淬火冷却速度对耐热钢1Cr12Ni3Mo2VN组织和性能的影响

研究了1040℃1h油冷、炉冷(5℃/min)、1℃/min、0.5℃/min冷却后耐热钢1Cr12Ni3Mo2VN的组织和该钢1040℃1h不同冷却速度淬火+565℃2h空冷后的力学性能。试验结果表明,该钢4种冷却速度淬火均可得到马氏体组织,但油冷+回火的A_(KV2)值为156.5 J,而5～0.5℃/min冷却+回火时为40.5～16.5 J。残余奥氏体发生热失稳分解是导致试验钢淬火缓冷后冲击韧性显著下降的主要原因;在淬火缓冷过程中720～820℃这一温度段,由于原奥氏体晶界上碳化物的大量析出,使残余奥氏体中合金元素和碳含量的显著减少,造成淬火组织中的残余奥氏体稳定性大幅度下降。     

冷处理温度对1Cr20Co6Ni2WMoV钢组织和力学性能的影响

马氏体热强钢1Cr20Co6Ni2WMoV用真空感应炉冶炼,锭重22.5 kg并锻成中16 mm棒材。试样经 1060℃1h油冷淬火, -70℃或-192℃2h空冷的冷处理,640 ℃3 h空冷回火处理。试验结果表明, 1Cr20Co6Ni2WMoV钢在热处理后的组织由高密度位错的回火板条马氏体、残余奥氏体、δ-铁素体和M₂₃C₆组成。 随冷处理温度由-70 ℃降至-192℃,晶界上M₂₃C₆析出数量增多,晶内位错密度升高,残余奥氏体含量降低,钢 的抗拉强度和屈服强度分别由1045 MPa和715 MPa提高至1090 MPa和760 MPa。     

超高强铁素体/贝氏体双相钢的控轧控冷实验研究

在实验室Φ450 mm轧机上进行了铁素体/贝氏体双相钢（/%:0.22C,0.47Si,2.50Mn,0.05Al,0.02Nb,0.41 Cu）终轧800～860℃的控轧控冷实验。结果表明,实验钢经控轧控冷后,获得以铁素体/贝氏体双相组织为主并含有少量残余奥氏体+马氏体的复相组织。降低终轧温度、加快冷却速度可使铁素体晶粒细化。800℃终轧后层流冷却到560℃,然后空冷到室温的实验钢组织中残余奥氏体含量为11.4%,对强度和韧性的良好匹配贡献很大,其力学性能为:抗拉强度（R_m）1131MPa ,屈强比(R_p0.2/R_m)0.61,伸长率(A₅₀)16%,强塑积(Rm×A₅₀)18096 MPa·%     

高温条件下镧对高铌钢显微组织的影响

利用管式气氛炉、金相显微镜和扫描电镜研究了高温条件下镧对高铌钢奥氏体晶粒长大行为及室温组织的影响。将含镧和不含镧的实验钢加热到1250℃保温20 h后进行冰盐水淬火和随炉缓冷。结果表明,镧显著抑制高铌钢奥氏体晶粒长大,使原始奥氏体平均晶粒尺寸由146.5μm减小到70.2μm;镧的加入能够改善高铌钢随炉冷却后的室温组织,晶粒大小更加均匀,铁素体平均晶粒尺寸由27.3μm减小到17.4μm。实验结果能够为镧在高铌钢中的应用提供理论依据。     

Nb-V复合微合金化对管线钢再加热奥氏体影响规律研究

借助光学显微镜(OM)、高分辨透射电镜(HRTEM)等分析手段，通过热处理试验,热力学模型计算及therme-cacl软件分析等，研究了再加热过程中管线钢奥氏体晶粒尺寸和微合金元素溶解和析出行为之间的耦合关系。结果表明，试验钢在再加热温度1 180℃、保温1.5 h时，此时奥氏体晶粒尺寸存在以下规律：Nb钢(61.14μm±5.59μm)钢>QNb-V_钢>QV_钢，进一步证实在该阶段奥氏体晶粒的长大主要与Nb元素固溶量成正相关。在再加热温度1 180℃、保温1.5 h下Nb-V试验钢和Nb钢原奥氏体晶粒尺寸、Nb固溶量都在相近的范围内，从再加热阶段进一步验证了含V管线钢的可行...     

