热轧后冷却和平整工艺对700 MPa级Nb-Ti微合金化S600MC高强带钢力学性能的影响

研究了热轧后三段冷却工艺和平整工艺对2.3 mm 700 MPa级S600MC高强钢板(/%:0.07C, 0.15Si, 1.50Mn, 0.015P, 0.003S, 0.025Alt, 0.015Nb, 0.08Ti)力学性能的影响。终轧温度870℃,采用三段冷却工艺,中间温度由670℃降至580℃时,屈服强度由557 MPa提高至600 MPa,而抗拉强度基本保持不变(774 MPa至786 MPa),伸长率由24%降至21%,屈强比提高0.04。卷取温度由150℃提高至250℃时,力学性能基本保持不变。一次平整工艺提高高强钢屈服强度达到22～43 MPa,而抗拉强度变化不大,伸长率下降2～5个百分点。二次平整工艺对屈服强度提升尤为明显,可以达到101 MPa,但伸长率下降达到8个百分点,反而不利于改善综合性能。     

C Si Mn Cr Nb钢双相组织性能的柔性控制

 根据C Si Mn Cr Nb试验钢的双道次变形和分段冷却热模拟试验结果,进行了试验钢控轧控冷试验,分析了工艺参数对试验钢组织和性能的影响,获得了具有不同力学性能的铁素体+马氏体或铁素体+贝氏体双相组织。结果表明,试验钢两段轧制分段冷却后550 ℃卷取获得铁素体+马氏体双相组织,屈服强度415 MPa,抗拉强度710 MPa,伸长率23.0％,屈强比0.59。500 ℃卷取得到铁素体加粒状贝氏体双相组织,与550 ℃卷取相比,屈服强度升高35 MPa,抗拉强度降低45 MPa,伸长率略微降低。     

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。     

1.20%铝冷轧TRIP钢的合金设计、工艺和力学性能

报道了含1.2%Al-0.1%C-Mn-Si冷轧TRIP600钢带的研究开发结果,通过合金设计、冶炼、热轧、冷轧和热处理在实验室成功地制备了TRIP600钢带,其屈服强度为390~420 MPa、抗拉强度650~700 MPa,伸长率30.5%~37.5%,强塑积21000~26000 MPa.%。作为热处理工艺设计的基础,通过Thermo-Calc软件计算了试验钢的相图、相组成、贝氏体转变TTT曲线和T0温度线。含质量分数为1.20%铝的冷轧TRIP600的成分设计和工艺参数可以作为工业试生产TRIP600的基础。     

工艺参数对SWRCH35KM组织与力学性能的影响

以实现免退火冷镦钢SWRCH35KM在线软化处理为目标,研究了变形和冷却工艺制度对中碳冷镦钢组织演变和力学性能的影响。结果表明,采用分段缓冷制度,850~750℃终轧后均获得体积分数为60%~63%的铁素体加部分球化珠光体,随着终轧温度降低,铁素体量略有增加,晶粒尺寸从15~16.9μm细化至约10μm,珠光体球化趋势趋于显著。冷却制度对于实验钢力学性能有显著影响。采用轧后分段缓冷制度后,抗拉强度约为490~510MPa,伸长率为36.5%~40.5%,洛氏硬度为73HRB~78HRB;与直接空冷工艺相比,不同终轧温度下抗拉强度降低约为30~40MPa,伸长率提高1%~3%,洛氏硬度降低2HRB~3HRB。     

600MPa级热轧双相钢的组织性能

 介绍了实验室使用两段式冷却工艺试制的600MPa级热轧双相钢的化学成分及相变规律,利用光学显微镜、SEM以及拉伸试验对双相钢的微观组织和力学性能进行检测分析。结果表明：试验用钢的Ac1和Ac3分别为785、940℃;经830℃终轧后,空冷10s到750℃,在750℃开始快冷至卷取温度（≤200℃）,可得到室温组织为铁素体（86.5%）+马氏体的热轧双相钢,其屈服强度为327.1MPa,抗拉强度为651.6MPa,加工硬化率高达0.235,伸长率达25.7%。     

