胀断连杆用中碳非调质钢的析出强化行为

 利用金相显微镜、透射电镜及X射线衍射仪等分析了2种不同钒质量分数(0.15 %、 0.28 %)的胀断连杆用中碳非调质钢在热锻及空冷后的微合金碳氮化物析出相的成分及粒度分布等特征,并探讨了其析出强化行为。结果表明,随着钢中钒质量分数的增加,组织细化,铁素体增加,珠光体片层间距减小,同时含钒、铬的M(C,N)型析出相的数量增多。2种试验钢中分别约有质量分数48 %、64 %的钒处于M(C,N)相中,M(C,N)相中又分别有约质量分数42.6 %、56.7 %的颗粒尺寸小于10 nm,这些细小粒子主要弥散分布在铁素体内,其沉淀强化增量分别为140.0和232.6 MPa。当试验钢中钒质量分数较高时,不仅可获得与传统胀断连杆用C70S6钢相当的抗拉强度和冲击功,而且还可获得远高于C70S6钢的屈服强度和屈强比,因而适合用来制造高性能胀断连杆。     

胀断连杆用中碳非调质钢的高周疲劳性能

采用旋转弯曲疲劳试验和疲劳裂纹扩展速率试验对比研究了一种新型胀断连杆用中碳非调质钢50SiMnVPS(R9)与传统高碳钢C70S6(R8)的高周疲劳性能.结果表明,R9的疲劳极限和疲劳极限比均明显高于R8.硅和磷元素的铁素体固溶强化作用及钒元素的析出强化和组织细化作用,使得R9的微观组织细小、均匀,珠光体与铁素体的显微...     

直接切削用40MnVS钢高强韧化控轧控冷工艺开发

采用1030℃开坯、880℃连轧、轧后穿水的控轧控冷工艺试制了Ф110 mm直接切削用40MnVS非调质圆钢,结果表明：轧后穿水可在控轧工艺的基础上进一步细化晶粒,明显改善带状组织,提高钢的力学性能。产品在抗拉强度达到945 MPa、屈服强度达到800 MPa的情况下,A_ku仍能达到70 J以上,可代替42CrMo等调质钢。     

硫化物变性处理45MnVS非调质钢的高周疲劳性能

 长条状的硫化物夹杂往往会导致热轧/锻造含硫钢的力学性能呈现出明显的各向异性。为了明确硫化物变性处理铁素体-珠光体型非调质钢的疲劳性能各向异性,采用轴向力控制高频疲劳试验机(应力比R=-1)研究了工业生产的45MnVS非调质钢锻态及调质态的高周疲劳断裂行为。结果表明,试验料纵向样中的MnS夹杂分布较为均匀,多呈短棒状或纺锤形,平均长宽比为3.4±1.7。与未变性处理的含硫非调质钢相比,试验料塑性和韧性的各向异性得到显著降低。锻态与调质态横向样的疲劳性能略低于纵向样,调质态样的疲劳极限比(0.52~0.54)明显高于锻态样(0.46)。在ΔK值大于约35 MPa·m1/2时,横向样的疲劳裂纹扩展速率略大于纵向样。疲劳断口分析表明,2种状态横向样的疲劳裂纹均主要起源于钢中条棒状MnS夹杂,且调质态样受影响的程度更大。上述结果表明,试验钢硫化物变性处理后的疲劳性能各向异性很小,锻态组织的各向异性程度略低于调质态组织,但后者具有更为优异的疲劳性能。     

钒钛对贝氏体非调质钢组织与性能的影响

研究了微合金钒，钛对贝氏体型非调质钢的组织与性能的影响。结果表明在贝氏体型非调质钢中，钛的碳氮化物不但能细化奥氏体晶粒，还能促进钒的碳氮化物的析出，有利于提高钢的强韧性，在该负名的尚未观察到Ｖ（Ｎ，Ｃ）其析出相为富Ｔｉ，Ｎ的（Ｔｉ，Ｖ）（ＮＣ）。     

