冷却条件对42CrMo钢组织和性能的影响

随着冷却速度的增加,42CrMo钢组织变化依次是多边形铁素体组织、针状铁索体组织、上贝氏体和板条马氏体的混合组织,为了得到理想的性能,需要得到对应的组织。     

冷却速率对高铌微合金钢组织的影响

 采用热模拟和组织显微分析方法研究了不同冷却速率对高铌微合金钢组织的影响。结果表明，铌含量高有利于在极低的冷却速率下获得针状铁素体组织，提高冷却速率则能进一步促进针状铁素体转变，并使铁素体板条得到细化。同时，固溶铌有利于针状铁素体的形成，而铌的沉淀析出则不利于针状铁素体的获得。     

含0.4％碳合金结构钢的冷却转变

通过对间断端淬钢棒显微组织的观察,研究了AISI4340,9840、86840、4140和5140钢的冷却转变。已发现,当马氏体在冷却中形成时便立即回火,而且这种回火通常引起软化。缓冷可推迟马氏体反应的开始。先共析铁素体的形成也会推迟马氏体反应,因为先共析铁素体会引起相当数量的奥氏体保留在4140钢中。先共析铁素体的形成也会推迟贝茵体反应。在大多数情况下冷却时,贝茵氏形成之前先转变为类似于贝茵体形状但无可见碳化物颗粒的针状组织。在宽广的冷却速度范围内,针状组织开始形成的温度是一常数。在快速冷却下4340钢中不会形成这种组织。而且此时针状组织被所形成的第一个转变产物——贝茵体所取代。(ASM—SLA类:N8、Ay)。     

42CrMo钢表面脱碳行为研究

利用S60/58507型高温热重分析仪研究了加热温度对42CrMo钢脱碳的影响，分析了脱碳组织形貌规律，对传统脱碳模型进行了修正。结果表明，总脱碳深度随加热温度的升高而增加。当加热温度为900℃时，42CrMo钢表面出现完全脱碳层和部分脱碳层，当温度为950℃及以上温度时，42CrMo钢表面只出现部分脱碳层。部分脱碳层中铁素体沿晶界分布，形成网状铁素体组织。由于合金元素的作用，传统的脱碳模型不能适用于42CrMo，修正之后的模型能够较为准确地预测42CrMo钢的总脱碳深度。     

低合金高强钢针状铁素体组织特征和形成机理

针状铁素体是一种具有大角度晶界、高位错密度的板条状中温转变组织,该组织能有效细化晶粒并具有良好的强韧性匹配.因此,通常在低合金高强度钢焊缝和粗晶区中,利用细小的夹杂物来诱导针状铁素体形成,形成有效晶粒尺寸细小的针状铁素体联锁组织或者针状铁素体和贝氏体的复合组织,使其具有良好的韧性.然而,相关研究对针状铁素体组织的形成机理和控制原理的解释并不十分清楚,对于针状铁素体的定义和理解也存在差异.总结了针状铁素体的本质、相变、形核、形态、晶体学取向关系、长大行为、细化机理和力学性能等方面的特征,归纳了奥氏体晶粒尺寸、转变温度、冷却速度、夹杂物类型和尺寸等对针状铁素体形成的影响,提出了针状铁素体组织形态和转变机理方面几个仍需深入研究的问题和方向.     

FH40船板钢连续冷却过程中的相变研究

本文介绍了研制的FH40高强度船板钢连续冷却时的相变规律.FH40船板钢连续冷却时的相变产物是多种显微组织的混合物,在450～700℃的温度范围内,以3～18℃/s的速度冷却时,形成准多边形铁素体和针状铁素体的混合组织,随着冷却速度的增加,针状铁素体比例增加.     

B对高强钢连续冷却相变规律及性能的影响

利用热模拟试验、热轧试验、金相分析等方法,研究了不同B含量高强钢的连续冷却相变规律和性能变化情况.结果表明:B元素可显著提高钢的淬透性,阻止准多边形铁素体形成,促进针状铁素体、粒状贝氏体和贝氏体铁素体等低温相变组织的形成;在相同轧制条件下,不含B试验钢的组织为粒状贝氏体+少量针状铁素体,含B试验钢的组织为板条状贝氏体铁素体+少量粒状贝氏体;B可显著提高试验钢的屈服强度和抗拉强度,但对伸长率和冲击韧性的影响不大.     

