Nb对热轧低碳贝氏体钢组织与性能的影响

为开发600 MPa级热轧贝氏体钢,设计了两种钢种成分,以C-Si-Mn系贝氏体钢为基础,添加一定合金元素Nb,经冶炼、轧制后进行了组织观察、析出沉淀分析以及性能测试试验,研究Nb元素在热轧贝氏体钢中的作用。结果表明,添加0.025wt%的Nb,能细化贝氏体板条,贝氏体板条短小,有利于提高钢的强度与韧性。弥散的含Nb碳氮化物颗粒析出,起到析出强化作用,提高钢的强度。Nb可明显改善低碳高强贝氏体钢的综合性能。     

Nb对0.2C-1.5Si-1.8Mn淬火配分钢组织和力学性能的影响

在C-Si-Mn系传统Q&P钢的基础上,通过适当添加微合金元素Nb,探讨了微合金元素Nb对淬火配分钢组织性能的影响。结果表明,无Nb钢与加Nb钢的显微组织基本相同,均由铁素体、板条马氏体与M/A岛组成,但加Nb钢马氏体板条明显细化,板条间距明显减小。Nb促进铁素体析出并抑制珠光体生成,Nb的加入有效细化了组织,缩短了C配分距离,有利于碳向奥氏体中扩散,增加奥氏体的稳定性。经相同Q&P工艺处理后含Nb试验钢的屈服强度、抗拉强度均有所提高,其抗拉强度达989.07 MPa,伸长率为18.36%,强塑积为18.16 GPa·%。     

含Ti高强度汽车板控轧控冷工艺研究

介绍了通过试验研究得出的控轧控冷工艺对含Ti高强度汽车板组织和性能的影响。研究得出,钢中主要是细小的板条贝氏体组织,贝氏体板条内存在高密度位错,其板条细化和位错强化使钢的强度提高,而Ti的碳化物沿位错线弥散析出,进一步加强了析出强化效果。     

钛微合金化高强钢的连续冷却相变规律

为了研究钛微合金化高强钢在连续冷却条件下的相变规律,通过热膨胀法及金相分析研究了低碳钢(C-Mn钢)和钛微合金钢(Ti钢)在连续冷却过程中的组织变化及过冷奥氏体的相变规律,分析了钛元素和变形对试验钢相变规律的影响,并讨论了连续冷却转变(CCT)与等温转变(TTT)曲线的关系。结果表明：随着冷速的增加,试验钢的主要相变组织由铁素体向贝氏体转变。在C-Mn钢中加入钛元素提高了过冷奥氏体的稳定性,抑制了铁素体和珠光体转变,促进了贝氏体转变;在奥氏体未再结晶区进行变形使试验钢的CCT曲线整体向左上方移动,提高了相变开始温度;变形提高了铁素体的形核率,促进了铁素体相变,铁素体组织得到细化;变形促进了贝氏体相变,使板条贝氏体变短,细化贝氏体组织。     

低合金超高强度钢中的相变及组织控制

概述了低合金超高强度钢中所涉及的相变及组织控制方法。马氏体相变是低合金钢获得超高强度的最基本的途径,通过优化热处理或形变热处理工艺获得细化的马氏体板条是保证超高强度的关键。马氏体钢中足够的塑韧性通过适度回火来保障,回火过程中组织控制的关键是避免脆性渗碳体碳化物的析出。对低合金超高强钢起重要作用的贝氏体主要有两种,下贝氏体和无碳化物贝氏体,其中下贝氏体主要与马氏体一起形成复合组织,细化马氏体板条尺寸。无碳化物贝氏体通过得到超细亚结构或超细板条而获得超高强度,同时利用贝氏体转变的不完全性获得稳定的高碳残留奥氏体来保证塑韧性。残留奥氏体在低合金超高强钢韧性改善方面起着重要作用,Q-P(或Q-P-T)钢和TRIP钢中较多的残留奥氏体可赋予低合金超高强钢超乎寻常的高塑韧性。     

