热处理对Ti微合金化马氏体钢强度的影响

对Ti微合金化马氏体钢经不同工艺热处理后的屈服强度进行了研究,并分析了其强化机制。研究表明,Ti微合金化使钢中形成细小的TiC析出相,可以提高马氏体钢的屈服强度。经过回火与再加热淬火工艺处理后,可形成1～10 nm的TiC析出相,使得马氏体钢晶粒细化到约8μm。理论计算与实验数据关于TiC提供的析出强化与细晶强化效果良好吻合,即通过Ti微合金化及回火再加热工艺,由TiC析出相提供的析出强化达到188 MPa,TiC钉扎晶界使得晶粒细化而产生的细晶强化效果为80 MPa。     

Nb/V/Ti微合金化对20MnSi钢组织和力学性能影响

采用扫描电镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)技术和室温拉伸测试等研究了Nb、V、Ti微合金化元素对20MnSi钢显微组织和力学性能的影响。结果表明：Nb、V、Ti微合金化及其所形成的第二相粒子可以阻碍试验钢的晶界迁移、细化晶粒尺寸，经热轧-空冷后晶粒明显细化，晶粒尺寸可达12级，综合力学性能明显优于20MnSi穿水钢筋，并达到新国标中400 MPa级钢筋所要求的性能指标。根据理论模型计算，晶界强化、固溶强化和位错强化增量分别约占屈服强度的54%、22%和17%,而由于微合金化元素含量较低且所形成的第二相粒子体积分数较低，析出强化增量在试验钢屈服强度中的占比仅约7%,表明Nb、V、Ti微合金化设计而导致的晶粒细化对试验钢力学性能提升所产生的贡献十分显著。     

薄板坯连铸连轧工艺生产的Nb、Ti复合微合金化热轧带钢的强化机制

对具有高、低屈服强度的薄板坯连铸连轧工艺生产的Nb、Ti复合微合金化钢的热轧板进行了组织分析,研究了强化机制.组织分析表明,板卷均为铁素体组织.但具有高屈服强度的板卷铁素体呈现出非多边形特征,位错密度较高,晶粒明显小于低屈服强度的板卷.两类板卷中的复合型星形析出物较多,平均尺寸140-150 nm,消耗了钢中50%的Nb.强化机制研究表明,铁素体晶粒细化强化是主要强化机制,占总屈服强度的(43-46)%;两类板卷的析出强化效果微弱,只占总屈服强度的(4-6)%.位错强化与晶粒细化强化是板卷具有高屈服强度的原因.     

微合金化在正火态管线用无缝钢管中的应用

研究了微合金元素Nb、V、Ti在正火态管线用无缝钢管成分体系中的不同作用及其机理,并分析了C、N等元素对微合金化效果的影响。结果表明:Nb、V、Ti在正火态管线用无缝钢管成分体系中,可有效细化晶粒,并产生析出强化效果,从而提高钢的强韧性;提高氮元素含量可有效提高V的析出强化和细晶强化效果;降低碳含量可有效提高冲击韧性,但在碳当量同等的情况下,会降低强度。     

650MPa级V-N微合金化汽车大梁钢强化机制研究

采用OM,SEM和TEM对V微合金化钢与V-N微合金化钢的组织与析出相进行了分析,研究了强化机制.结果表明,V微合金化钢与V-N微合金化钢的显微组织主要为铁素体与少量珠光体的混合组织.随着卷取温度的升高,V-N微合金化钢的强度呈现出先增加后下降的规律,600℃时获得了最优的力学性能,其屈服强度与抗拉强度分别达到了605与687 MPa,延伸率为24.5%.与V微合金化钢相比,V-N微合金化钢的铁素体晶粒更细小,平均晶粒尺寸达到4.5 mm,析出相更细小弥散,尺寸在3~50 nm之间,平均尺寸达到8.0 nm,以及更高的位错密度.晶粒细化、析出强化与位错强化是V-N微合金化钢具有高屈服强度的主要原因,其中细晶强化是最主要的强化机制,占总屈服强度的43.05%,析出强化与位错强化对屈服强度的贡献高达34.44%.     