42CrMo钢的贝氏体组织相变

采用金相法研究了经950℃奥氏体化的0．41C-1．OCr-0．23Mo(42rMo)钢在550～380℃盐浴等温处理时贝氏体组织转变。观察结果表明，42CrMo钢550～510。c等温处理的组织为无碳贝氏体(粗大条片状贝氏体铁素体 残留奥氏体组成的整合组织) 马氏体，470℃等温处理为羽毛状上贝氏体 黑色针状下贝氏体 马氏体组织，380℃为黑色针状下贝氏体 马氏体组织；上贝氏体在奥氏体晶界形核，随等温处理的温度降低，下贝氏体在奥氏体晶内形核。     

低碳贝氏体钢的组织类型及其对性能的影响

低碳贝氏体钢受控冷工艺的影响会得到不同类型的组织，在较慢速冷却时，在奥氏体中先形成针状铁素体，残余奥氏体会被包裹在铁素体之中，形成粒状贝氏体团。工业轧制试验表明．不同控制冷却工艺可得到两类组织，一类出现黑珠组织(富碳马氏体组织)．具有该组织的钢轧态冲击韧性低。另外一类为细化的板条贝氏体组织，具有该组织的钢轧态强度高，冲击韧性好，但伸长率不足。通过回火处理，存在黑珠组织钢的冲击韧性能得到提高，超细化板条贝氏体组织钢的伸长率也能得到改善，但后者屈服强度会比前者高100MPa左右。     

稀土处理C-Mn钢显微组织和夹杂物演化

对稀土处理C-Mn钢的夹杂物和显微组织进行分析,统计稀土处理C-Mn钢中针状铁素体形核核心尺寸,并将稀土处理钢在不同温度下淬火,研究稀土夹杂物生成和长大过程.实验结果表明:C-Mn钢加入少量稀土后钢中夹杂物从MnS＋硅铝酸盐夹杂转变为La₂O₂S＋LaAlO₃＋MnS＋硅铝酸盐夹杂,尺寸得到细化,显微组织也从马氏体＋贝氏体组织变成侧板条铁素体、针状铁素体和块状铁素体组织;稀土处理C-Mn钢中针状铁素体有效形核核心的尺寸集中在1~4μm,主要是在钢液中形成,冷却和凝固过程形成的数量较少;稀土夹杂物在钢液温度和冷却及凝固过程容易碰撞黏合长大,上浮从钢液中去除,MnS能在稀土夹杂物颗粒间析出.      

Effect of hot deformation and Nb precipitation on continuous cooling transformation of a high-Nb steel

In this work, the effects of hot deformation on continuous cooling transformation of a high-Nb steel were investigated on a Gleeble 3500 thermal simulator. The amounts of dissolved Nb were determined by inductively coupled plasma-atomic emission spectrometry. Furthermore, the effects of hot deformation and Nb precipitation on phase transformation were discussed. Results showed that high-Nb steel is suitable for acicular ferrite pipeline steels because the acicular ferrite microstructure can be obtained in a wide cooling rate range. Hot deformation strongly accelerates the polygonal ferrite transformation and increases the critical cooling rate to obtain a full acicular ferrite microstructure. Moreover, hot deformation markedly refines the final microstructure and improves the mechanical properties of acicular ferrite obtained at a high cooling rate. However, hot deformation can also promote Nb precipitation during holding and even cooling at low rates after hot deformation. Nb precipitation dramatically promotes the polygonal ferrite, weakens the effect of Nb in solution on phase transformation and strengthening, and decreases the microhardness.     

Microstructure and Transformation Characteristics of Acicular Ferrite in High Niobium-Bearing Microalloyed Steel

 The transformation behavior and microstructural characteristics of a low carbon high Nb-bearing microalloyed pipeline steel have been investigated by deformation dilatometry and microstructure observation. The continuous cooling transformation curves (CCT) of the tested steel was constructed. High Nb content and deformation enhancing the formation of acicular ferrite; the microstructures are range from PF, QF to AF with increasing cooling rates from 0.5 to 50℃/s and dominated by acicular ferrite in a broadened cooling rate higher than 5℃/s. The chaotic microstructure consists of non-equiaxed ferrite and interwoven ferrite laths distributed high density dislocations and sununits. The results of isothermal holding show that acicular ferrite microstructure is formed in region of 550-600℃. With the holding time or temperature increased, some low misorientations boundaries change to high misotrentationn as dislocations moving and grain boundaries coarsening.     

