷温度下试验钢的力学性能,并利用光学显微镜、扫描电镜与透射电镜分析不同终冷温度对试验钢轧后显微组织的影响。结果表明,随冷却速度的增加,试验钢的组织由粒状贝氏体转变为板条贝氏体,未发现铁素体组织,具有高淬透性。随终冷温度由400 ℃升为450 ℃,钢中板条亚结构发生粗化,位错密度下降,但高温下合金元素快速扩散使富Cu相与Nb/Ti碳化物的数量提高,析出强化效果增强。经优化终冷温度为450 ℃,此时试验钢中粒状贝氏体比例较高,可获得高强度与低屈强比的良好匹配。     

超快冷下厚规格X80管线钢显微组织与力学性能北大核心CSCD

针对厚规格X80管线钢,采用SEM、EBSD、TEM等方法,研究了不同超快冷终冷温度下厚规格管线钢显微组织演变规律及强韧化机制,并进一步给出了最佳超快冷工艺参数。结果表明,在相同控轧条件下,随着超快速冷却温度由650℃降低至350℃,显微组织经历了由AF＋QF＋GB＋DP向AF＋GB的转变,沿厚度方向组织均匀性得到改善,有效晶粒尺寸减小,铁素体板条亚结构细化;当超快速冷却温度为350℃时,沿厚度方向组织均匀性最优,有效晶粒尺寸及板条亚结构尺寸最小,分别为3.83μm及300~900 nm间,材料的主要强化机制为细晶强化与相变强化的综合强化,此时实验钢综合力学性能最优,拉伸、冲击力学性能均满足ASTM A370标准;实验钢轧后超快速冷却最佳工艺参数为：810℃精轧＋超快冷至350~400℃＋层流冷却至320~360℃＋卷取。     

超快冷+层流冷却工艺对Mn-Ti钢组织与性能影响

研究了超快冷+层流冷却工艺对一种Mn-Ti钢组织与性能的影响。结果表明:随入超快冷段温度的升高,实验钢的屈服强度和抗拉强度先升高后降低,随层流段出口温度的降低,其屈服强度和抗拉强度先降低后升高。当入超快冷段、出超快冷段及层流段出口的温度分别为830、699及620℃时,实验钢的屈服强度、抗拉强度及伸长率分别为675 MPa、737.5 MPa和20%,力学性能最佳,其组织以铁素体为主,在铁素体基体上存在大量的细小析出物,通过计算,其析出强化量为190 MPa,细晶强化及析出强化有效提高了实验钢的力学性能。     

开冷温度对热轧F/B双相钢组织性能的影响

采用轧后空冷+超快速冷却的方式,研究了开冷温度对热轧铁素体/贝氏体(F/B)双相钢组织性能的影响。结果表明：开冷温度显著影响F/B双相钢的显微组织和性能。开冷温度由747 ℃降至700 ℃时,铁素体体积分数由17.3%增至85.7%,铁素体晶粒尺寸由3.3 μm粗化至3.6 μm,贝氏体中析出的碳化物含量增加。同时,F/B双相钢的屈服强度从594 MPa降至475 MPa,抗拉强度从648 MPa降至532 MPa,伸长率从17.7%升至34.3%,扩孔率从36.4%提高至82.8%。因此,为实现热轧F/B双相钢力学性能和扩孔性能的平衡,开冷温度应控制在730~700 ℃。     

热处理温度对纳米析出强化钢组织性能的影响

开展了一系列热处理(500~750℃保温30 min后空冷)实验,分析了热处理温度对新型纳米析出强化钢组织性能的影响。结果表明:未热处理钢板的屈服强度和抗拉强度分别为510 MPa和620 MPa,显微组织为铁素体+珠光体;热处理温度在500~660℃之间时,屈服强度上升幅度在20~45 MPa之间;而热处理温度在700~750℃之间时,由于形成典型双相钢组织(铁素体+M/A岛),屈服强度仅为350 MPa。热处理温度在500~660℃之间时发生了(Nb,Ti)C的二次析出,且原有的析出物具有很好的热稳定性,宏观上表现为实验钢屈服强度提高。     

