连续冷却过程中低碳贝氏体钢的晶界化学

用俄歇电子能谱仪分析了低碳贝氏体钢奥氏体化后炉冷、空冷、油冷和水冷时Ｃ、Ｂ、Ｐ、Ｓ等元素在晶界的偏聚行为。结果发现：在不同冷却速度下,各元素在晶界的偏聚量不同。慢冷速下,Ｂ、Ｐ晶界浓度较高,快冷速下Ｓ晶界浓度较高。Ｃ在晶界的浓度随冷速的提高增加至一定值后趋于平衡。晶界上元素Ｃ、Ｂ、Ｐ、Ｓ之间,存在化学相互作用及位置竞争现象。用扫描电镜观察了断口形貌。     

连续冷却过程中低碳贝氏体钢的晶界化学

用俄歇电子能谱仪分析了低碳贝氏体钢奥氏体后炉冷,空冷,油冷和水冷时Ｃ,Ｂ,Ｐ,Ｓ等元素在晶界的偏聚行为,结果发现：在不同冷却速度下,各元素在晶界的偏聚量不同,慢冷速,Ｂ,Ｐ晶界浓度较高,快冷速下Ｓ晶界浓度较高。Ｃ在晶界的浓度随冷速的提高增加至一定值后趋于平衡,晶界上元素Ｃ,Ｂ,Ｐ,Ｓ之间,存在化学相互作用及位置竞争现象,用扫描电镜观察了断口形貌。     

As/Cu-As对C-Mn钢热塑性的影响

为研究砷及铜砷共存对钢热塑性的影响,利用Gleeble-1500热模拟试验机研究了700~1100℃温度范围内含0.16%As和含0.17%Cu+0.075%As的C-Mn钢的高温塑性行为。结果表明:钢中的Cu、As引起C-Mn钢第Ⅲ脆性区向较高温度区间迁移,然而对高温抗拉强度影响不大。奥氏体+铁素体两相区薄膜状先共析铁素体沿奥氏体晶界析出导致沿晶断裂,但700℃时,由于As促进铁素体的生成,含0.16%As的C-Mn钢为韧性断裂,塑性恢复。奥氏体单相区低温域Cu、As的晶界偏聚导致含Cu、As的C-Mn钢沿晶断裂。     

高强度低碳贝氏体钢拉伸断口分离现象及机理研究

针对拉伸断口分离问题,对热轧高强度低碳贝氏体钢进行了纵向常规拉伸实验和三主轴方向短试样拉伸实验.结果表明:在纵向和横向取样的拉伸实验中均发生了断口分离现象,分离面均垂直于厚度方向,即平行于轧面.通过对断裂试样分离裂纹的SEM观察发现,分离面具有明显的低塑性解理断裂特征.利用三主轴方向短试样拉伸实验证明了原始钢板在纵向、横向和厚度方向上具有相似的强度和塑性性能.通过有限元模拟的方法,对颈缩过程中侧向拉伸应力的水平进行了估算,发现即使在颈缩程度非常严重时,侧向拉应力仍远小于主拉伸应力.由此提出了拉伸过程中沿厚度方向由塑性到脆性的转变机制,并进一步揭示了断口分离并非意味着钢板沿厚度方向存在性能差异,而是由于贝氏体自身特有的力学性能导致的,是经严重的拉伸塑性形变后织构状态演变、晶界重分布以及三向应力状态出现综合影响的结果.     

我国低碳贝氏体钢的发展

随着人们对国民经济可持续发展战略认识的深入,在有限的资源面前,人们越来越意识到合理利用自然资源的重要性。为满足国民经济发展的需要,须开发和推广高强、高韧的节能型钢铁材料。本文综述了低碳贝氏体钢在我国的发展。展现了低碳贝氏体钢广泛的应用前景。     

钒微合金化钢的热塑性探讨

利用 Gleeble-3800对钒微合金化钢的高温塑性进行了测定,并通过扫描电镜对不同温度下试验钢拉断后的断口形貌进行了观察分析。结果表明：随着温度降低,热塑性降低,断面收缩率降低,奥氏体化温度以上拉伸时,断口以深韧窝为主,部分韧窝底部分布着第二相粒子;但铁素体相变温度以下拉伸时,断口呈现沿晶断裂特征,断裂面上分布着浅而小的韧窝,降低了材料的热塑性;随着温度的升高,断面收缩率不断增加,试验钢在 850℃及其以上温度拉伸时的断面收缩率均大于 60%,在连铸坯生产时矫直温度不低于 850℃能够有效减少铸坯表面裂纹发生率,因此,在连铸坯生产时适宜的矫直温度应该不低于 850℃。     