新型锰系空冷超高强精轧螺纹钢筋的研制

  对新型锰系空冷超高强精轧螺纹钢筋进行了实验室研究和工业生产试制。在提高性能同时降低合金成本和简化工艺的原则下,在新型锰系空冷贝氏体钢的基础上采用钒微合金化,开发了超高强精轧螺纹钢筋（PBR）。此外,利用TEM研究了PBR钢筋中钒的析出物的形貌、尺寸及分布。开发的PBR超高强钢筋,不含昂贵合金元素,淬透性好,强度高,屈强比低,全面满足PSB 1080级别要求,20mm钢筋抗拉强度达到1600~1610MPa,屈服强度1400~1420MPa,伸长率8.5%,均匀伸长率5.0%;32mm钢筋抗拉强度达到1450~1500MPa,屈服强度1140~1200MPa,伸长率9.0%,均匀伸长率5.0%。     

超低碳贝氏体钢DB800的研制

测试和研究了50 kg真空感应炉熔炼、控轧控冷16 mm超低碳贝氏体DB800(%:0.058C、0.29Mo、0.05Nb、0.08V、0.02Ti、0.001B)板材的连续冷却转变(CCT)曲线、组织转变和力学性能.结果表明,该试验钢种在冷却速率约为10℃/s的水冷条件下的组织为贝氏体(TEM下呈板条状行貌).试验钢种具有优良的综合力学性能:抗拉强度885 MPa,屈服强度733 MPa,伸长率15.2%,-20℃纵向冲击韧性值46 J和极优的冷弯性能.     

600 MPa低硅Nb-Ti微合金化优质3.5 mm热轧双相钢板的开发

通过真空感应炉熔炼和浇铸的50 kg锭锻成40 mm×150 mm坯和热轧成10 mm板以及热模拟试验研究了开发的低硅Nb-Ti微合金化双相钢(/%:0.082C,0.15Si,1.20Mn,0.010P,0.002S,0.020Nb,0.015Ti,0.045Al,0.0035N)静态和动态连续冷却转变(CCT)曲线、组织(11%马氏体+89%铁素体)和力学性能(抗拉强度682 MPa)。并通过铁水脱硫-260 t BOF-LF-RH-230 mm×1300 mm连铸-热轧工艺试制了低硅双相钢(/%:0.075C,0.15Si,1.16Mn,0.012P,0.003S,0.016Nb,0.015Ti,0.033Al,0.0043N)3.5mm板。结果表明,精轧出口温度810℃,水冷至700℃,空冷4.5 s,卷取温度150℃时,该钢的组织为15%马氏体+85%铁素体,晶粒度12~12.5级,抗拉强度672~692 MPa,伸长率24.0%~28.5%,屈强比0.65~0.67,钢板冲压成塑性能优良,制造的轿车轮辐弯曲疲劳性能15×10⁴次。     

600 MPa级Nb-Ti微合金高强度钢的开发

开发的Nb-Ti微合金高强钢(/%:0.04C、0.34Si、1.40Mn、0.010P、0.004S、0.098Nb、0.020Ti、0.045Al、0.002 5N)由真空感应炉冶炼、50 kg钢锭40 mm锻造板坯经试验室单架轧机于1 200℃7道次轧制成10mm板,末道次压缩比≥15%,终轧温度880℃,喷水冷却至600℃,置于热处理炉600℃30 min,炉冷至室温,分别模拟层流冷却和卷取工艺。该钢经Gleeble 3500热模拟机试验得出,高温低塑性区为650～800℃和≥1 300℃。力学性能试验结果为下屈服强度R_el625～640 MPa,抗拉强度R_m705～710 MPa,伸长率18.0%～19.5%。所开发的钢具有碳当量低,焊接性能好,成本低等特点。     

590MPa级冷轧双相钢组织与性能研究

实验室进行了590 MPa级冷轧双相钢研制,研究了化学成分、轧制工艺和连续退火工艺,进行了力学性能测定和显微组织分析,结合试验结果分析了平整延伸率对钢带力学性能的影响。结果表明,试制的冷轧双相钢经820℃保温,缓冷至680℃,以> 30℃/s速率冷却至270℃进行过时效处理,平整延伸率为0.8%,得到力学性能优良的冷轧双相钢,试验钢屈服强度、抗拉强度、伸长率分别为376 MPa、652 MPa、1%。     