轧后冷却工艺对Si-Mn-Cr-Ni-Mo低合金超高强钢组织和性能的影响

设计了一种以无碳化物贝氏体为主要组织的1500 MPa级Si-Mn-Cr-Ni-Mo系超高强度钢,对比研究了实验钢轧后经空冷、先水冷至550℃后空冷和先水冷至450℃后空冷3种冷却工艺的显微组织和力学性能。结果表明:实验钢轧后直接空冷获得无碳化物贝氏体+少量M/A组织,先水冷后空冷得到无碳化物贝氏体+少量马氏体组织。组织中对性能尤其是韧性性能有显著影响的残留奥氏体薄膜的形貌和分布随冷却工艺的变化而变化,空冷冷却残留奥氏体薄膜分布在贝氏体铁素体板条间,先水冷再空冷冷却残留奥氏体薄膜不仅存在于贝氏体铁素体板条间,在板条内部也可以观察到少量细小的膜状残留奥氏体,分割贝氏体铁素体板条,起到了细化晶粒的作用,有益于实验钢力学性能的提升。先水冷至550℃后空冷,实验钢的抗拉强度可达1600 MPa,-20℃冲击吸收功为28 J,具有最优的综合力学性能。     

非调质钢40MnV热变形后冷却相变动力学

为了实现非调质钢轴类件楔横轧热成形后控制冷却过程性能优化和节能减排,采用物理模拟手段对热变形后的非调质钢40MnV进行了连续冷却和等温冷却相变动力学研究。首先采用膨胀仪测定试验钢临界点Ac1、Ac3温度,然后利用Gleeble 3500热模拟机测定了40MnV钢的冷却过程相变动力学转变曲线,并分析了转变产物的显微组织。结果表明:冷却速度增大将减小铁素体的晶粒尺寸,同时也减小铁素体的体积分数;奥氏体晶粒尺寸和钒都对转变温度有影响,但在相变区快冷时奥氏体晶粒尺寸起主要作用,且晶粒尺寸减小将提高转变温度;相变区冷却速度为3℃/s时相变生成贝氏体,且其形态为典型的上贝氏体,而相变区冷却速度为6℃/s时对应转变的组织是马氏体;随着冷却速度的增加,析出过程中V(C,N)的数量增加,最大颗粒尺寸减小;等温冷却中V(C,N)析出物的形态为圆形和方形且数量很少,析出物的颗粒尺寸随转变温度的降低而减小。     

一种新型高强含铌贝氏体管线钢的研发

介绍了一种900 MPa的含铌超低碳高强管线钢,其显微组织主要是贝氏体与针状铁素体,含有一些少量的M-A岛,其中贝氏体比例最大。经显微检测,其平均晶粒尺寸为3.21μm,板条状贝氏体厚度约200 nm,Nb和Ti的微小析出相可以在晶界处和晶体内部析出,且快冷能抑制Nb和Ti的碳化物析出。该钢的-20℃夏比冲击吸收功为200 J,伸长率为15%,屈服比小于0.84,这种高强度低屈服比的完美结合是通过控轧控冷的工艺来实现的。     

终冷温度对不同成分700MPa级耐候钢组织和性能的影响

针对两种不同成分的700MPa级超高强度耐候钢,利用金相显微镜、扫描电镜及透射电镜进行了组织观察,检验了硬度,研究了终冷温度在550～680℃之间变化对试验钢组织和性能的影响.结果表明,在其它工艺相同的情况下,终冷温度控制在约600℃,两种成分的试验钢均可得到良好的组织和性能;随着终冷温度的降低,钢的显微组织由多边形铁素体和少量珠光体转变为铁素体和贝氏体为主,铁素体基体上均匀分布着细小析出相;添加Mo的试验钢贝氏体含量高;硬度呈现先升高后降低的趋势.     