紧固件用SA-540合金钢的强韧化工艺研究

通过成分优化(/%:0.35～0.46C,0.6～1.0Cr, 1.50～2.05Ni, 0.18～0.32Mo, 0.1V)、冶炼工艺(3 t VIM+ESR)以及热处理工艺(再次热处理工艺：850℃2 h水冷+590℃5 h水冷)的合理制定,获得了满足指标要求的紧固件用高强高韧SA-540合金钢材料。结果表明,为确保SA-540合金钢高温300℃规定塑性延伸强度R_p0.2≥860 MPa,室温抗拉强度应控制在1150～1170 MPa,仅有20 MPa的强度范围。对于经850℃2 h淬火/水冷+560℃5 h回火/水冷调质处理后室温抗拉强度超标的紧固件,可再次通过重新淬火并提高回火热处理温度(850℃2 h淬火/水冷+590℃5 h回火/水冷)使合金钢拉伸性能满足指标要求。SA-540合金钢淬火后随回火的温度升高,呈现抗拉强度和屈服强度下降、伸长率和断面收缩率增加的变化趋势。添加0.1%V的SA-540合金钢,可明显提高合金钢的强度和塑性指标,但低温冲击性能降低明显。     

冷却方式对T91钢连铸坯组织及性能的影响

采用不同冷却方式(随炉冷、沙冷、等温冷、空冷及雾冷)处理T91钢连铸坯,研究冷却速度(2.5~18℃/min)对该合金组织及性能的影响。研究表明:经同一奥氏体化过程后,冷却速度对钢材的组织转变影响较大,缓冷(2.5~4℃/min)时,组织为较多的先共析铁素体和少量板条马氏体;随冷却速度增加(6~18℃/min),马氏体增多,铁素体减少。通过研究发现,缓慢冷却能够大幅提高铸坯的塑性及韧性,塑性最大可提高81.25%,韧性最大可提高22.61%,等温冷却对后序轧管是有利的。     

新型挤压轮钢4Cr3.75MoSiV的析出相对热疲劳性能的影响

开发的新型挤压轮用钢4Cr3.75MoSiV(/%:0.39C、0.95Si、0.35Mn、3.75Cr、1.25Mo、0.99V、0.009 5N)和常用挤压轮钢4Cr5MoSiV(/%:0.42C、1.20Si、0.38Mn、5.04Cr、1.14Mo、0.85V、0.035 0N)由10 kg真空感应炉熔炼,并锻成Φ18 mm试验用棒材,然后经880℃1 h+720℃1 h球化退火,1 080℃15 min油淬,550℃2 h+530℃2 h两次回火处理。研究了两种钢主要析出碳化物形貌、尺寸,析出比例和分布以及对500次600℃-室温连续热疲劳性能的影响。结果表明,含5.04%Cr的4Cr5MoSiV常用钢的析出物中V₄C₃+VC占12%,并有26%Cr₂₃C₆析出,而开发的4Cr3.75MoSiV新型钢中有利于提高热疲劳性能的析出物V₄C₃+VC占31%,未发现Cr₃₃C₆析出物;4Cr5MoSiV钢热疲劳损伤因子3.18×10^-3,连续热疲劳试验表面裂纹比热疲劳损伤因子为1.77×10^-3的新型4Cr3.75MoSiV钢表面裂纹粗大。      

轧后冷却工艺对模拟CSP含铜Hi-B钢热轧组织和结构的影响

以模拟CSP工艺-真空感应炉熔炼含铜Hi-B钢(/%:0.06C,3.38Si,0.14Mn,0.013P,0.003S,0.019Als,0.37Cu,0.0015O,0.0087N)模铸成210mm×120mm×60mm板,Φ350mm二辊热轧机1065℃开轧经5道次从60mm轧成3.5mm板(终轧865℃)为试验基板,研究了轧后水冷和轧后水冷至580℃再空冷两种冷却工艺对实验钢组织和织构的影响。结果表明,热轧后水冷到580℃再空冷到室温的冷却方式有助于获得更高取向精准度的高斯织构、更低比例的黄铜织构以及其他合理的织构组成,较轧后水冷工艺更加适合实验钢。     

热轧冷却工艺对Nb-Ti微合金双相钢组织和性能的影响

研究了热轧后空冷(800-850℃→750℃)+水冷(750℃→300～180℃)的两段式和水冷(782℃→760℃)+空冷(760℃→713℃)+水冷(713℃→414℃)三段式冷却方式对双相钢(％:0.08C、1.02Mn、0.22Si、0.02Nb、0.01Ti)组织和机械性能的影响。结果表明,采用两段式冷却方式可得到铁素体+分散的板条马氏体组织,并使铁素体尺寸达5.5μm,钢的屈服强度为345～365 MPa,抗拉强度为565～575 MPa、屈强比为0.60～0.65,优于三段式冷却方式轧制的双相钢。     