超低碳贝氏体钢的加工工艺与组织性能分析

进行了超低碳贝氏体钢的两阶段控轧控冷实验,对轧后钢板进行力学性能检测及组织分析。结果显示,超低碳贝氏体钢强度较高,屈服强度平均达670MPa,伸长率和冲击功偏低;显微组织主要由粒状贝氏体和板条贝氏体组成,两种贝氏体组织只有在两个极端的温度下才有明显的差异,从工程检验的实际出发,不必区分两类贝氏体。     

超低碳贝氏体钢的加工工艺与组织性能分析

进行了超低碳贝氏体钢的两阶段控轧控冷实验，对轧后钢板进行力学性能检测及组织分析。结果显示．超低碳贝氏体钢强度较高，屈服强度平均达670MPa，伸长率和冲击功偏低；显微组织主要由粒状贝氏体和板条贝氏体组成．两种贝氏体组织只有在两个极端的温度下才有明显的差异，从工程检验的实际出发，不必区分两类贝氏体。     

21世纪新钢种——超低碳贝氏体钢

热轧空冷超低碳贝氏体钢是国际上近20年来发展起来的一大类高强度、高韧性、焊接性能优良的新钢种,被国际上称之为21世纪钢种。它是现代冶金生产技术与物理冶金研究成果相结合的产物。这类钢利用现代炼钢方法,采用钢包精炼及连铸,通过高温非再结晶区控轧得到高度畸变的奥氏体晶粒,钢中加入提高淬透性的元素(通常用Mn,Cu,Mo,B等)在轧后空冷条件下,变形奥氏体会转变成极为细小的各种形态的贝氏体板条状组织,从而使钢材屈服强度提高很多。由于这类钢中碳含量已降到0.03％～0.04％左     

超低碳贝氏体钢的热加工特性分析

为研究超低碳贝氏体钢的热加工特性,在实验室热模拟试验机上分别进行了单道次压缩实验和双道次压缩实验。研究表明,该钢进行两阶段轧制时,在奥氏体再结晶区时应进行大压下低速轧制,在奥氏体未再结晶区时应进行快速轧制以缩短轧制周期;其奥氏体动态再结晶临界应变为εc=0.003712ε0.126118exp(48378.8667/T),且变形激活能为402.222kJ/mol;利用经过调整后的周纪华式流变应力模型进行非线性拟合,模型具有较高的可靠性;其奥氏体静态再结晶动力学方程为:FS=1-exp[-0.693(t/t0.5)0.232293],且静态再结晶激活能为394.852kJ/mol。     

稀土La对含As、Sn低碳钢高温热塑性的影响

为研究残余元素As、Sn对钢热塑性的影响及稀土La的改善作用,利用Gleeble-1500热模拟机研究了700~1050 ℃温度范围内含有As、Sn和La的低碳钢的高温热塑性。结果表明,残余元素As、Sn在晶界的偏聚增加了第Ⅲ脆性区的宽度和凹槽的深度,恶化了钢的热塑性。而稀土La的加入固定了钢中部分残余元素,细化了晶粒,减少了残余元素在晶界的偏聚,并降低了动态再结晶的起始温度,从而改善了试验钢在830~950 ℃范围内的热塑性。     

超高强贝氏体钢的冲击性能和组织特征

通过系列冲击和回火实验,研究了TMCP工艺条件下100kg级煤机用钢的冲击性能和显微组织的演变规律。结果表明,实验钢的组织以马氏体和下贝氏体为主。钢板的韧脆转变温度在-70℃~-50℃之间,钢板断裂为韧性断裂。钢板的冲击功横向比纵向高50J左右。经300℃回火后组织仍然具有较明显的板条特征,基体位错密度大幅下降,少量碳化物已有析出;回火温度到600℃时,板条特征不明显,为典型上贝氏体组织。回火后钢板的冲击功下降约30%。     

含铝低温贝氏体钢的热变形行为

采用Gleeble-3500热模拟试验机,对两种含铝低温贝氏体钢进行热压缩试验,变形温度为1000、1050、1150℃,变形速率在0.001~10 s-1之间,应变量达到0.8。结果表明,随着低温贝氏体钢中铝含量的增加,钢的峰值应力减小,铝含量由0.43%增加到0.75%时,低温贝氏体钢的变形激活能从473.828 kJ/mol上升到511.364 kJ/mol。并求得两种试验钢的热本构方程。     