低碳高强舰船用钢的CCT曲线及其组织性能

采用Gleeble-3500热模拟试验机、光学显微镜和扫描电镜等研究了低碳高强舰船用钢的连续冷却转变曲线(CCT曲线)及热轧后终冷温度对组织性能的影响。结果表明,试验钢连续冷却转变只发生了铁素体、贝氏体相变。试验钢轧后快速冷却至不同终冷温度立即空冷工艺下,室温组织主要为贝氏体和多边形铁素体,且随着终冷温度降低,贝氏体的含量增多。与直接空冷至室温相比,随着终冷温度提高,试样的强度呈先降低后增加趋势,然而,终冷温度提高到650 ℃时,试样强度却降低。终冷温度为600 ℃时,屈服强度和抗拉强度最高,分别为644.28 MPa和为679.71 MPa,－20 ℃的冲击吸收能量最优,为112 J。     

冷速和控冷终止温度对600MPa高强钢筋组织和性能的影响

通过热模拟试验研究了冷却速率和控冷终止温度对V-N微合金化600 MPa高强钢筋组织和性能的影响。由动态CCT(Continuous Cooling Transformation)曲线和组织分析可知,实验钢筋在冷速为0.5~1℃/s时得到的室温组织为块状铁素体和珠光体;当冷速达到3℃/s时有少量的贝氏体(含量为5%)出现;当冷速在8℃/s以上时,实验钢筋的显微组织为少量的晶界铁素体+贝氏体+马氏体。因此,为了得到具有高强度和良好塑性的显微组织,轧后冷却速率应控制在0.5~3℃/s。此外,控冷终止温度应控制在600~625℃,显微组织为细小的块状铁素体+珠光体+少量的贝氏体(含量为0~8%),铁素体的晶粒尺寸为4.5~5.2μm,试样维氏硬度为263~274 HV,其对应的抗拉强度为875~908 MPa,有足够的强度余量。     

弛豫时间和终冷温度对X70HD抗大变形管线钢微观组织的影响

通过金相组织分析研究了X70HD管线钢在两阶段变形后弛豫时间和终冷温度对微观组织的影响。结果表明,第二阶段变形后空冷弛豫到700℃,获得铁素体+下贝氏体的双相组织且无先共析铁素体生成,但随弛豫时间的延长有先共析铁素体生成并获得多边形铁素体+贝氏体的双相组织。终冷温度影响贝氏体的种类及含量,终冷温度保温时会产生更多下贝氏体;在相同弛豫条件下,终冷到320℃获得铁素体+少量粒状贝氏体,终冷到350℃获得铁素体+少量下贝氏体。     

超快冷工艺生产X90管线钢组织性能与析出行为

利用超快冷工艺在2250热连轧生产线生产X90管线钢,通过光学显微镜和扫描电镜观察组织,利用透射电镜观察微观结构和析出形貌,通过物理化学相分析及理论计算对析出规律进行研究,并对应变时效性能进行了研究。结果表明,X90管线钢屈服强度615~645 MPa,抗拉强度808~844 MPa,屈强比低于0.8,-20℃冲击功均在300 J以上;基体为由准多边形铁素体、粒状贝氏体、贝氏体铁素体及马氏体奥氏体组元构成的复相组织;析出为Ti、Nb的碳氮化物,超快冷工艺使管线钢中析出过程有效避开了析出鼻尖温度,从而使析出粒子更加细小弥散,析出沉淀强化作用理论计算值为92 MPa;经应变时效后拉伸曲线由Round-House形转变为Luders伸长型,出现明显的屈服平台,屈服强度增加250~280 MPa。     

回火工艺对低碳贝氏体高强钢组织与性能的影响

采用两阶段控轧控冷工艺轧制低碳贝氏体高强钢,在不同温度下进行一定时间的回火处理,检测回火处理前后钢板的力学性能,并对比分析了显微组织.结果表明,析出强化在回火处理前后起主导作用;随着回火温度的提高,组织从粒状贝氏体向准多边形铁素体过渡;在600 ～750℃进行回火处理,试验钢中的析出相粒子均匀弥散析出,屈服强度上升了90～135 MPa,抗拉强度上升了15 ～ 55 MPa;准多边形铁素体组织在-20℃的冲击功不低于30 J.     

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。