铌微合金化船用柴油机硼铸铁缸套组织与性能研究

采用铸铁-水玻璃砂复合型负压铸造浇注铌微合金化6170和6190型柴油机硼铸铁缸套，并对不同Nb含量对铸铁组织、硬度和抗拉强度的影响进行了研究。结果铸件尺寸精确，无铸造缺陷。Nb能细化晶粒和石墨，明显提高强度和硬度。其强化机理主要是硬质相强化、固溶强化和晶粒细化强化。ω(Nb)的最佳量为0．25％。     

控制冷却工艺对Ti微合金化中碳钢板组织和性能的影响

采用控制轧制-控制冷却-淬火-回火工艺制备20 mm 厚的Ti微合金化中碳钢板,研究了控制冷却工艺(冷却速度)对该钢有效晶粒尺寸和析出相的影响,并探讨了其强韧化机理。结果表明:冷却速度越快,有效晶粒尺寸越小,马氏体板条宽度越窄,含Ti析出相越细小,使其兼具高强度和良好的塑性韧性。主要是由于快速冷却保留了轧制时获得的晶体缺陷和形变能,使再加热奥氏体细化,而且快速冷却抑制了Ti在冷却过程中析出,使Ti处于过饱和状态,再加热过程中逐渐析出细小的含Ti析出相,能更有效地阻止奥氏体晶粒长大。有效晶粒细化以及纳米级含Ti析出相使该钢板具有良好的力学性能。     

钛微合金钢研究现状和发展趋势

钛微合金化技术作为当前研究的重点,主要是通过细化晶粒、析出沉淀相的方法来改善钢的物理、化学和力学性能,获取细小、弥散的第二相粒子。总结了钛微合金钢的强化机制,对钛微合金钢中沉淀相进行了分析,阐述了TMCP和热处理对钛微合金钢的影响,从强化机理、析出物分析、有效析出物控制、热处理工艺等方面概述了钛微合金钢的研究现状、展望了发展趋势。     

Ti、B微合金化42CrMo钢的组织与性能

用感应炉冶炼了Ti、B微合金化的42CrMo钢,分析了热处理试样的组织及性能变化。结果表明,Ti、B微合金化细化了42CrMo钢的晶粒和组织,提高了材料的回火稳定性。Ti、B微合金化显著提高了42CrMo钢的强硬度和塑韧性。其中42CrMoTiB-2钢具有最佳的综合力学性能,该钢的Ti、B含量分别为0.09wt%和0.003wt%。     

TSCR流程Ti微合金化超高强钢的第二相析出行为研究

利用Gleeble-1500D模拟机进行了Ti微合金钢的热模拟试验,研究了其在薄板坯连铸连轧(TSCR)流程下Ti(C,N)沉淀析出行为。结果表明,Ti微合金钢在TSCR流程中存在两类含Ti析出物:正方形的或矩形的TiN和球形或不规则形状TiC。TiN析出物主要在连铸凝固前钢液中和铸坯均匀化加热时析出,在连轧时起到抑制动态再结晶晶粒生长的作用;而TiC析出物主要是在连轧和卷取时析出,对Ti微合金钢起沉淀强化作用。为了提高Ti微合金钢沉淀强化效果,应在TSCR流程中增加TiC的体积分数和减小TiC的尺寸。     

轧后冷却方式对钛微合金高强钢组织性能的影响

本文实验研究了轧后冷却方式对低碳钛微合金钢组织、析出行为以及力学性能的影响。结果表明,不同的轧后冷却方式（层流冷却、层流冷却+超快速冷却、超快速冷却）下实验钢的组织主要是细晶铁素体。与层流冷却工艺相比,采用超快速冷却工艺能够细化铁素体晶粒尺寸,促进微合金元素Ti在铁素体中的析出且细小弥散。采用超快速冷却工艺,实验钢的抗拉强度和屈服强度分别达到了760MPa和683MPa,比层流冷却工艺下实验钢分别提高了40MPa和20MPa。     

