冷却工艺对Ti微合金化高强钢组织和硬度的影响

通过热模拟实验,研究了冷却工艺参数对Ti微合金化高强钢组织和硬度的影响.结果表明:当终冷温度为700℃时,随着冷却速度的增大,铁素体和珠光体组织得到了显著细化,实验钢硬度增加;随着终冷温度的降低,多边形铁素体晶粒尺寸呈减小趋势,铁素体和珠光体含量逐渐降低,珠光体片层间距逐渐减小,贝氏体含量增加,相变强化和细晶强化共同作...     

铁素体基Ti-Mo高强钢连续冷却相变及组织性能

为了深入了解铁素体基Ti-Mo高强钢在连续冷却相变过程中组织及硬度的变化及其原因,通过热膨胀法、金相及硬度等实验研究了Ti-Mo微合金钢在连续冷却条件下组织及性能的变化,探讨了冷却速率对组织、硬度及相变行为的影响机理,揭示了(Ti,Mo)C在奥氏体和铁素体中Ti/Mo原子比变化的原因。结果表明,随着冷却速率由0.06℃/s增加至17.9℃/s,组织依次为多边形铁素体+珠光体→多边形铁素体+粒状贝氏体→粒状贝氏体,硬度由144HV逐渐增大至228HV。当冷速由0.14℃/s增大至0.90℃/s时,组织中多边形铁素体比例不断增大,珠光体比例不断降低,硬度的提高主要来自于铁素体晶粒尺寸的细化及纳米级(Ti,Mo)C粒子的增多;当冷速由1.79℃/s增大至17.9℃/s时,组织中多边形铁素体比例不断降低,贝氏体比例不断提高,硬度的提高主要是由于贝氏体组织的细化及其比例的增加。(Ti,Mo)C粒子主要有2类:一类是奥氏体中析出的10～20 nm的粒子,Ti原子数分数约为88%,另一类是铁素体中析出的小于10 nm的粒子,Ti原子数分数约为68%,EDS测量结果与计算结果大致相当。     

铁素体基Ti-Mo高强钢连续冷却相变及组织性能

摘要：为了深入了解铁素体基Ti-Mo高强钢在连续冷却相变过程中组织及硬度的变化及其原因,通过热膨胀法、金相及硬度等实验研究了Ti-Mo微合金钢在连续冷却条件下组织及性能的变化,探讨了冷却速率对组织、硬度及相变行为的影响机理,揭示了（Ti,Mo）C在奥氏体和铁素体中Ti/Mo原子比变化的原因。结果表明,随着冷却速率由0.06℃/s增加至17.9℃/s,组织依次为多边形铁素体+珠光体→多边形铁素体+粒状贝氏体→粒状贝氏体,硬度由144HV逐渐增大至228HV。当冷速由0.14℃/s增大至0.90℃/s时,组织中多边形铁素体比例不断增大,珠光体比例不断降低,硬度的提高主要来自于铁素体晶粒尺寸的细化及纳米级（Ti,Mo）C粒子的增多;当冷速由1.79℃/s增大至17.9℃/s时,组织中多边形铁素体比例不断降低,贝氏体比例不断提高,硬度的提高主要是由于贝氏体组织的细化及其比例的增加。（Ti,Mo）C粒子主要有2类：一类是奥氏体中析出的10～20nm的粒子,Ti原子数分数约为88%,另一类是铁素体中析出的小于10nm的粒子,Ti原子数分数约为68%,EDS测量结果与计算结果大致相当。     

X70管线钢控轧控冷工艺与组织性能的关系

X70管线钢中针状铁素体的比例随热变形后的冷却速度增加而提高,冷却速度为15 ℃/s时达到最大,冷却速度再增加,该比例变化不大。冷却速度较低时(2 ℃/s)和热变形后的终冷温度较高时(650 ℃)组织中出现珠光体。随着终冷温度的降低,试验钢的组织细化,在500~550 ℃终冷时组织较为理想。铁素体晶内弥散分布有尺寸为20 nm左右的析出相,析出相在位错处择优成核并与基体保持共格或半共格关系。     