冷却速率对Ti-Zr处理钢针状铁素体转变的影响

 大线能量焊接技术在低合金钢中的广泛使用降低了低合金钢的低温韧性,向低合金钢中添加适量的钛、锆元素可以促进针状铁素体形核,细化晶粒组织从而提高低合金钢的低温韧性。为了研究Ti-Zr处理钢中针状铁素体转变机理,使用25 kg真空感应炉中熔炼试验所需钢种,向低合金钢中添加了0.04%钛元素和0.014%锆元素;利用高温激光共聚焦显微镜原位观察了冷却速率对针状铁素体转变行为的变化;使用扫描电镜观察了Ti-Zr处理钢中的夹杂物成分和针状铁素体在夹杂物表面形核,使用光学显微镜观察不同冷速下的微观组织变化差异。试验发现,随着冷却速率从1增加至10 ℃/s,侧板铁素体的开始转变温度从770.2降低至632.4 ℃,针状铁素体的开始转变温度从731.5降低至612.6 ℃,针状铁素体的面积分数从47.91%增加至68.04%,针状铁素体与侧板铁素体的面积分数比值从1.34增加至3.54,针状铁素体与侧板铁素体的开始转变温度与结束转变温度差的比值从0.52增加至0.83,针状铁素体与侧板铁素体的面积分数之比与其转变温度区间之比存在正比例关系;不同冷却速率下,Ti-Zr处理钢中的主要夹杂物为ZrO₂-TiN-MnS,并且ZrO₂-TiN-MnS夹杂物可以有效促进针状铁素体形核;一方面是因为生成的贫锰区增加了铁素体转变驱动功;另一方面是因为ZrO₂-TiN-MnS夹杂物与铁素体有良好的晶格匹配关系降低了针状铁素体在夹杂物表面形核的界面能。     

冷却速率对薄带连铸低碳钢微观组织的影响

摘要：为了探究冷却速率对薄带连铸低碳钢微观组织的影响,采用相变仪设备对铸带重新加热并进行不同冷却速率冷却,采用光学显微镜、场发射电子探针和电子背散射衍射等手段对微观组织和针状铁素体形核所利用的夹杂物进行了分析。结果表明,铸带经1200℃保温3min后,原奥氏体晶粒尺寸约为150～650μm,可以满足晶内针状铁素体形核对原奥氏体晶粒尺寸的需要。在2～5℃/s的冷却速率范围内,试样中得到了大量的针状铁素体组织,冷却速率为2℃/s的试样中大角度晶界所占比例约为60%;当冷却速率大于20℃/s,针状铁素体的形成受到抑制。铸带中针状铁素体形核所利用的夹杂物是Ti-Al-Si-Mn-O+MnS复合夹杂物。     

控冷冷速对高性能桥梁钢组织和力学性能的影响

 为了使控轧控冷工艺生产的高性能Q500qE桥梁钢具有较低的屈强比和良好的韧性,采用Gleeble-3800试验机模拟了试验钢不同冷速控冷工艺,研究了冷速对组织和力学性能的影响。结果表明：5~25 ℃/s冷却速率下形成针状铁素体、粒状贝氏体铁素体和少量弥散M-A岛构成的多相组织。随冷速增加,铁素体晶粒细化,M-A岛尺寸减小;强度和屈强比提高,冲击功先升高后降低。试验钢满足力学性能要求的控冷冷却速率范围是15~20 ℃/s。     

轧后冷却工艺对V-N-Cr微合金化Q550E高强钢组织性能的影响

对低碳V-N-Cr微合金化钢进行了控轧控冷实验,终冷后采用了随炉冷、保温毡缓冷、空冷3种冷却制度,并对3种不同冷却制度钢板进行了显微组织、综合力学性能和断口形貌的分析。研究表明,空冷钢板显微组织为细小多边形铁素体及针状铁素体复相组织,铁素体晶粒尺寸5～8μm,针状铁素体由交织的板条组成,宽度1～3μm。在随炉冷及保温毡缓冷时,由于冷却速率缓慢,多边形铁素体及针状铁素体发生了回火,并析出细小弥散的碳化物。3种冷却条件下,屈服强度均≥585 MPa,抗拉强度≥694 MPa,延伸率≥27%,而且1/2试样-60℃冲击功≥36 J,综合力学性能优于Q550F级国标要求。细晶强化、析出强化、组织强化为本钢种的主要强化方式,冲击断口均由韧窝组成,呈现韧性断裂模式,控轧控冷引起的晶粒细化及针状铁素体的形成有效阻碍解理裂纹的扩展,从而增强低温韧性。     

X70管线钢相变规律研究

利用MMS-200热模拟试验机研究了X70管线钢的相变规律,采用热膨胀法及金相法建立了连续冷却转变曲线,分析了工艺参数对组织的影响规律。试验结果表明,试验钢在低冷速下形成的组织主要为多边形铁素铁,随着冷却速度增加,组织变细,当冷速在20～40℃/s时,可以获得理想的针状铁素体组织。     

Effect of Austenite Deformation on Continuous Cooling Transformation Microstructures for 22CrSH Gear Steel

 The effect of compressive deformation of austenite on continuous cooling transformation microstructures for 22CrSH gear steel has been investigated using a Gleeble 1500 thermal simulator. The experimental results show that the deformation of austenite promotes the formation of proeutectoid ferrite and pearlite, and leads to the increase of critical cooling rate of proeutectoid ferrite plus pearlite microstructure. The grain boundary allotriomorphic ferrite occupies the austenite grain surfaces when the prior deformation takes place or the cooling rate is decreased, which causes a transition from bainite to acicular ferrite. The deformation enhances the stability of transformation from austenite to acicular ferrite, which results in an increase of M/A constituent.