冷却方式对Nb-Ti微合金钢组织和性能及沉淀行为的影响

两阶段控制轧制后,采用不同的冷却路径进行冷却,研究冷却路径对Nb-Ti微合金钢组织和性能及沉淀行为的影响.结果表明,超快冷+空冷冷却路径可获得细晶组织,晶粒平均尺寸约为7.76μm,屈服强度高达425 MPa,抗拉强度高达500 MPa.超快冷+炉冷试样中存在细小的沉淀粒子,沉淀粒子尺寸主要集中在2—7 nm,而超快冷+空冷试样中只存在少量球形沉淀粒子,轧后直接空冷可获得相间沉淀粒子.不同冷却路径获得的热轧板在700℃下退火300 s后,沉淀粒子发生明显的粗化;退火处理后,超快冷+炉冷试样的晶粒平均尺寸减小为6.47μm,相对于退火前,其屈服强度和抗拉强度分别增加50和30 MPa、强度的增加主要源于细晶强化.对于含0.03%Nb(质量分数)的Nb-Ti微合金钢,由于沉淀粒子的体积分数有限,因此细晶强化效果远高于沉淀强化效果,强度的变化与晶粒尺寸的变化具有很好的对应性.另外,加工硬化指数与晶粒尺寸密切相关.随着晶粒平均尺寸的增加使加工硬化指数增加.     

冷却工艺对微合金钢析出和力学性能的影响

采用超快冷+层流冷却(UFC+LC)、层流冷却(LC)和空冷(AC)三种冷却工艺,研究了不同冷却工艺对钒钛微合金钢析出和性能的影响。结果表明:经UFC+LC冷却的试样析出物数量最多,尺寸最小,且析出物分布最均匀;经UFC+LC冷却的钢强度最高,强化效果要优于其它冷却方式。研究结果能为微合金钢生产应用超快冷工艺提供理论依据。     

1000 MPa级热轧双相钢的微观组织及强化机制

研究了分段冷却工艺(超快冷+空冷+层流冷却)条件下一种钒微合金化双相钢的微观组织及强化机制。结果表明：试验钢的显微组织由(80.5%～83.7%)超细晶多边形铁素体和(16.3%～19.5%)块状马氏体组成,且80%以上的铁素体晶粒尺寸在1.0～2.5 μm之间,粒子直径为4～9 nm的V(C, N)弥散的分布于铁素体基体中并与高密度位错交互作用而钉扎位错。在细晶强化、析出强化、位错强化及第二相马氏体强化的综合作用下,试验钢的抗拉强度达到1000 MPa以上,且具有优异的综合性能：Rm≥1000 MPa,RP0.2≥530 MPa,δ≥23.5%,RP0.2/Rm≤0.54,n≥0.23。     

快速退火对冷轧超低碳钢组织和性能的影响

采用OM、SEM、EBSD和单轴拉伸方法,从某冷轧超低碳钢的显微组织、晶粒尺寸分布、晶粒取向和力学性能4个方面对比分析了常规退火工艺(低温长时间)与快速退火工艺(高温瞬时)。结果表明,冷轧超低碳试验钢在650℃快速退火15 s时,屈服强度和抗拉强度分别为445.38 MPa和494.07 MPa,相比常规退火试样性能(屈服强度为274.35 MPa,抗拉强度为388.99 MPa)得到明显提升,同时还保证了24.7%的伸长率。造成常规退火与快速退火试样性能差异的主要原因是晶粒细化与典型的γ取向,其中晶粒细化占主导地位。快速退火具有明显的细晶强化作用,但同时恶化加工硬化能力,从而导致伸长率下降。快速退火会抑制第二相颗粒的析出,且细化第二相颗粒。快速退火试样呈典型的γ取向,更有利于提高轧向性能,但常规退火试样为近γ取向,所以取向的影响较小。     

轧后冷却方式对钛微合金高强钢组织性能的影响

本文实验研究了轧后冷却方式对低碳钛微合金钢组织、析出行为以及力学性能的影响。结果表明,不同的轧后冷却方式（层流冷却、层流冷却+超快速冷却、超快速冷却）下实验钢的组织主要是细晶铁素体。与层流冷却工艺相比,采用超快速冷却工艺能够细化铁素体晶粒尺寸,促进微合金元素Ti在铁素体中的析出且细小弥散。采用超快速冷却工艺,实验钢的抗拉强度和屈服强度分别达到了760MPa和683MPa,比层流冷却工艺下实验钢分别提高了40MPa和20MPa。     