预相变马氏体对超级贝氏体钢组织热稳定性的影响

为明确超级贝氏体组织失稳机制以及探索提高超级贝氏体钢中残余奥氏体热稳定性的方法,通过预相变马氏体工艺,即在等温贝氏体相变前引入预相变马氏体,制备了中碳超级贝氏体钢。对比分析了回火前后中碳超级贝氏体钢显微组织和力学性能的变化,研究了预相变马氏体对中碳超级贝氏体钢中贝氏体组织及残余奥氏体热稳定性的影响。结果表明：预相变马氏体的存在能够细化贝氏体铁素体板条,提高残余奥氏体含量和热稳定性。预相变马氏体的引入及其对超级贝氏体组织的细化作用使得试验钢的屈服强度超过1 000 MPa,伸长率大于20%;300～600℃回火1 h后,高碳薄膜状残余奥氏体首先发生分解,形成细小的碳化物,然后贝氏体铁素体板条发生回复和再结晶,形成沿原板条方向的铁素体晶粒;600℃回火后试验钢的屈服强度仍与回火前相当,主要是预相变马氏体周围的薄膜状残余奥氏体未发生明显分解,能够抑制相邻贝氏体铁素体板条的回复。     

贝氏体-马氏体钢板的组织与性能

研究了贝氏体-马氏体耐磨钢板的组织及力学性能。结果表明，在低碳贝氏体钢基础上，通过加入一定量的硅元素，利用其在贝氏体组织转变过程中抑制碳化物析出的作用，得到由非等轴铁素体加马氏体和残留奥氏体(M-A)岛或由板条状铁素体及其板条间残留奥氏体(Ar)膜组成的贝氏体一马氏体组织，因此其性能既具有高强度、高硬度，又具有较高的低温冲击韧度。     

Nb对中锰TRIP钢临界退火过程中组织演变的影响

采用临界退火热处理工艺,利用场发射扫描电镜(FE-SEM)观察含铌和不含铌的两种热轧中锰TRIP钢在不同退火制度下的碳化物演变行为及铌对中锰TRIP钢微观组织、残留奥氏体体积分数与稳定性的影响。结果表明:试验钢经临界退火处理后获得超细晶铁素体与残留奥氏体复相组织。随着退火温度的提高,残留奥氏体体积分数出现先升高后降低的趋势;随着退火时间的延长,碳化物逐渐溶解,残留奥氏体体积分数逐渐增加,达到平衡后保持不变。Nb元素的加入可细化奥氏体晶粒,延缓碳化物溶解,推迟奥氏体转变,增加膜状奥氏体,提高奥氏体稳定性。     

Nb对低碳微合金钢组织与性能的影响

以低中高三种含Nb的低碳微合金钢作为试验钢,研究了Nb低碳微合金钢钢组织、碳氮化物析出相和性能之间的关系。结果表明,试验钢的热处理组织为低碳板条贝氏体+多边形铁素体。随着铌含量增加,试验钢组织中板条贝氏体含量和碳氮化物析出相数量明显增加,组织明显细化,试验钢强度显著提高。当Nb含量超过0.05%后,试验钢的强度增加不明显。因此,在低碳微合金钢中Nb的合理添加量在0.05%左右。     

含Nb热轧带钢中过冷奥氏体连续冷却转变行为

采用Formastor-FII型全自动相变仪研究了含铌热轧带钢奥氏体连续冷却过程中的相变规律,用热膨胀法结合金相法建立了含Nb和不含Nb试验钢奥氏体的连续冷却转变曲线(CCT),研究了冷却速度和合金元素Nb对组织转变的影响。结果表明,同不含Nb钢相比,含Nb钢可以在更大的冷却速度区间得到单一的贝氏体组织;在冷却速度不断增大的条件下,奥氏体向铁素体、珠光体转变开始温度显著降低。其中,不含Nb钢中,奥氏体向铁素体、珠光体转变开始温度分别降低10 ℃左右,含Nb钢中分别降低10、20 ℃左右;合金元素Nb不仅能够抑制高温转变,还能够细化铁素体晶粒尺寸,减少铁素体体积分数,而且使针状铁素体的临界冷却速度降低,扩大针状铁素体形成的冷却速度范围,有利于针状铁素体的生成。     