38MnVS非调质钢的缺口高周疲劳破坏行为

锻件截面尺寸变化及表面加工缺陷所引起的应力集中往往会导致其早期疲劳失效,因而要求钢材具有高的缺口疲劳性能和低的疲劳缺口敏感度。为了明确非调质钢的缺口疲劳破坏行为,采用旋转弯曲疲劳试验机研究了一种锻造用中碳非调质钢38MnVS在不同应力集中系数Kt(1、2、4)下的高周疲劳破坏行为。结果表明,试验料的光滑和缺口疲劳S-N曲线均存在明显的疲劳极限,Kt对试验料的疲劳极限和疲劳缺口敏感度qf具有显著的影响,当Kt从1(光滑试样)提高到2和4时,疲劳极限分别降低了48%和67%,qf值分别为0.93、0.68,呈现出较高的疲劳缺口敏感性。试验结果及文献数据的拟合分析表明,可采用Kt的幂函数来表征试验料的缺口疲劳极限,并提出了预测铁素体+珠光体型非调质钢在不同Kt下疲劳极限的一种简便高效方法。     

氮在非调质钢中的作用

了氮在非调质钢中所起的有益作用。在Ｎｂ,Ｖ,Ｔｉ三咱微合金化元素中,钒有较高的溶解度,钒有较高的溶解度,是非调质钢最常用也是最有效的强化元素。钒在钢中通过形成细小析出相起细化晶粒和沉淀强化作用。与碳相比,氮与钒有更强的亲和力,且氮化物更稳定,因此,氮对控制钒的析出起更重要的作用。大量研究结果表明,非调质钢中增氮改变了钒在相间的分布,促进Ｖ（Ｃ,Ｎ）析出,使析出相的颗粒尺寸明显减小。因而氮增强了非调     

含Nb-Ti低碳钢的析出与细晶强化效应研究

采用控轧控冷(TMCP)工艺制备的0.013%Nb-0.013%Ti钢和C-Mn钢性能对比显示,添加微量Nb-Ti明显提高了钢的强度和冲击韧性,原因是微量Nb-Ti细化了铁素体晶粒并得到更高体积分数的弥散分布(Nb,Ti)(C,N)析出颗粒。用Hall-Petch晶粒尺寸强化和Ashby-Orowan弥散强化模型计算铁素体晶粒尺寸、析出颗粒尺寸和体积分数等微观组织变量对强度的量化贡献,结果表明,Nb-Ti钢的主要强化机理为细晶强化和弥散强化,而降低韧脆转变温度的主要机理是晶粒细化和微合金碳氮化物析出降低了钢中的自由氮含量。     

DH36高强度船板钢综合强化机理

DH36船板钢是我国目前运用较为广泛的高强度船体结构用钢, 利用碳复型、XRD衍射、TEM观察分析等方法, 对控轧控冷后DH36钢中纳米析出物的类型、形貌、尺寸和数目等进行详细的讨论分析, 结果表明:DH36钢中的析出物组织形貌多为规则的方形, 其组成为（Ti, Nb）（C, N）; 试验DH36钢中析出的碳氮化物占基体的体积分数为0.00957 %, 总的析出强化贡献为211.24 MPa; 细晶强化为212.30 MPa; 固溶强化为122.93 MPa; 位错强化为134.43 MPa.      

硫含量对中碳非调质钢中硫化物及组织的影响

利用真空感应炉冶炼了不同硫含量的中碳非调质钢,研究了S含量对非调质钢中硫化物形态分布及显微组织的影响．结果表明:在0．025％~0．065％范围内,随S质量分数的增加,非调质钢中硫化物的数量增多,偏聚分布现象加重;晶内铁素体比例随之升高,组织得到细化．通过热力学计算及相图信息研究了硫化物的类型转变．S含量增加时第Ⅲ类MnS在凝固末期以离异共晶形式较早析出,剩余液相中的S在凝固结束时以共晶形式析出为第Ⅱ类MnS．单独MnS以及MnS-V（C,N）复合硫化物均可作为晶内铁素体的有效形核核心,促进铁素体的生成．      

An Assessment of Ladle Furnace Steel-making Reactions in an Aluminium-Killed 38MnS6 Steel

Transactions of the Indian Institute of Metals - Aluminium-killed medium carbon–manganese-resulphurised microalloyed steels such as the 38MnS6 and 38MnVS6 are popular in automotive forgings....     

