显微组织对X80管线钢力学性能的影响

利用光学显微镜研究了20 mm厚度X80管线钢显微组织类型对强韧性的影响。结果表明:显微组织为针状铁素体和少量的粒状贝氏体时,钢的屈服强度达到512MPa;针状铁素体的晶粒细化、粒状贝氏体和板条贝氏体可以使X80管线钢具有更高的屈服强度,达到600MPa。细小而均匀的粒状贝氏体可以获得良好的冲击韧性。掺杂在一起的细小的针状铁素体、准多边形铁素体、粒状贝氏体促使裂纹扩展路径曲折,改善冲击韧性。     

桥梁钢Q420qD焊接热影响区组织性能研究

桥梁钢Q420q要求同时具有优异的强韧性和良好的可焊性,焊接热影响区(HAZ)的显微组织和性能直接影响构件焊接接头质量。20 mm厚度控轧控冷型Q420qD钢板在不进行焊前预热和焊后热处理条件下进行焊接试验,并针对其焊接热影响区的组织和性能展开分析研究。结果表明:当焊接线能量为15 kJ/cm时,焊接接头的力学性能达到国家标准;焊接接头各区域断口均由韧窝组成,呈现韧性断裂形貌;-20℃冲击功≥279 J,超过国家标准要求值;焊接接头区域未出现明显的软化、硬化现象;焊缝显微组织以针状铁素体为主,能有效阻碍裂纹扩展;熔合线显微组织包含粒状贝氏体、侧板条铁素体、针状铁素体和多边形铁素体;粗晶区的显微组织为粒状贝氏体、板条贝氏体、针状铁素体及少量多边形铁素体的混合组织;细晶区的显微组织为大量多边形铁素体、珠光体及少量渗碳体。     

回火对低碳贝氏体钢组织和性能的影响

研究了(250~500)℃×30 min回火热处理对低碳贝氏体钢组织和性能的影响。结果表明,TMCP状态试验钢的组织为粒状贝氏体、板条贝氏体和针状铁素体。回火温度升高,粒状贝氏体增加,板条贝氏体和针状铁素体减少,组织逐渐粗化。350℃回火时,试验钢的屈服强度(Rt0.5)为735~765 MPa,抗拉强度(Rm)为845~865 MPa,屈强比为0.87~0.88,-20℃冲击功为218~257 J,强韧性匹配最佳。300~400℃回火时,裂纹形成能(E1)、韧性裂纹扩展能(E2)及脆性裂纹扩展能(E3)+脆性裂纹扩展止裂能(E4)最大,止裂性能最佳。     

粒状贝氏体和粒状组织强韧化机制的研究

M-A岛以双相强化方式可有效地提高粒状组织的强度；而对粒状贝氏体起主要作用的是碳的固溶强化和板条亚晶强化，这是造成粒状贝氏体强度高于拉状组织的主要原因。粒状组织的韧性来源于由铁素体断裂强度所决定的裂纹形成功，但粒状贝氏体的韧性主要部分是裂纹扩展功，铁素体板条亚矗厦机械稳定性较高的残案奥氏体对此起主要韧化作用。     

终冷温度对厚规格X80组织和DWTT的影响

通过显微组织和落锤试样的断裂路径表征,研究了不同终冷温度对21.4 mm厚X80组织和落锤性能的影响,分析了不同组织对裂纹扩展路径的影响。试验结果表明,当终冷温度为480℃时,其组织为粒状贝氏体+细小的准多边形铁素体,当终冷温度提高到510℃时,在心部出现大尺寸的多边形铁素体,随着终冷温度提高,大尺寸的多边形铁素体含量增加。当终冷温度从480℃提高到550℃时,整个断面的组织由全针状铁素体组织向边部针状铁素体组织+心部大尺寸多边形铁素体组织转变,心部的大尺寸多边形铁素体组织不能有效阻止裂纹的扩展,落锤剪切面积从100%降低到72%。     

油罐钢焊接接头的组织与力学性能分析

通过拉伸、冲击、组织观察等方法对油罐钢气电立焊焊接接头的力学性能和显微组织进行了研究。结果表明,在100 kJ/cm线能量的条件下,接头具有良好的抗剪切强度和低温韧性。粗晶区组织主要由粒状贝氏体和板条贝氏体组成,并存在一定数量的M-A岛,细晶区主要为块状和多边形铁素体组织。     