0.25C-1.1Cr-0.7Mn-0.25Mo-0.05V高速动车车轴用钢的热塑性、组织和力学性能

0.25C-1.1Cr-0.7Mn-0.25Mo-0.05V钢经60 t EBT电弧炉-LF-VD-8.4 t铸锭流程冶炼。热模拟试样取自250 m/m×250 mm轧坯。通过Gleeble-3800热模拟试验机测试了温度(室温~1 200℃)对钢力学性能的影响,并得出0.1~35℃/s冷却速度下该钢的连续冷却转变曲线。并通过箱式电阻丝炉和盐浴炉测试了200 mm×200 mm坯经920℃正火,880~900℃油淬,630~680℃回火的力学性能。结果表明,该钢在900~1 200℃具有良好的热加工性能;当冷却速度大于15℃/s时可获得贝氏体+马氏体组织;采用920℃正火,880℃油淬,650~680℃回火后,该钢屈服强度R_(p0.2)为525~570 MPa,抗拉强度R_m为710~745 MPa,伸长率A为22%~23%,纵向冲击功(U-5mm)68~82 J,横向冲击功(U-5 mm)65~76 J,均符合标准要求。     

超级贝氏体钢的现状和进展

超级贝氏体钢的基本合金元素为C-Mn-Si,通过300～500℃低温相变得到超细贝氏体、马氏体和残余奥氏体组织。为减小临界冷却速度、促进贝氏体转变,部分超级贝氏体钢中添加Cr、Ni、Mo等合金元素,并降低C、Mn含量以改善钢材的焊接性能。超级贝氏体钢具有超高强度和良好的塑性,其屈服和抗拉强度分别达～1 200MPa和1 600～1 700 MPa,总伸长率为～15%。新一代超级贝氏体钢的屈服强度可达1 300 MPa以上,抗拉强度超过1 700 MPa。     

空冷低碳贝氏体钢DB590的组织和性能

试验用空冷低碳贝氏体钢DB590(%:0.06C、0.92Mn、0.49Mo、0.65Cr、0.02Nb、0.08V、0.001 0B)由50 kg真空感应炉熔炼、铸成22 kg锭、锻成(mm)100×100×150钢坯,并控制轧成16 mm板,空冷。通过Gleeble 1500热模拟机得出该钢的CCT曲线。DB590钢轧后空冷(3℃/s)的组织为贝氏体+铁素体基体,钢板的抗拉强度645 MPa,屈服强度471 MPa,伸长率32%,0℃冲击功94 J以及优良的冷弯性能。     

高强韧U20Mn2SiCrNiMo贝氏体钢轨热处理工艺的优化

研究正火-回火和等温热处理工艺对U20Mn2SiCrNiMo贝氏体钢轨显微组织和力学性能的影响。结果表明:试验钢经900℃正火+300℃回火后的力学性能为抗拉强度为1396MPa,伸长率为16.0%,冲击吸收功K_U2为57J,HB硬度值402;试验钢经870～930℃加热空冷至300℃等温处理后,抗拉强度基本保持在1300 MPa左右,伸长率为17.0%,冲击吸收功K_U2≥80 J,HB硬度值375～395;和传统的正火+回火工艺相比,优化的等温热处理工艺可以大幅提高U20Mn2SiCrNiMo贝氏体钢轨的冲击韧性,室温冲击吸收功由57J提高到80J以上,提高40%～56%,而断后伸长率基本保持不变,抗拉强度和踏面硬度略有降低。最佳优化工艺为:870℃正火后空冷至300℃保温4h后空冷。     

相变时间对CSP热轧TRIP钢组织和性能的影响

利用OM、SEM、XRD、EBSD和室温拉伸试验机等研究了CSP热轧TRIP钢中间缓冷时间及贝氏体等温时间对组织和力学性能的影响。结果表明,随着中间缓冷时间的延长,试验钢中的铁素体和残余奥氏体体积分数增加,贝氏体体积分数减少;抗拉强度基本不变,屈服强度逐渐降低,断后伸长率和强塑积变化不明显。中间缓冷时间为6 s时,可满足CSP产线的要求。对贝氏体相变时间的研究表明,当等温时间为15 min时,试验钢中的残余奥氏体主要分布于铁素体/铁素体界面、铁素体/贝氏体界面以及贝氏体中,体积分数约为7.1%,表现出良好的TRIP效应。其抗拉强度、屈服强度、断后伸长率和强塑积分别达到744.0 MPa、522.5 MPa、29.3%和21.8 GPa·%,力学性能最优。当等温时间延长至50 min时,试验钢中的贝氏体含量增加,残余奥氏体体积分数减少至2.7%,强塑积明显下降。     