控制冷却对中碳高钒非调质钢组织性能的影响

 利用Gleeble- 3800热模拟试验机研究了锻后控制冷却对一种胀断连杆用中碳高钒非调质钢37MnSiVS微观组织及硬度的影响。结果表明,冷却速度对试验钢的组织性能具有显著的影响,即随着冷却速度的增加,试验钢中的珠光体体积分数和硬度均逐渐增加;当冷却速度增加到1. 5 ℃/s以上时,组织中开始出现贝氏体组织,硬度不再提高。锻造变形有助于获得细小的组织和较多的铁素体,但使钢的硬度有所降低。试验钢变形后快冷到600 ℃左右进行合适的等温处理,通过大量细小弥散的V(C,N)粒子的析出强化作用,可使试验钢的强度得到显著提高。结果表明,通过控制锻后冷却方式而控制组织及V(C,N)粒子的析出程度可实现对锻件硬度(强度)的差异化控制。     

New Type Austenite Dynamic Recrystallization of Microalloyed Forging Steels 38MnVS During Forging Process

 Hot compression tests of microalloyed forging steels 38MnVS were carried out on the Gleeble-3800 thermo-mechanical simulator at the deformation temperatures from 950 to 1150 ℃ with the strain rates ranging from 0. 1 to 10 s-1. The effects of the deformation temperature and strain rate on the austenite dynamic recrystallization and microstructural changes were researched. The experimental results show that the dynamic recrystallization accelerated with the increase of the deformation temperatures and the decrease of the strain rate. The activation energy of dynamic recrystallization was calculated, which was about 275. 453 kJ/mol. The relation between the dynamic recrystallization and the Z-parameter was investigated, and the state chart of the dynamic recrystallization of the microalloyed forging steel 38MnVS was made according to the experimental data and the deformation parameters.     

Ti-V-Mo微合金化22MnB5钢中析出相及其强化作用

使用温成形替代热成形可以避免热成形过程中表面氧化等问题,但热成形常用22MnB5钢在高温回火后出现明显的软化现象.而通过向钢中添加Ti、V、Mo等微合金元素可以在钢中形成细小的析出相以及细化晶粒,起到提高强度的作用,从而可以解决该问题.因此,通过在22MnB5钢中添加Ti、V、Mo微合金元素,利用OM(光学显微镜)、F...     

中碳微合金非调质钢涨断连杆的开发

为提高发动机连杆性能,用中碳微合金非调质钢36MnVS4试制了发动机连杆,并对试制连杆的性能进行了检测。结果表明,试制的36MnVS4连杆的化学成分、显微组织、力学性能、疲劳性能、台架耐久性能和道路试验性能等性能不仅满足技术要求,且比高碳微合金非调质钢C70S6连杆的性能优异,可代替C70S6生产连杆,提高连杆性能。     

Fatigue Properties of Supersteel for Automobiles

Many researches[1 -6]about the grain refinementandthe development of supersteels have been carriedout , and some achievements have been made . InChina ,the 400 MPa supersteel strips with about 5μm grain size have been produced industrially andthe products have been applied to manufacture thebeams of automobiles . Having high strength, goodductility and suitable yield/tensile strength ratio ,the supersteel strips have good formability and aresuitable for stamping. Althoughthe fatigue properti…     