超大型液化石油气船用低温钢组织性能

 为了满足超大型液化石油气船的建造需要,介绍了采用铌、钛复合微合金化及控制轧制与控制冷却技术研制超大型液化石油气船用LT-FH32低温钢,并对其显微组织演变及力学性能进行系统研究。CCT曲线研究表明,当冷却速度小于3 ℃/s时,LT-FH32低温钢主要获得多边形铁素体和少量珠光体组织;冷却速度为5~15 ℃/s时,主要为多边形铁素体、针状铁素体和贝氏体的多相组织;当冷却速度大于20 ℃/s时,主要为板条贝氏体组织。经控制轧制和控制冷却获得的10和34 mm板厚的低温钢,其显微组织均为多边形铁素体和板条贝氏体多相组织。两种板厚的多相组织低温钢横、纵向性能差异不大,屈服强度为390~413 MPa,抗拉强度为485~521 MPa,-80 ℃夏比冲击功高于200 J,韧脆性转变温度为-100 ℃以下。     

低碳钢中贝氏体组织在A1温度以下重加热过程中的演化与热稳定性

通过原位追踪金相观察、维氏硬度测试、透射电子显微术、电子背散射衍射等实验手段研究了低碳钢中贝氏体组织在550~675℃范围内重加热过程中的演化与热稳定性.实验结果表明:贝氏体组织通过回复与再结晶方式演化为多边形铁素体,在该过程中粒状贝氏体首先演化为多边形铁素体,然后多边形铁素体再吞噬贝氏体铁素体,贝氏体铁素体表现出了高于粒状贝氏体的热稳定性;在回复过程中,贝氏体铁素体中相邻铁素体板条之间的小角度晶界部分撤除,铁素体板条发生倾转与合并;贝氏体组织在重加热过程中的演化存在一个稳定阶段,处于回复与再结晶之间,其持续时间随温度的降低而显著延长.      

TMCP工艺对低碳Ni-Nb钢组织转变和力学性能的影响

 为了研究TMCP工艺对低碳Ni-Nb钢显微组织转变类型和晶粒尺寸的影响规律,研究了不同TMCP工艺下的显微组织特征及其对力学性能的作用机理。结果表明,在未变形轧制情况下,当冷却速度小于5 ℃/s时,显微组织为铁素体和珠光体,铁素体晶粒尺寸随着冷却速度的增大而减小;在变形轧制情况下,随着冷却速度的增加,组织中的铁素体晶粒尺寸明显减小;当冷却速度增大到5 ℃/s时,微观组织中出现了大量粒状贝氏体。试制钢板试验表明,当冷却速度为4 ℃/s时,试验钢的组织为准多边形铁素体,可以有效提高钢的低温韧性;当冷却速度达到6 ℃/s时,试验钢微观组织中出现大量粒状贝氏体,明显降低钢的低温韧性。     

回火对低碳贝氏体钢显微组织和性能的影响

研究了回火对低碳贝氏体钢的显微组织和性能的影响。结果表明,TMCP实验钢的组织为粒状贝氏体(GB)、板条贝氏体(LB)和针状铁素体(AF),经250~500℃回火30 min后,随着温度升高,GB体积分数增加,LB和AF减少,碳化物增加,组织逐渐粗化。350℃回火时,实验钢的强度、韧性及塑性匹配最佳,屈服强度(Rt0.5)为735~765 MPa,抗拉强度(Rm)为845~865 MPa,屈强比为0.87~0.88,-20℃冲击功为218~257 J。冲击断裂韧性测试结果表明,裂纹形成能(E1)在300~400℃回火时最佳,超过400℃后,E1开始降低。250~400℃回火时,最大冲击载荷(Pm)随着回火温度升高逐渐降低,韧性裂纹扩展能(E2)、脆性裂纹扩展能(E3)+脆性裂纹扩展止裂能(E4)逐渐增加,止裂性能得到提高。回火温度升高至500℃,Pm增加,E2和E3+E4降低,止裂性能变差。     

New Duplex Microstructure of Grain Boundary Allotriomorphic Ferrite/Granular Bainite

ｈｅｍｏｓｔｐｏｐｕｌａｒｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｉｎｃｕｒｒｅｎｔｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｓｔｅｅｌｓｉｓｓｔｉｌｌａｍｉｘｔｕｒｅｏｆｆｅｒｒｉｔｅａｎｄｐｅａｒｌｉｔｅ .Ｍｉｃｒｏａｌｌｏｙｉｎｇ (ａｎｄｔｈｅａｓｓｏｃｉａｔｅｄｔｈｅｒｍｏ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｃｅｓｓ)ａｎｄｓｅｃｏｎｄ ｐｈａｓｅｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｉｎｇａｒｅｕｓｕａｌｌｙａｐｐｌｉｅｄｔｏｏｂｔａｉｎｈｉｇｈｓｔｒｅｎｇｔｈａｎｄｔｏｕｇｈｎｅｓｓ.Ｓｉｎｃｅｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｔｒｅｎｇｔｈｏｆｇｒａｎ…     

