高强度厚壁H型钢轧后快冷组织及性能

研究海洋石油平台专用H型钢(55C钢)轧后快冷产生的显微组织特征及其对力学性能的影响,探索实际生产中提高大尺寸厚壁H型钢强韧性的有效途径.测定了55C钢的动态CCT曲线;结合生产现场实际,通过优化控轧控冷工艺参数,特别采用比空冷和风冷快的轧后冷却,对试验钢进行了试轧;对轧后试样进行了力学性能测试、显微组织观察以及晶粒大小的测定.试验结果表明,轧制工艺参数特别是轧后冷却工艺对55C钢的显微组织和力学性能具有重要影响.采用适宜的终轧温度、道次变形量以及提高轧后冷速可以获得铁素体、珠光体和粒状贝氏体混合组织,使55C钢的强度得以大幅提升,获得良好的强韧性配合.通过轧后快冷获得高强韧性的贝氏体组织和细化晶粒都是大尺寸厚壁H型钢中重要的强韧化机制.55C钢的TMCP工艺(Thermo Mechanical Controlled Processing)具有较宽的终轧温度和道次变形量范围,可根据不同的使用性能要求选择轧制工艺参数.     

氮含量和TMCP对微合金V-N钢显微组织和力学性能的影响

研究了含氮量和第三代热机械加工工艺(TMCP)参数对低碳微合金V-N钢力学性能和显微组织的影响.对系列超高氮和超低碳含量的微合金V-N钢进行了不同工艺的控制轧制,对轧后试样进行了力学性能测试、显微组织观察以及晶粒大小的测定.结果表明,试验钢中氮含量的增加及终轧温度的降低均可使晶粒细化,强度相应提高,但钢中N含量过高显著损害塑性.试验钢高温变形奥氏体中析出微细VN粒子,该粒子诱导轧后冷却期间γ→α相变初期晶内铁素体的生成,产生细晶强化,是V-N微合金钢的重要强化机制之一.     

热轧TRIP钢在不同热机械控制工艺参数下的力学性能变化

以TRIP钢作为研究对象,进行热机械控制工艺(TMCP)试验,研究不同终轧变形量和终轧温度下,TRIP钢显微组织和力学性能的变化。结果表明,当终轧变形量为50%,终轧温度为700℃时,TRIP钢的力学性能达到最好的状态。     

控轧控冷工艺对中钛微合金钢组织和性能的影响

以实验室设计的0.8%Mn-0.041%Ti中钛微合金钢为研究对象,开展不同控轧控冷工艺参数下热模拟试验研究,分析了加热温度、精轧变形量、冷却速度和终轧温度等对Ti微合金化试验钢组织和性能的影响。提出了一套合适的工艺方案:精轧总变形量应大于60%,终轧温度控制在(850±10)℃,冷却速度控制在10~20℃/s,卷取温度控制在(600±10)℃时,试验钢能够获得优良的组织与性能。并通过试验验证了终轧温度对试验钢微观组织和力学性能的影响。结果表明,当终轧温度为850℃时,该试验钢的屈服强度为491 MPa,抗拉强度为625 MPa,断后伸长率为33.6%,平均晶粒尺寸为10.34μm,组织比较均匀。试验钢在满足力学性能条件下能最大限度地降低成本,对改进现场控轧控冷工艺具有重要的意义。     

热轧工艺对Q345B钢组织和力学性能的影响

通过对加热温度、终轧温度、冷却速度及卷取温度的控制,并对试验样品进行组织分析和力学性能测试,研究了热轧工艺对Q345B钢组织和性能的影响.根据试验结果确定了最佳的工艺方案为加热温度(1180±20)℃、终轧温度为(870±20)℃、精轧总变形量为84.28%、冷却速率控制在(10±2)℃/s、卷取温度控制在(620±20)℃.通过生产实践证明此工艺性能稳定,轧后钢板可获得优良的综合力学性能.     

轧制工艺对低碳贝氏体钢组织和力学性能的影响

研究了控轧控冷工艺条件下低碳贝氏体钢轧制工艺与显微组织和力学性能的关系,比较了不同终轧温度和冷却方式对低碳贝氏体钢组织性能的影响。结果表明:试验钢的组织为具有较好强韧性的下贝氏体,且随着终轧温度的降低,晶粒变形比较严重;试验钢在终轧温度750℃时、水冷+空冷处理后得到较好的强韧性匹配。     

低成本Q500E低合金高强度厚钢板的开发

为开发低成本Q500E低合金高强度厚钢板,系统研究了未再结晶区变形量和变形后冷却速率对一种低合金钢奥氏体连续冷却相变(CCT)行为和组织变化规律的影响。通过系列TMCP试验,探讨了精轧温度对试验钢板显微组织和力学性能的影响。结果表明,未再结晶区变形量、变形后冷却速率和精轧温度均能显著影响试验钢的显微组织和力学性能。生产低成本Q500E厚钢板的TMCP工艺为:在奥氏体再结晶区和未再结晶区进行两阶段轧制,精轧温度800～850℃,精轧压下率75%,轧后以高于10℃/s的冷却速率冷却至450～500℃。     

基于超快冷技术开发低合金高强度耐磨钢

采用超快冷却技术(UFC)开发了含Nb、Ti、Cr、B的低合金高强度耐磨钢。研究了起始冷却温度和终冷温度对其显微组织和力学性能的影响。结果表明:终轧后采用较高的终轧温度进入超快速冷却时可细化试验钢的原始奥氏体晶粒,防止沉淀粗化;通过控制适当的终冷温度,可获得具有马氏体、贝氏体和残留奥氏体的高强度耐磨钢;在冷却温度为910℃,终冷温度为300℃的条件下,试验钢可获得良好的力学性能。     

H型钢轧后回火组织与性能研究

研究了回火工艺对海洋石油平台专用H型钢（55C钢）轧制组织与性能的影响,以探索产生稳定组织和力学性能的粗轧工艺参数。试验结果表明,55C钢具有较高的回火稳定性,中低温度回火后将获得均匀细小的铁素体晶粒和良好的力学性能。试验钢之所以具有良好的强韧性组合和较高的回火稳定性与采用钒氮微合金化和“第三代TMCP”控轧工艺有关。优化控制轧制工艺参数和高温区低温度、大形变量的粗轧,将大幅度提高55C钢的综合力学性能特别是强度性能,是防止钢在使用过程中发生“自然时效”的有效途径。     

工程机械用钢的轧制与冷却行为研究

对550 MPa级工程机械用钢进行了控制轧制和控制冷却处理,研究了开轧温度、终轧温度、冷却方式和卷取温度对工程机械用钢拉伸性能、冲击性能和显微组织的影响。结果表明,开轧温度、终轧温度和卷取温度对工程机械用钢的力学性能影响较为明显,头部连续冷却、头部间断冷却和尾部连续冷却方式对工程机械用钢的力学性能影响较小;这主要是由于工程机械用钢的轧制和冷却工艺对晶粒尺寸和针状铁素体含量影响程度不同。