薄板坯连铸连轧C-Si-Mn TRIP钢组织和力学性能的研究

用Gleeble-1500热/力模拟机研究了成分(%)为:0.20C-1.08Si-1.43Mn TRIP(相变诱导塑性)钢连续冷却时的组织,并测得动态CCT(连续冷却转变)曲线,得出冷却速度达10℃/s时出现粒状贝氏体,冷却速度15℃/s时得到板条贝氏体。在实验室模拟C-Si-Mn TRIP钢薄板坯连铸连轧工艺试验:用10 kg真空感应炉冶炼,成分(%)为:0.20C-1.54Si-1.55Mn的TRIP钢,钢锭尺寸为(mm):60×100×130,经7道次轧制成厚度6.40 mm板,终轧温度810℃,轧后空冷至700℃,再水冷至400℃模拟卷取。试验结果表明,该钢组织含有5.13%残余奥氏体,37.20%贝氏体,机械性能σ_b715 MPa,σ_s520 MPa,屈强比0.73,δ20%。     

控轧和时效对570 MPa超低碳贝氏体钢组织和性能的影响

成分(%)为0.02C-1.55Mn-0.62Ni-0.53Cu-0.003 5 B-0.055V-0.019Ti-0.028Nb的超低碳贝氏体钢ULCB570,由试验室50 kg真空感应炉冶炼,锻80 mm厚板坯,经开轧温度1 150℃,终轧温度900℃空冷轧成25mm厚板材,并用Thermecmaster-Z热模拟试验机测试了该钢的形变奥氏体连续冷却转变曲线。结果表明,该钢形变后在0.130℃/s冷却下的组织为贝氏体-铁素体+第2相或析出物,轧态抗张强度σ_b为595 MPa,冲击韧性A_KV为180 J,轧态+600℃时效时的σ_b增加至610 MPa,A_KV增加至202 J,达到570 MPa级钢板的性能要求。     

回火工艺对热轧U20Mn2SiCrNiMo贝氏体钢轨组织性能的影响

U20Mn2SiCrNiMo贝氏体钢轨的生产流程为150 t 转炉-LF-VD-280 mm×380 mm铸坯 轧制,终轧930~980 ℃,空冷-340 ℃ 4 h两次回火,空冷。U20Mn2SiCrNiMo钢热轧态(终轧930~980 ℃空冷）和(320 ℃一、二次回火)组织均由贝氏体、马氏体和残余奥氏体组成。力学性能试验结果表明：U20Mn2SiCrNiMo钢轨最佳回火工艺为320 ℃ 4 h空冷+320 ℃ 4 h空冷二次回火,其性能为：屈服强度1242 MPa,抗拉强度1393 MPa,HBW硬度值417,伸长率15.0%,断面收缩率60%,冲击吸收功K_U2 98 J,轨底纵向残余应力+180 MPa。     

Effect of Cooling Method on Microstructure and Mechanical Properties of Hot-Rolled C-Si-Mn TRIP Steel

 The controlled cooling technology following hot rolling process is a vital factor that affects the final microstructure and mechanical properties of the hot-rolled transformation induced plasticity (TRIP) steels. In the present study, low alloy C-Si-Mn TRIP steel was successfully fabricated by hot rolling process with a 450 hot rolling mill. To maximize the volume fraction and stability of retained austenite of the steel, two different cooling methods (air-cooling and ultra-fast cooling “AC-UFC” and ultra-fast cooling, air-cooling and ultra-fast cooling “UFC-AC-UFC”) were conducted. The effects of the cooling method on the microstructure of hot-rolled TRIP steel were investigated via optical microscope, transmission electron microscope and conversion electron Mssbauer spectroscope. The mechanical properties of the steel were also evaluated by conventional tensile test. The results indicated that ferrite and bainite in the microstructure were refined with the cooling method of UFC-AC-UFC. The morphology of retained austenite was also changed from small islands distributing in bainite district (obtained with AC-UFC) to granular shape locating at the triple junction of the ferrite grain boundaries (obtained with UFC-AC-UFC). As a result, the TRIP steel with a content of retained austenite of 1152%, total elongation of 32% and product of tensile strength and total elongation of 27552 MPa·% was obtained.     