焊接热输入对Nb-Ti钢CGHAZ组织韧性影响

为了探究Nb Ti钢合适的焊接热输入范围并指导实际焊接工艺过程,利用Formastor F Ⅱ型自动相变测量仪和Gleeble 3800热模拟试验机研究了焊接热输入对Nb Ti钢相变温度、组织和韧性的影响规律。结果发现,当冷却速度大于6 ℃/s时,Nb Ti钢模拟CGHAZ的组织为粒状贝氏体和板条贝氏体,且随着冷却速度降低,板条贝氏体含量下降,粒状贝氏体含量增加;当冷却速度为6 ℃/s时,出现晶界铁素体组织,且随着冷却速度继续下降,晶界铁素体含量增加;当冷却速度不大于0.6 ℃/s时,组织为完全的铁素体和珠光体。随t8/5时间的增加,M A含量先增加后减少,在t8/5为178 s时,M A面积百分数达到最大值,为5.1%。当t8/5时间为144～178 s时,M A组元的含量是控制Nb Ti钢模拟CGHAZ区韧性的主要因素;当t8/5为256 s时,M A组元含量下降,粗大的晶界铁素体是控制Nb Ti钢模拟CGHAZ韧性的因素。     

微观组织对一种高强度船板用钢低温冲击韧性的影响

采用室温拉伸、示波冲击、光学和扫描电镜组织分析、EBSD及断口分析等方法,研究了微观组织对一种高强度船板用钢低温冲击韧性的影响。结果表明,在相同合金成分条件下,由于压下率和冷却速率的差别,板厚1/2和1/4处的有效晶粒尺寸、大角度晶界比例及M/A岛的形态分布不同。有效晶粒尺寸、大角度晶界比例及第二相M/A岛的形态是影响低温冲击韧性的主要因素,其对低温冲击的裂纹形成功影响并不明显,但较大的有效晶粒尺寸、较低的大角度晶界比例及呈方向性分布的M/A岛却显著降低了裂纹扩展功,导致板厚1/2处的低温冲击韧性低于板厚1/4处。     

焊接热输入对X90管线钢CGHAZ组织和冲击性能的影响

采用焊接热模拟技术、显微组织分析和冲击试验的方法,研究焊接线能量对X90管线钢粗晶热影响区组织和力学性能的影响规律。结果表明,不同线能量下试验钢的组织均为板条贝氏体(LBF)和粒状贝氏体(GBF),线能量为25 kJ/cm时,试验钢的组织主要为LBF,冲击功较高;随着焊接线能量的增加,GBF增加,晶粒粗化,韧性显著下降。     

超厚高强钢心部组织对断裂机制的影响

摘要：为了研究超厚钢板心部显微组织与微观断裂机制的关系,利用扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）和电子背散射衍射（EBSD）等技术手段对试验钢板1/4厚度、1/2厚度（心部）显微组织及裂纹形貌进行表征和分析。结果表明,心部处低温冲击韧性较1/4厚度处有明显的降低,这是由于心部组织为回火板条贝氏体和回火粒状贝氏体,其中粒状贝氏体的比例较高,粒状贝氏体中M-A岛的存在促进了微孔或微裂纹的启裂;1/4厚度处为回火板条马氏体与回火板条贝氏体二者的混合组织,板条间的位错运动释放局部应力集中,而舒缓裂纹尖端区域所受应力,产生裂纹钝化、阻碍裂纹扩展,提高低温冲击韧性。     

Effect of Boron on CGHAZ Microstructure and Toughness of High Strength Low Alloy Steels

Effect of boron on the microstructure and impact toughness in the coarse-grained heat-affected zone(CGHAZ)of two high strength low alloy steels,boron-free and boron-containing,was investigated by means of weld thermal simulation test.The result shows that,for the boron-free steel,a microstructure consisting of grain boundary ferrite degenerates pearlite and granular bainite for longer t8/5(the cooling time from 800 to 500 ℃),while lath bainite for shorter t8/5.For the boron-containing steel,granular bainite is dominant for a wide range of t8/5.Continuous cooling transformation(CCT)study on the CGHAZ indicates that the transformation start temperature decreases by about 50-100℃under different t8/5,for the boron-containing steel compared with the boron-free steel.The presence of boron suppresses the nucleation of ferrite at prior austenite grain boundaries and hence enlarges the range of t8/5for granular bainite transformation.However,the addition of boron deteriorates the impact toughness of CGHAZ,which may be due to a markedly increased fraction of martensite-austenite(M-A)constituents and decreased fraction of high angle grain boundaries.     