相变时间对CSP热轧TRIP钢组织和性能的影响

利用OM、SEM、XRD、EBSD和室温拉伸试验机等研究了CSP热轧TRIP钢中间缓冷时间及贝氏体等温时间对组织和力学性能的影响。结果表明,随着中间缓冷时间的延长,试验钢中的铁素体和残余奥氏体体积分数增加,贝氏体体积分数减少;抗拉强度基本不变,屈服强度逐渐降低,断后伸长率和强塑积变化不明显。中间缓冷时间为6 s时,可满足CSP产线的要求。对贝氏体相变时间的研究表明,当等温时间为15 min时,试验钢中的残余奥氏体主要分布于铁素体/铁素体界面、铁素体/贝氏体界面以及贝氏体中,体积分数约为7.1%,表现出良好的TRIP效应。其抗拉强度、屈服强度、断后伸长率和强塑积分别达到744.0 MPa、522.5 MPa、29.3%和21.8 GPa·%,力学性能最优。当等温时间延长至50 min时,试验钢中的贝氏体含量增加,残余奥氏体体积分数减少至2.7%,强塑积明显下降。     

700 MPa级高强汽车边梁用钢的试制

介绍了700 MPa级汽车边梁用钢产品的成分设计、冶炼工艺、轧制工艺以及产品的性能,研究了不同卷取温度对带钢力学性能的影响。结果表明:随卷取温度降低,抗拉强度和屈服强度略有升高;卷取温度600℃时,延伸率达到最大值为27.7%。对工业试制产品进行了性能检测,结果表明,试制的700M Pa级高强钢的平均屈服强度为650 M Pa,平均抗拉强度为739 M Pa,平均延伸率达到26.7%,具有高的抗拉强度和良好的成型性能,满足700 MPa级高强汽车边梁用钢的性能要求。     

Ti-V微合金化热轧高强钢的相变规律及组织性能

为进一步提升热轧高强钢的性能,利用热模拟试验机、扫描电子显微镜(SEM)、高分辨透射电子显微镜(HR-TEM)等设备系统研究了Ti-V微合金热轧带钢连续冷却相变规律、组织和性能随卷取温度的变化规律及强化机理。结果表明,当冷却速度低于1℃/s时,试验钢中的组织为铁素体和珠光体。当冷却速度为5～30℃/s时,基体组织由铁素体、珠光体和贝氏体组成,贝氏体相变开始温度介于580～600℃。当冷却速度增加至50℃/s时,试验钢中的奥氏体全部转变为贝氏体。此外,对不同卷取温度下试验钢的组织和性能研究表明:随着卷取温度的降低,试验钢的强度降低,塑性基本不变。当卷取温度为650℃时,力学性能最佳,其抗拉和屈服强度分别为716和653 MPa,断后伸长率达到21.3%,主要是由于晶粒细化和沉淀强化所致。     

冷却工艺对抗大变形管线钢X70HD热涂敷性能的影响

抗大变形管线钢加热并保温一段时间后,钢管力学性能将发生变化,通常会有屈服强度、屈强比升高,均匀延伸率降低,应力—应变曲线形状改变等,这些性能变化将降低钢管抵抗变形的能力。利用扫描镜等设备研究了冷却工艺对21mmX70HD抗大变形管线钢组织、性能和应变时效硬化的影响。结果表明,随着开始冷却温度的降低,先共析铁素体含量逐渐增加,贝氏体组织含量逐渐降低,贝氏体的组织相态由粒状贝氏体逐渐向板条贝氏体转变。当开始冷却温度在700℃时,试验钢板具有最佳的综合力学性能。试验钢板制成1016mm钢管后,钢管在200℃时效保温5min下,纵向屈服强度Rt0.5为497MPa,抗拉强度Rm为695MPa,伸长率为41%,屈强比Rt0.5/Rm为0.72,Rt1.5/Rt0.5为1.24、Rt2.0/Rt1.0为1.09,均匀变形伸长率达到9.0%。