微合金化热轧低硅多相钢的组织与性能

为了开发微合金化热轧低硅多相钢,在不含替代硅的合金元素的化学成分设计基础上,通过热轧实验研究了终冷温度对显微组织和力学性能的影响。结果表明,终冷温度从420℃升高到500℃,均可得到多相组织,其中残余奥氏体量增加了6.5%,马氏体消失,组织中出现大量的贝氏体。当实验钢的轧制工艺参数和开冷温度相近时,组织中的铁素体量、铁素体平均晶粒尺寸大致相同,终冷温度对其硬相特性以及残余奥氏体的分布有很大影响。终冷温度为470℃时,硬相特性及残余奥氏体的分布匹配良好,其屈服强度、延伸率、强塑积分别达到460 MPa、31.3%和21 754 MPa·%。     

7．9Mn－1．4Si－0．07C钢高强韧机理研究

通过热轧、温轧、奥氏体化、两相区退火处理得到7．9Mn－1．4Si－0．07C钢板,该材料的拉伸强度及塑性随奥氏体化温度不同而具有显著差异．奥氏体化温度降低,室温下奥氏体含量升高,综合力学性能提高．当奥氏体化温度由900℃降低为800℃时,所得到钢板的奥氏体体积分数由15％增加到28％,拉伸强度由1150MPa提高到1340MPa,塑性由21％提高至27％．实验钢优异的力学性能源于其中大量的超细铁素体及奥氏体,细晶强化使其具有超高强度,铁素体基体及变形过程中奥氏体向马氏体相变提供了良好的塑性．基体组织中的位错强化,形变诱导马氏体转变的TRIP效应等是增强该钢板加工硬化能力的主要因素．     

两相区保温及Q&P工艺对改善钢组织性能的分析

在普通的热连轧设备中,简化后的淬火—配分(QuenchingPartitioning-QP)工艺的应用可以获得性能更加优异的高强度钢,提高传统QP工艺在实际生产中的可操作性以及改善热成形钢的力学性能。文章基于盐浴炉模拟了一步法QP工艺,研究了两相区保温,不同配分温度及配分时间对0.24C-0.38Si-1.27Mn热成形钢组织与力学性能的影响。结果表明:经温度为770℃保温时间为120 s,并在300和340℃分别配分10~60 s后,显微组织主要为铁素体、板条马氏体及残余奥氏体,且该热成形钢的最佳配分温度和配分时间为300℃和60 s;而经300和340℃配分60 s后,断后伸长率和强塑积均得到了大幅度的提升;强塑积与断后伸长率之间的变化规律高度相似,断后伸长率对于强塑积的影响比抗拉强度的影响要大,通过提高断后伸长率来提高钢的强塑积更加有效。     

ZrC粒子对低碳钢晶粒细化及力学性能的影响

在低碳低合金钢熔炼过程中加入平均径为0．5μm，体积分散为0．8％的ZrC粒子，研究了不同轧制变形量条件下的晶粒细化行为及力学性能，轧制变形过程中在ZrC粒子周围形成高位错密度和高晶格畸区，成为形为核心和再结晶核心，促进了高温奥氏体非自发再结晶细化奥氏体晶粒；由于奥氏体晶粒尺寸细化，奥氏体晶界面积增大，随着后进行的铁体相变的铁素体形核位置增多，从而大大细化了铁素体晶粒尺寸：轧制变形量与ZrC粒子体积分数存在一定的最佳配合才能对晶粒细有作用，本实验中轧制变形量为62％，ZrC粒子体积分数0．8％以及轧后水冷条件下，铁素体晶粒尺寸细化到9．8μm，屈服强度和抗拉强度明显提高，分别达到386．4MPa和522．1MPa；同时冲击吸收功（AKV＝118．5J）不降低且延伸率（δ5＝34．5％）有所提高，说明添加ZrC粒子粒子可促进晶粒细化。     

用超快速冷却工艺开发热轧高强度带钢的实验研究

在实验室以一种普通含Nb微合金化钢为原料,用超快速冷却工艺开发热轧高强度带钢。采用LEICA图像分析仪观察分析开发的热轧高强度带钢试样的微观组织,采用INSTRON拉伸机检测试样的屈服强度、抗拉强度、断后总延伸率等力学性能。结果表明,采用该工艺获得两种具有良好强塑性能匹配的新钢级:一种为体积分数82%多边形铁素体+体积分数18%岛状马氏体的双相钢,屈服强度为516 MPa,抗拉强度为795 MPa,断后总延伸率为23%;另一种为体积分数95%粒状贝氏体+体积分数5%岛状马氏体的复相钢,屈服强度为538 MPa,抗拉强度为790 MPa,断后总延伸率为25%。     