Nb微合金化对热轧700 MPa超高强耐候钢组织和性能的影响

试验超高强耐候钢(/%:0.062～0.065C、0.29～0.30Si、1.23～1.27Mn、0.49～0.52Cr、0.19～0.20Ni、0.29～0.31Cu、0～0.20Mo、0.035～0.060Nb)由50kg真空感应炉熔炼,在实验室锻成60mm×60 mm方坯并热轧成4 mm板材,末道次温度880℃,水冷至600℃炉冷。用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜和万能拉伸试验机研究了Nb和Nb-Mo微合金化对该钢组织和力学性能的影响。试验结果表明,0.060%Nb钢较0.035%Nb钢晶粒更细,强度提高～70 MPa,但伸长率相同;与未加Mo的0.035%Nb和0.060%Nb钢相比,0.035%Nb-O.20%Mo钢M/A相明显增加,并出现大量贝氏体组织,抗拉强度增加,但屈强比和伸长率降低。     

1800MPa级低合金超高强度工程机械用钢显微组织与力学性能

 设计了一种新型的超高强度工程机械用钢,在中试轧机上进行了不同工艺模拟轧制,对比研究了工艺1（80%变形量+直接淬火+250℃回火）、工艺2（90%变形量+层流冷却快冷至650℃/1h+空冷+250℃回火）和工艺3（90%变形量+空冷至650℃/1h+空冷+250℃回火）3种不同控轧控冷工艺对试验用钢的显微组织和力学性能的影响。结果表明：工艺1条件下试验钢的抗拉、屈服强度最高,塑韧性最好,分别可达到1816,1473MPa,伸长率为9.5%,断面收缩率为45%,室温冲击功为28J,-40℃冲击功为21J,硬度值达到50HRC,认为获得的是板条马氏体+残余奥氏体的复相组织和析出的复合微合金碳化物、ε-碳化物强韧化机制的综合作用;工艺2,3分别得到的是板条马氏体+块状贝氏体+残余奥氏体、板条马氏体+针状铁素体+片层状珠光体+残余奥氏体,力学性能下降明显;第二相析出物主要是Nb,V,Ti的复合析出颗粒。     

热基镀锌双相钢的组织性能与表面质量

 为了解决汽车用热轧和酸洗双相钢存在的耐蚀性不足问题,开发了一种热基镀锌铁素体贝氏体双相钢。利用扫描电镜、透射电镜、拉伸试验机和成形试验机等设备,研究了工艺参数对铁素体贝氏体双相钢组织性能的影响,并评价了最优退火工艺下双相钢的表面质量。结果表明,热轧钢板的显微组织主要由铁素体和贝氏体组成,贝氏体体积分数为13.3%。当在620~700 ℃之间均热时,贝氏体分解形成渗碳体,随均热温度由620升高至700 ℃,贝氏体体积分数由10.1%下降至6.6%;均热温度在740 ℃及以上时,渗碳体消失,随均热温度由740 ℃升高至820 ℃,贝氏体体积分数由17.2%下降至10.7%。在冷却及镀锌过程中,试验钢中析出纳米级NbC或(Nb,Ti)C复合粒子。随均热温度升高,试验钢屈服和抗拉强度先升高后降低,断后伸长率和扩孔率先降低后升高。均热温度对力学性能和扩孔率的影响,主要是基于对渗碳体形成、贝氏体体积分数及组织硬度差的影响。在780 ℃均热时,可获得屈服强度520 MPa、抗拉强度606 MPa、断后伸长率22%的优异力学性能。此外,试验钢的局部成形性能同样优异,扩孔率达到107%,180°横纵向折弯的最小相对弯曲半径为0。采用预氧化和炉内加湿相结合工艺,提高了钢板可镀性。进行热轧小凸度、酸洗及镀锌光整大轧制力控制,有助于获得较高镀层厚度均匀性。     

控轧控冷工艺对高强度锚杆钢组织和性能的影响

随着矿井深度的增加,对锚杆支护强韧性的要求越来越高,为了应对这一情况,需要研发出更高强度的锚杆钢。利用锚杆钢研究了轧制工艺、冷却工艺与珠光体、铁素体相比例,析出相析出行为及力学性能的关系。研究结果表明,在中轧后、精轧前采用适当水冷+回复段处理的复合工艺可使晶粒更细小、组织更均匀。对超高强度锚杆钢进行热压缩变形试验,由热模拟试验结果确定相转变温度为A_c1=737 ℃、A_c3=886 ℃。最终筛选出入精轧温度为810 ℃、回复段温度为800 ℃时,可获得的晶粒尺寸达4 μm,珠光体体积分数为66.8%,铁素体体积分数为33.2%,珠光体片层间距达200 nm;另外调整V、Cr、N等析出以提高锚杆钢的强韧性,较低的回复温度有利于细小、弥散、V(C/N)析出相的析出,V(C/N)的析出可进一步改善锚杆钢的力学性能。由该控轧控冷工艺轧制的锚杆钢屈服强度为780 MPa、抗拉强度为930 MPa、硬度为291HV、伸长率为20%。