有效Ti含量对退火态DC01EK带钢组织性能的影响

低碳钢中加入Ti元素对钢中N、S、C化合物的析出有影响,从而会对钢的性能产生极大的影响。针对当前市场对退火态DC01EK带钢屈服强度的较高要求,对一种Ti微合金化退火态DC01EK带钢在不同化学成分下的力学性能、显微组织和析出物进行了试验研究,结合屈服强度计算模型,分析了不同化学成分试验钢组织性能变化的原因。结果表明:细晶强化作用是导致成品带钢屈服强度差异的主要原因。在试验钢中Ti元素添加量相对较少,且当有效Ti含量在0.003 6%及以下时,成品带钢中主要析出粗大的TiN、Ti₄C₂S₂及少量细小的TiC,细晶强化的作用较小,对屈服强度增量的影响较小;而当有效Ti含量在0.007 14%及以上时,由于有更多富余的Ti与C结合,能够析出大量细小的TiC析出物,细晶强化作用显著,成品带钢屈服强度明显提高。因此在实际生产中,对DC01EK搪瓷钢进行化学成分设计时需要考虑Ti、N、S三者之间的配比,即需要考虑有效Ti含量对其性能的影响。     

电解加钛对6063铝合金的晶粒细化效果

向铝电解槽中加入少量的二氧化钍，可生产含少量钍的电解低钍铝合金锭。本文用电解低钍铝合金锭配置6063变形铝合金，研究了这种加钍方式对6063铝合金的晶粒细化效果及细化机理．并与铝钍中间合金．对6063铝合金的细化效果做了对比。结果表明，电解加钍的细化效果优于用铝钍中间合金加钍的细化效果。且随保温时间的延长。有更好的抗晶粒细化衰退效果。用电解低钍铝合金配置6063铝合金是完全可行的，用电解的方法加入二氧化钍是一种质优价廉的新方法。     

Influence of filler wire composition on weld microstructures of a 444 ferritic stainless steel grade

Seven compositions of metal cored filler wires for gas metal arc welding (GMAW), containing the same weight percent of chromium (Cr) and molybdenum (Mo) as 444 steel, but with different titanium (Ti) and niobium (Nb) contents were investigated. Experimental results pointed out that the filler wire Ti content required to be twice time more than the amount expected in the deposited metal. This was due to the low Ti transfer ratio during arc welding. Moreover, Ti increased the wetting angle and promoted penetration. It was supposed that Ti affected the weld pool surface tension what led to inward Marangoni convection.Columnar to equiaxed grain transition (CET) was also promoted thanks to the precipitation in the weld pool of Ti rich refractory compounds which act as heterogeneous nucleation sites for equiaxed grains. A minimum 0.3% Ti was required in the filler wire to form a completely equiaxed grain structure in the fusion zone. Niobium in the filler wire did not seem to have any effect on penetration, wetting and grain structure of the fusion zone.     

低成本钛微合金化Q345B钢组织性能的研究

通过采用低锰（w(Mn)=0.6%~0.8%）钛微合金化（w(Ti)=0.045%~0.060%）的成分体系以及控轧控冷工艺,成功试制出低成本钛微合金化Q345B带钢。结果表明：不同厚度规格带钢的屈服强度为413~468 MPa,抗拉强度为571~595 MPa,伸长率为25.3%~27.9%,常温冲击功为105~134 J,冷弯性能合格,均满足国标要求。Ti的析出物有尺寸大小为50~100 nm的方形TiN粒子和尺寸小于10 nm的球形纳米TiC粒子,充分发挥了Ti的细晶强化和沉淀强化效果。     