冷轧及热处理对Al0.3CoCrFeNi高熵合金组织及性能的影响

利用X射线衍射仪、扫描电镜、透射电镜和拉伸试验等手段,研究了75%压下量的冷轧及1073 K下保温1 h热处理后不同冷却方式(空冷和炉冷)对Al_0.3CoCrFeNi高熵合金微观组织和力学性能的影响。结果表明:铸态以及冷轧态Al_0.3CoCrFeNi合金均为FCC单相结构,经热处理后炉冷及空冷合金均为FCC+BCC双相结构。铸态合金经冷轧以后强度显著提升但塑性大幅度下降。因细晶强化、孪晶以及析出相强化作用,热处理后炉冷合金具有良好的综合力学性能,其抗拉强度为1289 MPa,约为铸态试样的两倍(719 MPa),最大伸长率为28.7%。因析出相增多以及孪晶尺寸增大,与空冷合金相比,炉冷合金在不损失塑性的前提下,抗拉强度增加。     

控轧控冷对Ti-Mo-Nb复合微合金化低碳钢组织和力学性能的影响

研究了控轧控冷的冷却速度对Ti-Mo-Nb微合金高强钢组织与性能的影响。结果表明,随着冷却速度的降低,试验钢中铁素体逐渐等轴化,铁素体的体积分数、晶粒尺寸逐渐增加。冷却速度的降低可显著细化析出相尺寸并增加其体积分数,析出方式由弥散析出向相间析出转变。铁素体通过析出强化实现提升材料强度的同时,成形性能得到改善。当冷却速度为28℃/s时,试验钢获得了优异的综合力学性能,抗拉强度为853 MPa,屈服强度为750 MPa,伸长率为18.6%,扩孔率为68.5%。组织细化与析出强化是试验钢的主要强化机制,当冷却速度为28℃/s时,细晶强化和析出强化强度增量分别为206 MPa和328 MPa。     

退火工艺对中碳钢热轧板组织和力学性能的影响

利用SEM、EBSD等分析技术研究了不同退火保温时间对碳化物球化、铁素体回复与再结晶以及实验钢力学性能的影响。结果表明:实验钢热轧后空冷到650℃进行不同保温时间的退火,当保温时间达到30 min时,大多数铁素体发生了再结晶,且铁素体晶粒尺寸最为细小,约为7μm。热轧实验钢的试样屈服强度与抗拉强度均较高,分别为570 MPa和725 MPa,而伸长率为13%。当热轧试样冷却到650℃进行30min的退火,其抗拉强度和屈服强度显著降低,分别下降至460 MPa和635 MPa,而伸长率显著增加,达到21%。     

Effect of Heat Treatment on Microstructure and Mechanical Properties of Ultra-fine Grained Ti-55511 Near β Titanium Alloy

采用热轧制备晶粒尺寸为0.1~0.5μm超细晶Ti-55511近β钛合金,利用SEM、TEM等手段研究热处理工艺对超细晶合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,在350~650℃的温度条件下,合金强度和硬度随温度的增加呈现先增高后降低的趋势,在450℃达到峰值1486 MPa;在450℃温度退火时,随着退火时间的延长,合金强度首先急剧上升至1536 MPa后趋于稳定,延伸率呈现先增加后下降的趋势。显微组织分析表明,合金在退火过程中主要发生回复现象,未发生明显的粗化长大现象,晶粒尺寸均<1μm。回复过程在消除加工硬化的同时促进了晶界/相界的稳定化,提高细晶强化作用;退火过程中发生的α→α2和β→ω→α相变过程,第二相粒子弥散强化效应增强。但是当第二相粒子尺寸增加至一定尺寸时,会显著降低合金的塑性。退火过程中合金力学性能的变化与强化机制的作用有关。     

热处理对超细晶Ti-55511近β钛合金显微组织和力学性能的影响(英文)

采用热轧制备晶粒尺寸为0.1~0.5μm超细晶Ti-55511近β钛合金,利用SEM、TEM等手段研究热处理工艺对超细晶合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,在350~650℃的温度条件下,合金强度和硬度随温度的增加呈现先增高后降低的趋势,在450℃达到峰值1486 MPa;在450℃温度退火时,随着退火时间的延长,合金强度首先急剧上升至1536 MPa后趋于稳定,延伸率呈现先增加后下降的趋势。显微组织分析表明,合金在退火过程中主要发生回复现象,未发生明显的粗化长大现象,晶粒尺寸均1μm。回复过程在消除加工硬化的同时促进了晶界/相界的稳定化,提高细晶强化作用;退火过程中发生的α→α2和β→ω→α相变过程,第二相粒子弥散强化效应增强。但是当第二相粒子尺寸增加至一定尺寸时,会显著降低合金的塑性。退火过程中合金力学性能的变化与强化机制的作用有关。     

Development of Ti–V–Mo Complex Microalloyed Hot-Rolled 900-MPa-Grade High-Strength Steel

A new Ti–V–Mo complex microalloyed hot-rolled high-strength steel sheet was developed by controlling a thermo-mechanical controlled processing(TMCP) schedule, in particular with variants in coiling temperature. The effects of coiling temperature(CT) on various hardening mechanisms and mechanical properties of Ti–V–Mo complex microalloyed high-strength low-alloy steels were investigated. The results revealed that the steels are mainly strengthened by a combined effect of ferrite grain refinement hardening and precipitation hardening. The variation in simulated coiling temperature causes a significant difference in strength, which is mainly attributed to different precipitation hardening increment contributions. When the CT is 600 C, the experimental steel has the best mechanical properties: ultimate tensile strength(UTS) 1000 MPa, yield strength(YS) 955 MPa and elongation(EL) 17%. Moreover, about 82 wt% of the total precipitates are nano-sized carbide particles with diameter of 1–10 nm, which is randomly dispersed in the ferrite matrix.The nano-sized carbide particles led to a strong precipitation hardening increment up to 310 MPa.     

