控制冷却对含Nb钢组织性能的影响研究

为了进一步提高含Nb钢的强度,降低含Nb钢的开发成本,通过实验室热轧试验研究超快冷、超快冷+层流冷却和层流冷却3种冷却模式对含Nb钢的组织演变和力学性能影响。结果表明,与层流冷却相比,试验钢采用超快冷后组织中出现针状铁素体和贝氏体,晶粒尺寸细化,位错显著增加,析出物粒子更为细小,试验钢力学性能显著提高。超快冷的主要强化机制为相变强化、细晶强化、位错强化和析出强化。超快冷+层流冷却模式下,随着终冷温度的降低,软相组织减少、硬相组织增多,试验钢的强度升高。随着出超快冷温度的降低,多边形铁素体体积分数逐渐减少且晶粒更为细小,针状铁素体体积分数增多,试验钢强度得到提高,断后伸长率略有降低。以上结果为超快冷工艺条件下开发低成本含Nb钢奠定了理论基础。     

22Mn2SiVBS热轧无缝钢管控冷时的组织与性能

设计研发了一种空冷贝氏体钢22Mn2SiVBS,作汽车半轴套管用钢;热轧制成管坯后观察其显微组织.结果表明:在奥氏体晶界处有一定量断续网状铁素体析出,降低了钢的力学性能;钢的组织为均一的贝氏体,抗拉强度900 MPa,硬度301 HB,满足使用要求.通过对试样的重新加热控制冷却试验,分析研究了钢的组织、力学性能和加热控制冷却工艺三者之间的关系,提出了使该钢获得均匀贝氏体和良好力学性能的措施.     

控轧控冷工艺中终冷温度对高强建筑用钢组织与拉伸性能的影响

对高强建筑用钢进行控轧控冷处理,研究终冷温度(350～650℃)对该钢显微组织与室温拉伸性能的影响。结果表明:在终冷温度为650,550℃下控轧控冷后,试验钢的显微组织都为贝氏体铁素体+马氏体-奥氏体(M-A)岛;当终冷温度为450℃时,组织仍为贝氏体铁素体+M-A岛,但是M-A岛的含量比终冷温度为650,550℃时的低;当终冷温度为400,350℃时,组织主要为板条状贝氏体铁素体,局部板条间分布着少量薄膜状M-A岛;试验钢的屈服强度、抗拉强度和屈强比均随着终冷温度的降低而升高,而在终冷温度为350,450,550℃时的断后伸长率均大于16%;终冷温度为450℃时,试验钢的拉伸性能符合780MPa级高强低屈强比建筑用钢的要求,此时贝氏体铁素体组织中弥散分布着细小、圆整度较高的M-A岛,使得试验钢具有高的强塑性和低的屈强比。     

新型空冷贝氏体钢性能及组织的研究

本文对一种新型空冷贝氏体钢的力学性能和显微组织进行了研究。力学试验结果表明,试验钢的抗拉强度σb为1339MPa,塑性指标δ5为18.2％,ψk为59.3％,冲击韧度为120J·cm-2,弯曲疲劳极限达到700MPa。透射电镜分析表明,该新型贝氏体钢的显微组织主要为束状贝氏体铁素体+少量残余奥氏体,残余奥氏体膜对贝氏体铁素体束进行了分割和包围,这种组织使试验钢具有优良的性能指标。     

轧后超快速冷却终冷温度对780MPa级建筑用钢屈强比的影响

利用实验室Ф450mm二辊可逆式热轧机及超快速冷却设备研究了轧后超快速冷却终冷温度对780MPa级高强度低屈强比建筑用钢显微组织及屈强比的影响。结果表明：随着轧后终冷温度由630℃降低至360℃，试验钢的强度和屈强比均呈上升趋势，显微组织则由以贝氏体铁素体为软相基体、M／A岛为硬质弥散第二相的复相组织向板条贝氏体占主体...     

超快速冷却终止温度对X80管线钢组织和性能的影响

在试验轧机上对X80管线钢进行了热轧试验,并采用超快冷结合层流冷却的冷却方式对试验钢进行了冷却,结合组织观测,系统研究了超快冷终止温度对力学性能的影响。结果表明:在超快冷终止温度为670℃时,组织中发现了多边形铁素体,试验钢屈强比较低;随着超快冷终止温度的降低,析出物粒子逐渐增多,尺寸逐渐细小且弥散,试验钢的强度和低温韧性逐渐提高,断后伸长率先升高后降低。     

超低碳贝氏体钢的显微组织分析

对两阶段控轧控冷的超低碳贝氏体钢显微组织进行了光学显微镜和扫描电镜分析.结果表明:扫描电镜更能显示超低碳贝氏体钢的特点,纵向显微组织细小,奥氏体晶粒沿轧向被轧成扁平状,方向性明显,晶界清晰可见,奥氏体晶粒宽度在6～13 μm之间;而横向显微组织、心部显微组织、表面显微组织以粒状贝氏体为主,没有明显的方向性,组织粗大,分布弥散、均匀;粒状贝氏体和板条贝氏体只有在两个极端的温度下才有明显的差异,而处于中间过渡温度时很难截然分开.     