钢的组织控制与设计(二)

以H13热作模具钢和高强度钢为例,分别重点讨论钢的组织控制和设计。对H13钢,应消除原生碳化物和偏析,改善二次碳化物分布,使成分均匀化,缩小钢块纵、横向性能差,可将现国产H13钢的使用寿命显著提高。对兼具高强度（Rm〉2000MPa）和韧性钢的组织,拟设计为：低温回火马氏体组织,含高密度位错的细条马氏体,包有残余奥氏体薄膜,并分布弥散的碳化物（避免渗碳体的形成）;钢含低的碳量,并含有一定量的Si、Al和Mn、Ni、Mo等合金元素及Nb等碳化物形成元素;适当应用Q-P处理、双相区退火、贝氏体或马氏体等温处理等。文章分两期发表。     

钢的组织控制与设计(一)

以H13热作模具钢和高强度钢为例，分别重点讨论钢的组织控刺和设计。对H13钢，应消除原生碳化物和偏析，改善二次碳化物分布，使成分均匀化，缩小钢块纵、横向性能差，可将现国产H13钢的使用寿命显著提高。对兼具高强度（Rm〉2000MPa）和韧性钢的组织，拟设计为：低温回火马氏体组织，含高密度位错的细条马氏体，包有残余奥氏体薄膜，并分布弥散的碳化物（避免渗碳体的形成）；钢含低的碳量，并含有一定量的Si，Al和Mn，Ni，Mo等舍金元素及Nb等碳化物形成元素；适当应用Q—P处理、双相区退火、贝氏体或马氏体等温处理等。文章分两期发表。     

Microstructures and Mechanical Properties of Bearing Steels Modified for Preparing Nanostructured Bainite

Mo containing high-C-Cr bearing steel was modified with Si (0.8–1.5 wt.%) and 0.8Si–1.0Al to prepare nanostructured bainite by low-temperature isothermal heat treatment. The modified steels were isothermal held at 220 to 240 °C after partial austenitization in an intercritical gamma+carbide region, and the resultant microstructure and mechanical properties were studied. Carbide-free nanostructured bainite with plate thickness below 100 nm and film retained austenite, as well as a small amount of undissolved carbide particles, was obtained in the modified steels except in 0.8Si steel, in which carbides precipitated in bainitic ferrite. As Si content increased, the mean thickness of bainitic ferrite plates modestly decreased, whereas the fraction of retained austenite markedly increased. The thickness of bainitic ferrite plate and the fraction of retained austenite in Si-Al-modified steel were smaller than those in Si-modified steels. The hardness and elongation of the Si-Al-modified steel were lower than those of Si-modified steels. The yield strength of Si-Al-modified steel was superior to that of Si-modified steels. Mid-level ultimate tensile strength and impact toughness were achieved in Si-Al-modified steel. For bearing applications, Si-modified steels could provide higher hardness and toughness but lower dimensional stability. Meanwhile, Si-Al-modified steel could offer higher dimensional stability but lower hardness and toughness.     