回火处理对一种低碳贝氏体钢组织及低温韧性的影响

对一种含硼的低碳贝氏体钢进行了不同工艺的回火处理,并通过室温拉伸、摆锤冲击实验和扫描电镜研究了回火处理对实验钢的晶粒尺寸、晶界比例、贝氏体板条块的演变及强韧性的影响。结果表明,回火处理可使实验钢屈服强度升高,低温韧性显著改善,高温回火后塑性提高。300T实验钢-20℃下断口为韧窝断裂和准解理组成的混合型断裂,而500T和650T实验钢断口为韧窝断裂,600℃出现回火脆性区间,韧性恶化,属混合型断裂。650T钢的低温韧性最优,较高的回火温度促进了小角度晶界的迁移、亚晶合并过程,亚板条块数量减少,大角度晶界的比例、数量提高,晶粒尺寸有效细化,同时单位面积内板条块数目显著增加,有效地钝化了裂纹,提高了低温韧性。     

淬火工艺对铜沉淀强化UHS钢组织性能的影响

 超高强度钢不仅可以降低海洋装备本身质量，而且节约能源，但这类钢应用过程中要求具有良好的强韧性匹配，而淬火工艺显著影响其后续的相变和性能。采用Thermo Calc软件、光学显微镜、扫描电镜以及透射电镜等研究了淬火工艺对低碳(w(C)<0.05%)铜沉淀硬化超高强海工钢组织性能的影响。结果表明，910 ℃淬火、450 ℃时效处理后峰值硬度达到386HV，700 ℃时效后空冷可得到部分二次马氏体组织，峰值硬度为357HV。525 ℃以下时效，富铜相析出的平均半径约为5 nm，产生较高的强化增量。820~910 ℃淬火，随着淬火温度降低，细小的(Nb，Ti)C粒子能够有效抑制奥氏体晶粒的长大，细化晶粒和马氏体板条块，同时基体中小角度界面密度增加，强韧性提高。其中820 ℃淬火强度最高达到1 109 MPa，-80 ℃ V型冲击功为91 J。     

Weldability of 610MPa Grade High Strength Plate Steel 12MnNiVR for Oil Storage Tanks

The weldability of 12MnNiVR was examined in terms of the simulated HAZ continuous cooling transformation (SH-CCT) diagram,microstructure and mechanical properties of the simulated coarse grain heat-affected zone (CGHAZ).When t 8/5 is shorter,the microstructure mainly consists of lath bainite.When t 8/5 is 60 s,the microstructure becomes coarser bainite.Some acicular ferrite appears beside lath bainite when t 8/5 =100s.Finally,a microstructure composed of polygonal ferrite,acicular ferrite,and small amount pearlite is obtained with a small amount of bainite at t 8/5 >100s.With the increase of t 8/5,the hardness of CGHAZ decreases considerably.The minimum impact toughness of CGHAZ appears at t 8/5 =100s.The hardness and the toughness of CGHAZ remain above the specified values for steel 12MnNiVR.     

高强度钢韧化机制及与亚结构关系的研究

摘要：以实际生产制备的800MPa级调质态水电钢为研究对象,结合扫描电子显微镜（SEM）、电子背散射衍射（EBSD）和冲击实验等,利用显微组织晶体学结构可视化与定量化方法,研究了钢板厚度方向不同取样位置低温韧性差异的本质原因。结果表明,高强度中厚板厚度方向由表面向心部过渡,显微组织由板条状贝氏体向粒状贝氏体过渡,低温冲击韧性降低,韧脆转变温度（DBTT）升高。随显微组织由表面向心部过渡（冷速降低）,变体选择加强,心部形成了以单一贝恩（Bain）组为主导的相变组织,大角度晶界密度显著降低,且韧脆转变温度的升高与block界面密度降低紧密相关。此外,研究发现奥氏体晶粒内部的block界面和奥氏体晶界可以有效地偏折和阻止裂纹扩展,但由于奥氏体界面密度显著低于block界面,故对冲击实验过程中裂纹扩展阻力的贡献主要来自晶内的block界面。