The corrosion resistance of ultra-low carbon bainitic steel

The corrosion resistance of ultra-low carbon bainitic (ULCB) steel was compared with a weathering steel 09CuPCrNi through accelerated corrosion tests. The results indicated that the corrosion resistance was almost the same for ULCB and 09CuPCrNi based on the weight loss. It can be seen that the grain refinement did not deteriorate corrosion resistance property. The homogeneous microstructure, lower carbon content and random distributing ∑3 boundary could effectively increase the corrosion resistance of the ULCB steel. The characteristics of the rust layers indicated that the inner rust layer contained nanocrystalline Fe_3−xO₄ particles, while copper and chromium alloying additions were enriched at the rust layer and substrate interface in ULCB steel. These factors played important roles in forming a compact protective rust layer.     

高铁刹车盘用CrMoV钢的高温热塑性

采用Gleeble-3800热模拟试验机研究了600～1350℃范围内高铁刹车盘用CrMoV钢的高温热塑性,利用扫描电镜观察断口形貌,利用光学显微镜观察断口截面显微组织.结果表明:试验钢在600～1350℃范围内存在3个脆性温度区间,即熔点～1320℃的第Ⅰ脆性区、1100～1000℃区间的第Ⅱ脆性区和800～650℃...     

回火温度对Si-Mn低碳贝氏体钢塑韧性的影响

采用扫描电镜、X射线衍射仪、透射电镜研究了不同回火温度对Si-Mn低碳贝氏体钢的力学性能、微观组织、残留奥氏体、冲击断裂裂纹扩展的影响。结果表明,提高低碳贝氏体钢回火温度,降低残留奥氏体量,增加残留奥氏体的稳定性,有利于塑韧性的改善。但回火温度达到500℃以上,残留奥氏体量都发生转变或分解,塑韧性会变差。稳定的残留奥氏体会增大裂纹扩展能量,从而改善塑韧性。     

Q235B-2B硼微合金化钢的高温塑性

采用Gleeble-3800热应力-应变热模拟试验机对某钢厂生产的Q235B-2B硼微合金化钢230 mm×1800 mm连铸板坯进行高温力学性能测试,得到了600~1350 ℃温度区间的高温强度和热塑性曲线图。试验结果表明,此钢种第三脆性温度区为750~1000 ℃,低塑性区间较宽。通过扫描电镜观察,能谱分析发现晶界有许多MnS析出物以及少量的BN与MnS复合析出物。硼微合金化钢裂纹敏感性比较高,这是由于硼在晶界的偏聚以及第二相粒子在晶界的大量析出脆化晶界,影响钢的热塑性,结合热力学理论分析,降低氮含量可减少第二相粒子析出,改善钢种的热塑性。     

高碳钢72A热成形性能

用Gleebe-1500热模拟试验机对国内钢厂生产的72A热轧盘条的热塑性进行研究,利用扫描电镜及光学显微镜分析高温脆化原因。结果表明,72A钢的第Ⅲ脆性温度区为700～850 ℃,断面收缩率均低于60%。72A钢在850~823 ℃时的脆化机理为晶界处细小第二相粒子TiN的析出;在823 ℃以下时的脆化机理是晶界处铁素体薄膜的析出。     

INFLUENCE OF TIN ON THE HOT DUCTILITY OF A LOW-CARBON STEEL

The influence of tin on the hot ductility of a 0.15wt%C steel is investigated using a continuous-casting thermal simulator with three cooling rates. Tin can apparently deteriorate the hot ductility of the steel. Non-equilibrium grain boundary segregation of tin occurs during cooling and plays an important role in reducing the hot ductility of the steel. There is a critical cooling rate for the Sn segregation being between 5 and 20K/s.     

低碳贝氏体高强钢中心偏析对冲击性能的影响

用扫描电子显微镜（SEM）、光学显微镜（OM）对低碳贝氏体高强钢冲击断口形貌和组织进行观察,对比分析发现冲击吸收能量偏低试样存在较粗大的晶粒,同时在钢板的厚度中心有贯穿试样的珠光体偏析带。用电子探针（EPMA）对试样截面偏析带进行元素面分布分析发现主要为碳和锰的元素偏析。表明在偏析带中Mn元素富集\,从而阻碍了奥氏体向铁素体的转变,产生C元素偏析,进而形成了珠光体偏析带,容易引起材料内应力集中从而降低对裂纹扩展的阻碍能力,或成为断裂起\源点,降低冲击吸收能量,导致钢板脆性断裂。