中高碳铝镇静钢形成MnS塑性夹杂的工艺开发与实践

 为提高中高碳钢产品的抗疲劳性能,利用中高碳钢的成分特点,研究开发了中高碳铝镇静钢中MnS以Al₂O₃为形核质点的非均质形核工艺,将钢中Al₂O₃脆性夹杂用塑性MnS包裹,解决了疲劳应力钢因脆性非金属夹杂引起的疲劳断裂问题。通过对微细、弥散Al₂O₃夹杂生成条件、MnS非均质形核析出热力学条件的研究,开展了钢中关键元素的成分设计、精炼及连铸集成工艺的设计与开发。工业实践表明,低活度氧条件下进行铝终脱氧可以形成3～5 μm微细弥散的Al₂O₃夹杂,并作为非均质形核的核心在二次枝晶晶间的凝固末端析出弥散、细小的粒状MnS;通过梯度脱氧、真空碳脱氧以及保护浇铸等操作可以有效稳定控制钢中全氧含量,提高钢水洁净度,成品T[O]质量分数平均为0.000 618%,较原工艺的0.000 739%降低了16%;成品的夹杂物中MnS及MnS包裹Al₂O₃夹杂所占比例大于96%,与世界领先产品的夹杂物控制水平相当,考虑到产品使用过程中Al₂O₃夹杂外部的MnS包裹层必须足够厚,塑性夹杂才能起作用,建立了MnS “有效包裹率” 的概念,当硬相夹杂物被MnS包裹且硬相夹杂物的最大半径不大于MnS包裹部位半径的1/2时,认为MnS对硬相夹杂物实现了“有效包裹”;MnS塑性夹杂工艺可明显提高材料的疲劳性能,成品的平均断裂韧性为83.47 MPa·m1/2,较原工艺的67.31 MPa·m1/2提高了24%。     

热芯大压下轧制连铸坯再加热时的组织遗传性

 热芯大压下轧制工艺在改善连铸坯内部缩孔、疏松缺陷的同时,可以破碎粗大的铸态组织,并通过影响再加热奥氏体化后的组织来影响最终产品的组织和性能。为了研究热芯大压下轧制后的铸坯再加热过程的组织演变,选用微合金钢和中碳钢2种具有代表性的钢种为研究对象,采用炼钢-连铸-轧制一体化试验,研究了热芯大压下轧制对连铸坯显微组织及再加热后奥氏体组织形貌的影响。研究结果表明,热芯大压下轧制可改善铸态组织,获得均匀细小的室温组织。对于中碳钢,热芯轧制获得的细小组织经再加热后无法继续保持,与无形变的坯料相比,再加热后的奥氏体晶粒反而更加粗大;而对于微合金钢,由于第二相粒子的钉扎作用,热芯大压下轧制获得的细小组织经再加热后可继续保持。     

Effect of V–Nb Composite Microalloying on Microstructure and Properties of Non-Quenched and Tempered Forged Steel

Herein, non-quenched and tempered forging steels containing V and V–Nb are designed, and the mechanical properties and microstructure of two steels are compared and analyzed. The comprehensive mechanical properties of V–Nb containing steel are as follows: the yield strength is 525.1 MPa, the impact energy A_kV is 62.1 J at ambient temperature, and the elongation is 26.1%. It is shown in the results that the addition of Nb element can refine the grain size (17.2 μm), increase the ferrite content (54.1%), and refine the lamellar spacing of pearlite (274 nm). The formation of V (C, N) particles on MnS inclusions can promote fine ferrite nucleation and growth, and Nb element can further promote ferrite nucleation by forming coarser (V, Nb) (C, N) particles. The difference of yield strength and hardness between the two steels is mainly caused by the difference of precipitation strengthening, the precipitation-strengthening increment of V–Nb containing steel is 18.31 MPa higher than that of V containing steel, which is because the coarser-size (V, Nb) (C, N) particles produce stronger precipitation-strengthening effect. But the large-sized MnS inclusions are beneficial to the increase of crack driving force and reduce the plasticity and toughness.