冷却速度对SA508-3钢显微组织与力学性能的影响

利用快速热膨胀仪测得SA508-3钢奥氏体化后以不同冷速冷至室温的热膨胀曲线,通过切线法分析热膨胀曲线并结合金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)观察不同冷速下材料的显微组织,确定了不同冷速条件下SA508-3钢的相变类型。发现冷却速度在0.01~0.05℃/s时,发生铁素体相变、珠光体相变和贝氏体相变;冷却速度在0.1~5℃/s时,发生贝氏体相变;冷却速度在10~50℃/s时,发生马氏体相变。使用炉冷、砂冷、油冷三种冷却方式模拟大型锻件不同部位的冷却条件,并测试了不同冷却方式下材料经880℃×1h淬火+640℃×2h回火处理后的力学性能。结果表明:随着冷却速度的增加,显微组织的类型逐渐从铁素体、珠光体组织变为贝氏体和马氏体组织。较快冷速条件下,SA508-3钢可以达到强度和低温冲击韧性的良好结合,而随着冷速降低,材料的强度和冲击韧性同时下降。     

两相区热处理对不同初始组态钢板组织性能的影响

采用0．08C-1．2Mn-0．15Si成分钢,研究了γ＋α两相区退火＋淬火工艺对不同初始组态钢板组织及力学性能的影响．在相同热处理制度下,初始晶粒越细,马氏体体积分数越多;同一初始组态钢板,保温时间在2～30min内,随着保温时间延长,马氏体体积分数缓慢增长;经热处理后,得到铁素体＋马氏体双相钢的力学性能：抗拉强度600MPa级,加工硬化指数n值为0．17～0．22,屈强比0．50～0．60,延伸率大于20％．     

锻造余热处理对最终淬火组织和性能的影响

本文研究了锻热预处理(锻后直接淬火加600℃高温回火)对最终淬火和低温回火(180℃)的45钢的显微组织和性能的影响。观察和测定了显微组织、奥氏体晶粒尺寸及机械性能。结果表明,与正火和锻后空冷相比,这种型式的预处理可以细化淬火钢的奥氏体晶粒,同时可提高钢的韧性和塑性。由此可以认为,用锻热预处理代替正火是可能的。     

淬火温度对X80管线钢组织影响分析

采用双相区加速冷却法(DPAC),X80管线钢经奥氏体化及缓冷后分别在760、740、720、700、680℃淬火。淬火组织分别经4%硝酸酒精与LePera试剂进行金相腐蚀,分别进行组织定性/定量分析及整体/组织硬度测试。结果表明,不同淬火温度下组织为多边形铁素体+针状铁素体+贝氏体/马氏体复相组织。与硝酸酒精腐蚀的微观结构相比,LePera试剂可清晰显示马氏体/奥氏体组织,但铁素体晶界模糊。随淬火温度下降,铁素体晶粒尺寸与含量增加;针状铁素体逐渐向贝氏体/马氏体复相组织转化;马氏体/奥氏体岛状组织分布上由铁素体/贝氏体两相晶界间向铁素体同相晶界间转变,组织形态上由薄膜状向颗粒状转变。     

热处理对TRIP590钢微观组织及力学性能的影响

采用Gleeble3800热模拟机对TRIP钢拉伸试样进行不同工艺条件的快速热处理模拟实验,并采用金相分析、显微硬度测试等方法对试样进行组织观察和性能测试,目的是通过适宜的热处理工艺促使材料微观组织中出现适量的残余奥氏体组织,增强该材料在变形过程的相变诱导塑性（TRIP）效应,强化材料.结果表明：在两相区内,TRIP钢中的残余奥氏体含量随着退火温度和退火时间的增加而增大,以25℃/s缓慢加热到700℃,再以150℃/s的速率快速加热到820℃保温120 s后淬火处理,处理后的试样,残余奥氏体体积分数达到13%,显微硬度最高,达到262 HV.     

热穿-热轧法生产的新型贝氏体中空渗碳钢的组织和性能

用热穿-热轧法制备了新型贝氏体中空钢．研究了热处理对新型贝氏体钢和渗碳处理对中空钢组织和性能的影响．结果表明：新型贝氏体钢正火＋低温回火热处理后的组织为贝氏体铁素体和奥氏体,淬火＋低温回火后的组织由马氏体、贝氏体和奥氏体组成;正火或淬火＋低温回火后,新型贝氏体中空钢具有良好的强韧性．正火＋低温回火后,中空钢的组织为贝氏体铁素体和残余奥氏体组织．新型贝氏体中空钢渗碳后空冷,渗层的组织为高碳马氏体和残余奥氏体组织,非渗层为贝氏体铁素体和残余奥氏体组织,实体中空钢具有较好的强韧性和渗碳效果．     

9Ni钢临界区热处理

采用热力学软件Thermo-Calc计算了9Ni钢相图、相变温度以及合金元素Ni在奥氏体和铁素体中的含量。计算结果表明:Ni扩大了奥氏体区,并且当温度低于700℃时在奥氏体中形成偏聚。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等对经淬火+临界区淬火+回火处理的9Ni钢进行了观察。结果表明:9Ni钢显微组织为回火马氏体组织和逆变奥氏体,逆变奥氏体约占7%,9Ni钢的冲击断口含有大量韧窝,强韧性满足性能要求。     

稀土对BNbRE重轨钢组织及临界点的影响

研究了BNbRE钢中残留稀土元素对其相变临界点、退火后珠光体组织及热轧态奥氏体晶粒的影响.结果表明,钢中残留稀土元素使Ar1温度降低,Ms温度升高;奥氏体晶粒细化,铁素体量减少,珠光体量增多.     