冷却路径对V-Ti微合金钢组织性能的影响

 为了获得较大的沉淀强化增量,采用热模拟试验研究了UFC终冷温度和二阶段冷却速度对一种V Ti微合金钢组织和硬度的影响规律。结果表明,协同控制UFC终冷温度和二阶段冷却速度可显著优化V Ti微合金钢的组织性能。UFC终冷温度为750、700和650 ℃时,获得全铁素体组织的临界二阶段冷却速度分别为1.0、1.0和0.2 ℃/s。UFC终冷温度由750降低至650 ℃时,在二阶段冷却速度为0.2~1.0 ℃/s条件下,可将铁素体晶粒由10.5细化至8.4 μm,二阶段冷却速度为5.0 ℃/s时,可将铁素体晶粒由10.5细化至5.1 μm。在750和700 ℃较高UFC终冷温度条件下,适当提高二阶段冷却速度,在650 ℃较低冷却速度条件下,适当降低二阶段冷却速度,均可有效提高试验钢的维氏硬度,试验钢的最大维氏硬度可达到295HV。     

CSP热轧工艺对Ti微合金化钢组织和性能的影响

采用金相显微镜、电子显微镜、化学相分析等手段研究了CSP热轧工艺对Ti微合金化高强钢组织和性能的影响。结果表明:880℃终轧、620℃卷取试验钢的屈服和抗拉强度分别为825、895 MPa,钢中存在大量的纳米尺寸TiC粒子,其沉淀强化效果超过150 MPa;卷取温度降低到580℃,TiC的析出受到抑制,沉淀强化效果明显减弱。卷取温度显著影响钢中第二相粒子的析出过程,终轧温度和卷取温度改变对晶粒尺寸也有影响,两者综合作用的结果使Ti微合金化钢的强度和韧性发生变化。     

钛微合金高强钢控轧控冷工艺研究

采用金相显微镜、电子显微镜等手段研究控轧控冷工艺对Ti微合金化高强钢的组织和性能的影响。结果表明:在低温终轧(800℃)、600℃保温1 h的试验钢的屈服强度和抗拉强度最高,分别为670.7 MPa和752 MPa。高温终轧(1 030℃)的试验钢组织主要为准多边形铁素体、针状铁素体和粒状贝氏体,组织粗大;低温终轧(800℃)的组织主要为多边形铁素体,晶粒较细小。在600℃保温1 h的试验钢中存在大量的纳米尺寸TiC粒子,沉淀强化效果明显,未在600℃保温1 h的试验钢中,TiC的析出受到限制,沉淀强化效果明显减弱。     

Ti含量对热轧带钢组织和力学性能的影响

以普通集装箱板的成分为基础,在CSP生产线上成功开发出Ti微合金化高强度钢,采用扫描电镜、透射电镜、化学相分析等实验手段研究了Ti含量对带钢组织和性能的影响.结果表明:Ti含量变化对铁素体晶粒尺寸影响不大;随钢中Ti含量增加,TiN粒子的尺寸增大,TiC的体积分数增加,而TiC粒子的平均尺寸减小.在Ti含量为0.106%的钢中发现大量尺寸小于5 nm的细小析出物,正是这些析出物的沉淀强化作用显著提高了钢的强度.     

铌微合金化抗震钢筋形变奥氏体连续冷却转变

 为了研究铌对高强抗震钢筋生产过程中组织转变的影响,通过热模拟试验对比研究了无铌碳素钢筋及铌微合金化钢筋(铌质量分数为0.03%)形变奥氏体在不同冷却速率下的组织和相变规律,获得动态CCT曲线。研究结果表明,添加0.03%铌使试验钢奥氏体连续冷却转变有明显变化。从连续冷却曲线(CCT)可看出,添加铌后,发生先共析铁素体、珠光体相变的冷却速度范围减小,铁素体、珠光体转变温度降低;贝氏体相变的冷却速度区间整体右移。添加铌能细化组织,各冷却速度下含铌钢的硬度均大于无铌钢。利用TEM对不同冷却速度下含铌钢中析出相进行观察,发现Nb(C,N)弥散分布于钢中,随着冷却速度的增加,析出的Nb(C,N)逐渐减少,析出相尺寸呈先减小后增大的规律,2 ℃/s冷却速度冷却得到的析出相尺寸细小且数量较多。     