不同热处理条件下贝氏体钢的微观组织和疲劳裂纹扩展

以贝氏体钢为研究对象,设计了4种热处理工艺,研究了不同热处理工艺下试验钢的显微组织及疲劳裂纹扩展速率。结果表明,热轧态试验钢的微观组织以粒状贝氏体为主,其上分布有少量的板条贝氏体、马氏体和粗大块状M/A岛,残留奥氏体的体积分数为16.2%,但稳定性较差,裂纹能够直接穿过粗大的块状M/A岛继续扩展,疲劳裂纹扩展速率最快。经900 ℃奥氏体化+空冷后,显微组织以板条贝氏体和马氏体为主,M/A岛仍为粗大的块状,残留奥氏体含量减少至12.3%,疲劳裂纹扩展速率略有降低。经900 ℃奥氏体化+380 ℃盐浴等温30 min +空冷后,显微组织以细密、有序的板条贝氏体为主,残留奥氏体含量减少至10.2%,以薄膜状伴生在板条贝氏体间,板条状贝氏体及板条间的残留奥氏体薄膜会使裂纹端钝化、分叉、偏折,阻碍裂纹扩展的能力增强;经350 ℃回火240 min后,显微组织以马氏体和板条贝氏体为主,残留奥氏体含量比热轧态略微降低,为14.9%;而经450 ℃回火240 min后,显微组织以板条状贝氏体为主,其上分布有少量的马氏体,残留奥氏体体积分数减少至8.6%,也以薄膜状伴生在贝氏体板条间,同时有大量的碳化物析出,裂纹扩展速率最慢。     

冷却介质对ZG30CrMn2Si2NiMo组织和力学性能的影响

研究了不同冷却介质对ZG30CrMn2Si2NiMo铸钢力学性能及组织的影响.试验结果表明,奥氏体化后空冷ZG30CrMn2Si2NiMo组织为板条贝氏体型铁素体和残余奥氏体组织,奥氏体化后淬火ZG30CrMn2Si2NiMo组织为板条马氏体、贝氏体型铁素体和残余奥氏体组织.ZG30CrMn2Si2NiMo获得板条马氏体、贝氏体型铁素体和残余奥氏体组织时,具有良好的力学性能.     

终冷温度对低屈强比复合析出强化钢组织与性能的影响

利用热模拟方法测定低屈强比复合析出强化钢不同速率冷却后的显微组织并绘制动态连续冷却转变曲线,然后对比了不同终冷温度下试验钢的力学性能,并利用光学显微镜、扫描电镜与透射电镜分析不同终冷温度对试验钢轧后显微组织的影响。结果表明,随冷却速度的增加,试验钢的组织由粒状贝氏体转变为板条贝氏体,未发现铁素体组织,具有高淬透性。随终冷温度由400 ℃升为450 ℃,钢中板条亚结构发生粗化,位错密度下降,但高温下合金元素快速扩散使富Cu相与Nb/Ti碳化物的数量提高,析出强化效果增强。经优化终冷温度为450 ℃,此时试验钢中粒状贝氏体比例较高,可获得高强度与低屈强比的良好匹配。     

1 500 MPa级超高强钢组织性能的研究

为改进贝氏体钢的生产工艺,对贝氏体超高强钢进行了控轧+空冷（1#钢）、控轧+快冷（2#钢）试验,对轧后钢板组织性能进行了检测分析。结果表明,1#钢（空冷）的显微组织主要为板条贝氏体和铁素体;2#钢（快冷）的显微组织主要为板条马氏体;1#钢和2#钢的抗拉强度都在1 500 MPa以上,并具有良好的塑性、韧性,但1#钢的综合性能优于2#钢。     

Nb对Q345低Mo耐火钢CCT曲线的影响

通过测定两种不同Nb含量的Q345级低Mo(约0.25 wt％)耐火钢连续冷却转变(CCT)曲线,研究了Nb对Q345低Mo耐火钢CCT曲线的影响.试验结果表明,添加Nb元素可以使Q345级低Mo耐火钢的CCT曲线向右移动,贝氏体相变临界冷却速度降低,同时降低试验钢奥氏体临界转变温度,抑制奥氏体转变为珠光体,从而有利于...     

冷却介质对高强度贝氏体耐磨钢板组织和力学性能的影响

研究了不同冷却介质对贝氏体耐磨钢板组织和力学性能的影响。结果表明,轧制、低温回火及热轧后奥氏体化空冷低温回火耐磨板的组织为板条贝氏体铁素体和残留奥氏体,油冷、水冷热处理耐磨板的组织为板条马氏体和残留奥氏体。经轧制、低温回火及奥氏体化空冷低温回火,新型贝氏体耐磨钢板具有良好的强韧性配合。热轧后用控制奥氏体化介质冷却可以获得不同力学性能的耐磨钢板．