FTSR薄规格高强钢的开发与应用

介绍了河钢集团唐钢公司对Nb、Ti微合金化高强薄规格QStE700T带钢的研发及其应用情况。通过化学成分设计,以及对加热炉温度的制定,板坯温度均匀性的控制,轧辊凸度、轧制负荷分配和轧制速度的优化,实现了1.2 mm厚带钢的稳定生产。热轧带钢组织以铁素体和贝氏体为主,其力学性能和扩孔性能满足了汽车零件的生产与轻量化要求,目前该产品已用于挂车车厢的生产。     

������װTi΢�Ͻ��������������������Ƴ������

实验室模拟了不同热送热装温度的Ti微合金化连铸坯热送热装和加热过程,并采用光学显微分析、扫描电镜分析和透射电镜分析等方法,观察了生产条件下连铸坯和粗轧中间坯试样的显微组织,以及实验室条件下不同热履历铸坯试样的显微组织,分析了热送热装连铸坯在粗轧过程中表面裂纹的生成原因。结果表明,经热送热装的连铸坯表面金属中奥氏体晶界处的先共析铁素体膜及沿奥氏体晶界的碳氮析出物可能是导致粗轧过程表面裂纹形成的主要原因。     

550L板坯升级轧制600L牌号带钢试验研究

针对高强汽车钢生产合同量小、规格繁多,混浇坯和合同余材多的问题,以550L带钢的生产为例,研究了终轧温度、冷却速率对550L带钢组织以及力学性能的影响。结果表明,粗轧在再结晶区利用大变形量获得细小均匀的奥氏体组织;精轧采用低温轧制,获得内部有大量变形带的扁平状奥氏体组织,可以提高晶界面积,增加相变形核核心和驱动力,在随后的超快密集冷却过程中形成晶粒细小的铁素体组织,充分发挥细晶强化、相变强化、析出强化、位错强化的作用,使其性能达到高级别600L牌号带钢性能,实现了升级轧制,解决了上述问题。     

钛对20CrMnTi钢淬透性影响的研究

本文设计了一系列工艺试验,研究了钛及热处理工艺对20CrMnTi钢淬透性的影响。结果表明,钛在20CrMnTi中最适合的含量在0.07％左右,它既保证了奥氏体晶粒度,又提高了钢的淬透性;同时还分析了影响该钢淬透性的因素,认为TiC的析出行为是首要因素之一。     

铁路货车用TCS345不锈钢焊接热影响区韧性分析

利用 thermol-cal 软件获得一定成分体系下铁路货车用 12%Cr 铁素体不锈钢的相图,结合相图对 12%Cr 铁素体不锈钢的焊接过程进行分析.利用光学显微镜、扫描电镜分析 12%Cr 铁素体不锈钢的焊接热影响区为铁素体和马氏体以及碳、氮化物组成的粗晶区和细晶区两部分.结果表明,铁素体晶粒的尺寸与马氏体的含量是影响热影响粗晶区韧性的主要因素.当母材中的碳、氮化物颗粒尺寸在 2～5μm 时,具有最优的冲击性能;当母材中碳+氮含量为 0.02% 左右时,在文中试验条件下粗晶区的马氏体含量为 40%,焊接接头粗晶区具有 -22 ℃的最低韧脆转变温度.

Abstract：

The transformation temperature phase diagram of 12% chromium steel is obtained by using Thermal-cal software. Process of welding 12% chromium stainless steel is analysed with the phase transformation temperature scope. The heat-affected zone (HAZ) of the weld joints is observed with optic microscope and scanning electronic microscope, which the microstructure consists of ferrite, martensite, coarse grain heat-affected zone (CGHAZ), fine grain heat-affected zone (FGHAZ) and Ti(C/N). The key elements that affect toughness of CGHAZ are ferritic grain size and martensitic content. The base material has the best impact toughness when grain size of Ti(C/N) reaches 2-5μm. The lowest ductility-brittle transition temperature in CGHAZ is -22 ℃ when content of carbon plus nitrogen in base material is about 0.02% and martensitic content in CGHAZ is 40% under some certain welding procedure.