Ti微合金化高强耐候钢的析出相观察和物理化学相分析

通过TEM和物理化学相分析手段定量研究了Ti微合金化高强耐候钢中析出相的结构、形貌、粒度和质量分数。研究结果表明：Ti微合金化高强耐候钢中的析出相有Ti（C，N）、TiC、TiN和Ti4C2S2；析出强化的强度随着析出粒子质量分数的增加和粒径的减小而增加，小于10nm的析出粒子对强度的贡献比较大；较低的卷取温度将会抑制TiC粒子的析出，从而降低析出强化的作用。     

钛微合金化热轧双相钢的工艺研究

通过模拟实验研究了钛微合金化热轧双相钢的连续冷却转变曲线及终轧温度对组织的影响规律,获得了可行的工艺窗口,并进行了验证性热轧实验.在冷却速率小于5℃·s-1及温度在625~725℃时,实验钢可以形成先共析铁素体.随着终轧温度升高,组织中铁素体及马氏体含量先升高后降低,但幅度不大.同时,当终轧温度较高时,铁素体显微硬度增加,析出强化作用增加.当终轧温度及缓冷温度分别为840℃及700℃时,获得了抗拉强度为672 MPa及屈强比为0.61的性能良好的热轧双相钢.经计算,铁素体组织中析出强化量为78.5 MPa.      

700MPa级高强钢的CCT曲线分析

文章通过使用Formastor-F型全自动相变仪对700 MPa级高强钢的连续冷却转变曲线(CCT曲线)进行了测定,分析了700 MPa级高强钢在0.5～118℃/s之间各种冷速下的显微组织形貌。结果显示,试验钢冷却速度为0.5℃/s时,转变产物为铁素体和珠光体;冷却速度高于1℃/s时,开始形成贝氏体组织;随着冷却速度的逐渐升高,贝氏体组织开始增加,珠光体组织开始减少,当冷却速度为10℃/s时,珠光体组织消失,组织为铁素体和贝氏体;当冷却速度增加到118℃/s时,转变产物以贝氏体为主。通过对700 MPa级高强钢的CCT曲线和显微组织分析为实际生产过程中热处理工艺的制定提供了理论依据。     

终轧温度对热轧高强集装箱用钢组织及性能的影响

利用金相显微镜、扫描电镜以及透射电镜等检测设备,研究了不同终轧温度对高强集装箱用钢的组织、性能及第二相粒子析出行为的影响。研究结果表明;不同终轧温度下高强集装箱用钢的组织均由铁素体和少量珠光体组成,铁素体晶粒度均为13.0级;850℃终轧与890℃终轧相比,屈服强度与抗拉强度分别提高32 MPa与26 MPa。理论计算与透射电镜观察结果表明:高强集装箱用钢强度的提高主要是因为850℃终轧时第二相粒子的形核率更高、析出数量更多、粒子间距更小,析出强化效果更加显著。     

低冷却速度下700MPa级V，Ti微合金化高强钢组织和性能

采用光学显微镜、扫描电镜和透射电镜观察700MPa级钒微合金化低合金高强钢热轧后在3~5,1.5~2和0.3~0.5℃/s三个不同冷却速度下获得的微观组织,对晶粒度、珠光体体积分数、珠光体片层间距进行了定量分析,测定了拉伸性能并观察了拉伸断口。结果显示,冷却速度为1.5~2℃/s时产品性能最佳。这是因为该冷却速度下铁素体基体上纳米碳化物数量增加且弥散细小,析出强化效果随析出物数量呈线性增加。     

控轧控冷和冷床保温工艺对42CrMo钢Φ50 mm轧材力学性能的影响

根据棒材线在生产42CrMo钢Φ50 mm轧材容易造成硬度偏高,不能满足协议要求.通过控轧控冷结合冷床保温措施,终轧温度由原967 ～970℃降到860℃,冷却速率由原0.35℃/s降低到0.17℃/s,金相组织从之前的非平衡态组织贝氏体+铁素体+珠光体优化为铁素体+珠光体,使HB硬度值由原317降至252.由此工艺生...     