无碳化物贝氏体/马氏体复相钢的强韧性

探讨了回火温度对低碳Mn-Si-Cr钢的空冷无碳化物贝氏体/马氏体复相组织及水淬马氏体组织强韧性的影响。试验表明:经中温回火的空冷无碳化物贝氏体/马氏体复相组织具有较高的强韧性,且中温回火的无碳化物贝氏体/马氏体复相组织的J积分断裂韧度需用J_(1C)来表征。经360℃火后,空冷无碳化物贝氏体/马氏体复相组织的强韧性为σ_(0.2)=1355 MPa,σ_b=1600 MPa,δ_5=13.5％,φ=56.2％,A_K=81 J,相同钢的水淬马氏体组织的强韧性为σ_(0.2)=1350 MPa,σ_b=1617 MPa,δ_5=14.1％,φ=59.5,A_K=67.5 J。其原因在于中温形成的无碳化物贝氏体具有较高的回火抗力,而无碳化物贝氏体中的热稳定性较高的富碳膜状残余奥氏体使钢呈现较高的韧性。     

不同钒、氮含量对低碳贝氏体钢组织及析出行为的影响

借助场发射扫描电镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和能谱仪(EDS)等方法研究了4种不同钒、氮含量的低碳贝氏体钢在控轧控冷过程中的微观组织、力学性能及碳氮化钒的析出行为。结果表明,在450℃卷取,4种试验用钢的组织都为粒状贝氏体,钒含量由0.05%增加到0.15%,试验用钢的屈服强度提高了163 MPa,抗拉强度提高了85 MPa。随着钢中钒、氮含量的增加,贝氏体组织明显细化;同时,在贝氏体铁素体基体中细小析出相的体积分数显著增加,析出相的平均尺寸为4~6nm。尺寸10nm的析出颗粒呈细小碟片状,尺寸约为20nm的析出相一般呈长条状或者椭球状。经TEM分析,尺寸10nm的析出相为具有面心立方结构的V(C,N)或(V,Cr)(C,N)复合析出相。     

辙叉用贝氏体钢热处理工艺研究

对新型辙叉用含Al贝氏体钢进行热处理工艺对比研究。通过对比分析直接空冷、贝氏体开始转变温度(BS)之前快冷后空冷以及等温淬火之后的组织及性能,发现等温淬火的组织具有最佳的综合力学性能,且组织最细。但等温淬火工艺会导致较高的生产成本,并且辙叉本身较大的尺寸导致在实际生产中较难实现。所以根据等温淬火的工艺特点设计出在温度BS之前快冷,温度BS与马氏体开始转变温度(MS)温度期间置于炉中保温缓冷,最后空冷的三阶冷却方式,结果表明三阶冷却方式处理之后的贝氏体钢具有和等温淬火相似的组织形貌及大致相同的强韧性。对接近实际铁路辙叉尺寸的大块试样的不同冷却方式的冷却曲线进行测定,发现油冷不仅能够达到所需的冷速且容易在实际生产中应用。     

贝氏体钢的强韧化途径

发现在粒状贝氏体组织中,控制其小岛尺寸、数量和分布,可获良好强性,研制出粒状贝氏体钢。首次用粥的仿晶界型铁素作韧性与粒贝结合,可获优良强韧性,并研制出此类复相钢。通过合金设计,在空冷条件下获得具有超精细结构的无碳化物贝氏体／马氏体复相组织,贝氏体各层次单元由奥氏体膜包围,使贝氏体／马氏体复相组织具有优良的强韧性,并研制出此类高强高韧钢。     

冷却速率对直接淬火钢组织和性能的影响

对含微量硼的钢与无硼钢在不同冷速下直接淬火试样的组织进行了观察,分别测定了含硼钢与无硼钢的连续冷却转变(CCT)曲线,以及轧制后不同温度回火试样的拉伸强度.结果表明:硼的添加会使贝氏体转变Bs点降低,生成粗大的针状或板条状贝氏体组织,这种贝氏体组织越多,它的强度就越低;无硼钢在慢冷情况下(15℃/s),Bs点较高,易于形成粒状贝氏体组织,该组织与马氏体形成的混合组织使强度较高.为避免粗大贝氏体区,对于含硼钢,适宜采用快速冷却;而对于无硼钢,应尽量降低冷却速率.     