形变温度对高锰T RI P／T WI P钢拉伸性能和组织的影响

研究合金成分为18 M n-0 .15C-3Si-3 Al的高锰T RIP/T W IP钢（18 M n钢）在 40 ～200oС 范围内的拉伸变形行为,分析形变温度对其拉伸性能、相组成和显微组织的影响. 采用EBSD取向成像分析方法着重研究了〈111〉取向的奥氏体晶粒在拉伸过程中的相组成变化. 结果表明,随着形变温度的升高,18 M n钢的抗拉强度和延伸率大体上呈降低趋势,T RIP效应很快消失,形变孪晶和位错滑移取代马氏体相变成为主要的形变机制,即奥氏体晶粒内形变机制的变化为：α’- M相变→ε- M相变→形变孪晶→位错滑移.18 M n钢中较硬的铁素体在形变过程中能提高材料的加工硬化率,但同时也会引起低温脆性     

700MPa级超低碳高强度贝氏体厚钢板的晶粒细化机制研究

根据超低碳微合金化的成分设计意图,采用控制轧制和控制冷却工艺得到细化的贝氏体组织,利用光学显微镜、FE-SEM和TEM对各类微观组织和析出物进行了研究和分析。结果表明,700MPa级超低碳贝氏体厚钢板为细小均匀的粒状贝氏体和少量针状铁素体与多边形铁素体的复合组织,其屈服强度不小于580MPa,抗拉强度不小于700MPa,低温冲击韧性为-20℃,Akv不小于150J。钢板具有强度高、韧性好和焊接性能良好的特点,其强度和韧性的良好匹配主要是由于在粒状贝氏体相变前形成了少量的针状铁素体分割奥氏体晶粒,从而细化了最终的复合组织。     

45钢“零保温”淬火工艺的可行性研究

根据传热方程计算了45钢工件的透热时间,探讨了"零保温"淬火温度对钢的力学性能的影响.直径不大于70 mm的45钢工件,表面与心部达到840℃的时间相近;在780～900℃范围内随着淬火温度的升高,45钢的强度、硬度升高,经900℃"零保温"淬火后具有较高的强度和硬度;该钢"零保温"淬火后获得细小的板条状马氏体组织,其原因与奥氏体晶粒细化和奥氏体中碳分布不均匀有关.理论分析和实验结果表明45钢"零保温"淬火工艺是可行性的.     

T10钢的碳化物细化工艺研究

选择不同的固溶温度,探讨了固溶温度对 T10钢碳化物细化程度的影响。提出 T10钢最佳热处理工艺为980℃加热,油冷,640℃回火,再经770℃淬火,170℃回火。结果表明,细化处理后,使碳化物尺寸由2.8μm 细化为0.5μm,且形状圆整,分布均匀。奥氏体晶粒度由8级细化为10级。从而使材料在保持高强度、高硬度情况下,塑性、韧性显著提高。     

非调质冷镦钢轧后冷却相变行为与组织的模拟

在有限元软件MSC.MARC的基础上进行二次开发,建立非调钢轧后冷却过程的有限元模型.研究非调钢轧后冷却过程中的相变行为,重点研究不同规格和冷却速度对非调钢组织转变的影响.结果说明,随成品规格增大、冷却速度降低,铁素体体积分数增多,珠光体体积分数减少,晶粒度级别降低.为生产工艺控制提供依据.     

38CrMoAlA钢强韧化处理的研究

本文研究了亚温淬火对38CrMoA1A钢组织和性能的影响。研究指出,以板条马氏体为原组织,亚温淬火后所获得的针状铁素体和马氏体复合组织,与常规调质相比,可在不降低强度情况下,进一步提高钢的韧性,其较佳的工艺为1050℃淬火 880℃淬火。亚温淬火后的氮化性能与常规调质后氮化性能相仿。     

热处理工艺对20Mn2Cr汽车用钢热轧板组织和性能的影响

采用JMatPro软件模拟设计一种新型汽车用钢20Mn2Cr,利用Gleeble热模拟实验机对20Mn2Cr钢热轧板进行不同工艺的热处理,采用光学显微镜、扫描电子显微电镜、显微硬度计等分析冷却速度、等温淬火保温时间、奥氏体化温度对其组织和性能的影响。结果表明:20Mn2Cr钢淬透性良好,随着冷却速度的降低,组织中出现少量竹叶状的下贝氏体组织且原奥氏体晶粒增大,致使显微硬度降低;等温淬火保温时间对20Mn2Cr钢基体组织形貌影响不大,但随着保温时间的延长,显微硬度增加;当奥氏体化温度由单相区950℃调整到双相区800℃时,组织中出现少量铁素体组织,马氏体基体组织碳含量上升,致使显微硬度增大。