不同合金元素的添加对含Ti微合金高强钢组织性能的影响

利用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜、能谱分析和拉伸试验等手段,对分别加入Mo、Cr、Nb、Cu等合金元素的含Ti微合金铁素体高强钢组织、析出相和力学性能进行分析,结果表明:铁素体基含Ti微合金高强钢以铁素体为基体,部分微合金钢组织含有极少量粒状贝氏体或珠光体;基体析出粒子尺寸差别较大,大部分尺寸小于10 nm并呈球形、簇状分布,析出物以TiC或(M、Ti)C颗粒为主;5种成分设计的铁素体基含Ti微合金钢均具有良好的室温、高温拉伸性能,550℃拉伸屈服强度均大于380 MPa,为对应室温拉伸屈服强度的63%以上,其中加少量Nb元素的含Ti微合金钢高温和室温屈服强度比最高,达到0.77,具有优异的高温力学性能。     

CSP生产含Ti高强钢性能稳定控制研究

采用金相检测、透射电镜和能谱分析等方法,分析武钢CSP产线屈服强度700 MPa级别含Ti高强钢长度方向和宽度方向温度波动对钢卷中第二相TiC粒子的析出形貌和析出量的影响,发现卷取温度、带钢长度方向和宽度方向温度波动是造成含Ti高强钢强度波动的主要原因。通过优化卷取温度,层流冷却采用边部遮挡和卷后堆垛缓冷等相关措施,实现了CSP产线屈服强度700 MPa高强钢的批量生产,且产品强度稳定,性能均匀性好。     

一种V、Nb微合金化高强钢筋连续冷却转变组织性能研究

在膨胀仪上测定了一种V、Nb微合金化高强钢筋的临界点Ac1、Ac3、Ar1和Ar3,获得了该钢在不同冷却速度下连续冷却时的膨胀曲线。采用膨胀法结合金相-硬度法,获得了试验钢的连续冷却转变曲线(CCT曲线),并研究了冷却速度对该钢组织及力学性能的影响。结果显示,当冷却速度为0. 1～2℃/s时,显微组织由铁素体和珠光体组成,显微硬度为193～250 HV30;冷却速度为3～5℃/s时,显微组织由铁素体、珠光体和贝氏体组成,硬度为268～287 HV30;冷却速度为5～30℃/s时,显微组织由铁素体、贝氏体和马氏体组成,硬度为287～424 HV30。对试验钢来说,控冷速度为0. 5～3℃/s之间最为理想,本文研究结果可作为高强度钢筋冷却过程的控制依据。     

超低碳管线钢连续冷却过程中的显微组织特征

通过扫描电镜研究了不同冷却条件下超低碳管线钢的显微组织特征。结果表明:终冷温度为620~650℃,冷却速度为16~20℃/s时,组织类型为铁素体+珠光体,部分珠光体开始退化。随终冷温度降低,冷却速度提高,珠光体片层结构弱化,退化珠光体量增多,尺寸细化。终冷温度降低至610℃,冷却速度提高至25~30℃/s,组织中的退化珠光体量减少,晶界处出现细长树枝状碳化物,树枝状碳化物随着冷却速度提高而细化。退化珠光体中细小薄片状渗碳体可避免应力集中,减少微裂纹发生的几率,改善钢的塑韧性。     

新一代TMCP条件下钛微合金化Q460钢种开发

依托于超快速冷却技术(UFC)开发出一种钛微合金Q460钢板。研究轧后超快冷至不同温度(560℃、610℃和680℃)后试验钢的组织性能和析出行为,并对其综合强化机理进行了研究。研究结果表明:不同终冷温度条件下,试验钢组织均为多边形铁素体和块状珠光体组织,且随终冷温度降低,晶粒明显细化;经TEM分析统计,TiC数量密度随终冷温度的升高而增大;试验钢的抗拉强度和屈服强度随着终冷温度的升高均先降低后升高,-20℃冲击功随终冷温度的降低逐渐升高;当终冷温度为680℃时,试验钢屈服强度可达510 MPa,固溶强化、细晶强化、位错强化、析出强化对屈服强度的贡献率分别可达42 MPa、188 MPa、62 MPa和217 MPa。说明析出强化和细晶强化为试验钢的两种重要强化方式。