低成本Q345钢高强度厚板的开发

采用TMCP工艺制备了厚度为85 mm的Q345高强度钢板,通过拉伸和冲击试验、组织及断口形貌观察等对其组织和性能进行了分析。结果表明:制备的Q345钢厚板的表面组织为多边形铁素体+大量贝氏体的混合组织,其余部位均为铁素体+珠光体组织,屈服强度达到320 MPa以上,伸长率在29%以上,冲击韧性良好;该钢不添加微合金元素,轧后不进行热处理,降低了生产成本,实现了强韧性的良好匹配。     

一种新型700 MPa级低碳高强度钢的研制

通过控制轧制与控制冷却，研制出下屈服强度为700MPa级的低碳高强度钢，并对其组织及强化机制进行了分析。结果表明：该高强度钢的组织为铁素体，其强化相为细晶铁素体及在铁素体基体上分布的细小析出相，且析出强化量为250MPa，这是过去热轧微合金钢板的2～4倍。铁素体基体中较高的位错密度和分布细小的析出物改善了钢材的塑性，使材料具有良好的伸长率。     

LNG用9Ni钢控轧控冷工艺的热模拟研究

采用Gleeble 3800热模拟实验机测定了9N i钢的CCT曲线,进行不同终轧温度变形试验,分析了不同冷却速度对组织的影响,研究了不同终轧温度与组织、晶粒度、性能的关系。结果表明：轧后冷却速度大于5℃/s为马氏体组织,小于3℃/s为贝氏体组织,9N i钢的终轧温度选择800~850℃,晶粒细小,综合力学性能良好。     

不同类型的贝氏体组织对低碳钢力学性能的影响

低碳贝氏体钢是高强度、高韧性、多用途的新型钢种,它的出现是社会需求和现代冶金技术发展的必然结果.目前,低碳贝氏体钢已经在工程机械上得到广泛应用.然而,实际生产中得到的低碳贝氏体钢并不是由单一贝氏体组织组成,往往是多种显微组织并存,因此并不能直接体现钢的力学性能与贝氏体组织之间的对应关系.针对这一情况,以低碳Mn-B-Cr-Mo-Nb钢为研究对象,在国内某钢铁公司进行控轧控冷试验.通过对终冷温度的控制,分别得到由全部粒状贝氏体,全部板条贝氏体以及粒状贝氏体+板条贝氏体组成的3种不同类型的低碳贝氏体钢.经过对这3种不同类型的贝氏体钢进行拉伸和冲击试验后发现:在化学成分相同的条件下,粒状贝氏体钢的强度最低,韧塑性最好;板条贝氏体钢板的强度最高,韧塑性最差:由粒状贝氏体+板条贝氏体组成的钢,其强度、韧塑性居中.由此可知,终冷温度对热轧钢板的显微组织和力学性能影响很大,通过对中温转变组织的控制,就可以进一步提高低碳贝氏体钢的综合力学性能.     

超高强度钢40CrNi2Si2MoVA贝氏体等温淬火工艺

对超高强度钢40CrNi2Si2MoVA进行贝氏体区短时间等温淬火,得到马氏体加下贝氏体和少量残余奥氏体的复合组织,考察了等温时间的变化对材料显微组织和力学性能的影响,并进一步得出了此条件下该钢的最佳热处理工艺.结果表明:当等温时间在100～150 s时,得到以马氏体为主,含20%左右下贝氏体和少量稳定残余奥氏体的组织.     

热轧、低温回火态1250MPa级新型贝氏体耐磨钢板的组织和性能

研究了热轧、低温回火状态1250MPa级新型贝氏体耐磨钢板的组织和力学性能,测试了埋弧焊和CO2焊焊接接头的力学和机械加工性能。结果表明：轧态、低温回火耐磨板的组织由贝氏体铁素体和残余奥氏体组成,具有较高的力学性能、较高的回火抗力、良好的焊接性能和机械加工性能。     

抽油杆用钢30Mn2SiV拉伸脆断原因分析

利用扫描电镜研究了30Mn2SiV非调质抽油杆用钢拉伸脆断的原因.结果表明：由于经过轧制后棒材组织产生了内外组织不均匀,即心部组织为铁素体＋珠光体和少量上贝氏体的混合组织,而外部则生成大量的上贝氏体组织,晶粒尺寸和形状也变得不规则是造成试样发生脆断的原因.内外组织不均匀是对该钢轧制过程监控不严,内外组织冷却程度不同而造成的.