400MPa超细晶粒钢手工电弧焊接头的机械表面强化

对400MPa级超细晶粒钢手工电弧焊接头进行了表面机械强化处理,并对强化处理前后焊接接头进行了组织性能分析。结果表明:400MPa级超细晶粒钢手工电弧焊接头热影响区存在着严重的晶粒长大;经表面机械强化后,焊接接头表面组织得到重新细化(晶粒尺寸可达100nm左右),从而使其获得与母材相当的力学性能。     

HSLA钢组织—性能对应关系的预测模型

通过HSLA钢中各组成相的体积分数、铁素体晶粒尺寸、析出相的尺寸和体积分数等参数,分别考虑了细晶强化、相变强化和析出强化等强韧化机制对强度和韧性等机械性能的影响,建立了HSLA钢组织一性能对应关系的预测模型。模型的预测精度通过两种HSLA钢实验室控轧控冷的组织一性能实验数据获得验证。     

固溶后冷却方式对Inconel X-750合金组织和性能的影响

采用SEM、TEM、EDAX和相分析等分析手段,研究Inconel X-750合金固溶后不同冷却方式下组织和性能的变化。结果显示:水冷和油冷抑制合金中γ′相的析出,时效后均析出球形的γ′相。炉冷后合金中析出一次立方体形γ′相和二次球形γ′相,时效后再次析出球形γ′相;水冷和油冷后晶界上无碳化物析出,时效后晶界上均析出细小针状M₂₃C₆。炉冷后合金晶界上析出块状M₂₃C₆,时效后碳化物尺寸略微长大,形状基本不变;炉冷+时效后合金的强度最高,水冷+时效后合金的冲击性能最好。     

2024-T4铝合金水下搅拌摩擦焊接研究

分别在空气和循环水冷条件下对2024-T4铝合金板进行搅拌摩擦焊接(friction stir welding,FSW),研究了水冷介质对FSW接头组织性能的影响.结果表明:循环水冷介质具有明显的瞬时快冷作用,水冷介质下FSW可以显著细化晶粒,并抑制焊核区析出相的生长,焊核区的平均晶粒尺寸达到700 nm,析出相尺寸达到30～200 nm.水冷介质减弱了FSW接头的热软化效应,改善了接头的组织和性能,使焊核区HV显微硬度值提高了234 MPa,接头抗拉强度提高了52.2 MPa,但试样延伸率有所下降.     

Enhanced mechanical stability of ultrafine grained steel through intercritical annealing cold rolled martensite

The ultrafine grained ferritic steels possess high strength but low ductility due to the shortage of work hardening.Fine grained ferrite-martensite dual phase microstructure was obtained in a microalloyed steel and low carbon steels through intercritical annealing of the cold rolled martensite.The dual phase microstructure was uniform and the ferrite grain size was smaller in the microalloyed steel resulted from the pinning effect of microalloyed precipitates.But ferrite grown apparently and the volume fraction of the martensite was much higher without the addition of microalloying elements.By introducing martensite into the fine grained ferrite,the work hardening was effectively improved,leading to better mechanical stability.As a result of the fine ferrite grain size as well as uniform distribution of the martensite,the work hardening was enhanced,showing better strength-ductility balance in the microalloyed dual phase steel.     

微合金高强度船板钢轧制工艺研究

在实验室分析了不同成分、不同控制轧制工艺生产的微合金高强度船板钢的晶粒大小,析出相的形貌、分布和组成,为制订该钢种的生产工艺提供了主要依据。     

开冷温度对热轧F/B双相钢组织性能的影响

采用轧后空冷+超快速冷却的方式,研究了开冷温度对热轧铁素体/贝氏体(F/B)双相钢组织性能的影响。结果表明：开冷温度显著影响F/B双相钢的显微组织和性能。开冷温度由747 ℃降至700 ℃时,铁素体体积分数由17.3%增至85.7%,铁素体晶粒尺寸由3.3 μm粗化至3.6 μm,贝氏体中析出的碳化物含量增加。同时,F/B双相钢的屈服强度从594 MPa降至475 MPa,抗拉强度从648 MPa降至532 MPa,伸长率从17.7%升至34.3%,扩孔率从36.4%提高至82.8%。因此,为实现热轧F/B双相钢力学性能和扩孔性能的平衡,开冷温度应控制在730~700 ℃。