微合金钢中TiN的析出规律研究

通过热力学计算及实验,研究了含Ｔｉ微合金钢在液态及凝过程中ＴｉＮ的析出规律,研究表明,通过调整微合金钢中Ｎ和Ｔｉ含量,可以控制ＴｉＮ的析出时机和形态,减小其对钢性能的有害影响;还探讨了利用液态析出细小,弥散的ＴｉＮ作为钢液蝗形核中心,以细化态组织,得到等轴细晶的可能性。     

钛微合金钢连铸中TiN与TiC析出热力学研究

连铸过程中夹杂物的析出对铸坯的组织性能有重要影响。为研究钛微合金化Q345钢中TiN 、TiC夹杂物的析出规律，对TiN 、TiC的生成热力学进行了计算，计算了Q345钢的固/液相线温度、碳氮化物的析出温度、不同温度下TiN、TiC的平衡/实际溶度积和析出时所需的Ti、N初始浓度，分析了高钛钢在凝固过程中TiN 、TiC的析出规律。结果表明：TiN 、TiC在液相线温度以上不能析出；由于Ti、N、C在凝固前沿的富集，当两相区fs＞0.56时，TiN开始析出，当两相区fs＞0.92时，TiC开始析出；在固相奥氏体中有TiN粒子析出，而TiC的析出温度较TiN低，在铁素体中析出。     

低碳微合金钢中TiN的析出行为分析

低碳含钛微合金钢作为一种典型的高强度钢,近年来在工业上得到了广泛的应用。细小的TiN析出物可以细化奥氏体晶粒,提高钢的韧性,增强钢的良好成形性和可焊性,并降低工艺的生产成本。但是大量的或者大尺寸的TiN在铸坯中析出则会影响钢的裂纹敏感性。在整个炼钢过程中对样品进行了氧氮分析。结果表明钢包炉(LF)过程中氮含量异常增加。除了空气和钢水之间的反应外,炼钢的原料和辅助材料也可能是导致钢水中氮含量增加的原因,重点研究了铁钛合金的洁净度对TiN析出行为的影响。根据热力学计算结果,当氮质量分数从0.005%降低到0.002%时,TiN的沉淀温度可以降低到1 400 ℃,而TiN的析出量将大为降低。     

含Nb微合金钢变形后弛豫及时效过程中的析出行为

采用热模拟手段、金相及硬度测量并结合透射电子显微镜观察，研究了简单成分的含Nb微合金钢在热变形弛豫后、525℃时效时硬度变化及析出过程。结果表明：经弛豫淬火后的含Nb钢在时效过程中出现双硬化峰现象，相变前原有细小析出相在时效时会长大和粗化，形成第一个硬化峰；而相变后α相中过饱和的Nb在时效时会进一步析出，形成第二个硬化峰。利用透射电镜观察可清楚地把两类不同的析出区别开来。     

钛微合金钢形变诱导析出规律的热模拟

采用Gleeble 3800热力模拟实验机模拟了钛微合金化低碳钢的两阶段控轧技术,通过应力松弛法得到了其应力松弛曲线及析出—时间—温度(PTT)曲线,研究了钛微合金钢在变形过程中的析出规律。结果表明:两阶段轧制后钛微合金钢的组织显著细化,比较不同变形量下的应力松弛曲线,可以发现随着变形量的增大,应力松弛的速度加快,形变诱导析出的PTT曲线会向左偏移,最快析出的鼻尖温度由910℃降低到900℃,析出的开始时间提前,由65 s缩短至50 s,析出开始的孕育时间减少;此外,晶粒由于形变诱导析出的作用而逐渐细化,但随着保温时间的持续延长,晶粒会由于形变诱导析出的完成继续长大直至粗化。     

铁素体区等温过程中Ti-Mo-Cu微合金钢中的共析出行为

碳化物和Cu的共析出是提高微合金钢强度的一种有效手段,本工作利用OM和TEM研究了Ti-Mo-Cu微合金钢在不同等温温度下复合型碳化物和ε-Cu的共析出行为,利用复合析出相固溶析出模型和经典形核长大理论对Ti-Mo-Cu微合金钢的析出动力学进行了计算。结果表明,（Ti,Mo）C与ε-Cu二者独立析出,分别与铁素体基体呈N-W和K-S取向关系,在600℃时析出以ε-Cu为主,620℃发生（Ti,Mo）C与ε-Cu的共析出,而640～660℃时析出以（Ti,Mo）C相间析出为主。热动力学计算表明,在600～660℃范围内,随温度提高,（Ti,Mo）C中的Ti/Mo原子比由2.5增大到4.5,碳化物组成由Ti_0.71Mo_0.29C演变为Ti_0.79Mo_0.21C,（Ti,Mo）C与ε-Cu的析出-温度-时间（PTT）曲线存在交点,当温度低于616℃时,ε-Cu优先析出,温度在616℃附近时,发生（Ti,Mo）C与ε-Cu的共析出,当温度高于616℃时,（Ti,Mo）C优先析出,很好解释了实验现象。     

钢凝固过程超细钛氧化物析出的热力学分析

某些类型超细钛氧化物能促进针状铁素体的形成,细化晶粒钛氧化物夹杂的析出类型受钢液中的氧含量、合金元素成分的影响.以X80管线钢成分为研究对象,从热力学角度分析了微合金元素及钢液中的氧浓度对其析出类型的影响.结果显示,在钢液凝固温度区间,相同温度和氧含量时,Ti的氧化物中,Ti3O5是最稳定的,其次为Ti2O3.钢中铝对...     

热连轧过程复合微合金碳氮化物析出的定量计算

以微合金元素的析出热力学和析出动力学为基础,针对Fe-Nb-V-Ti-Al-C-N合金系,定量计算了热连轧过程中(Nb,V,Ti)(C,N)和AlN在奥氏体中的析出行为,并进一步分析了热轧制温度对析出行为的影响。计算结果表明,对所研究的钢种成分和工艺条件,在加热过程中(Nb,V,Ti)(C,N)就已经析出,在粗轧阶段,(Nb,V,Ti)(C,N)析出粒子平均半径逐渐减小,在精轧阶段,(Nb,V,Ti)(C,N)基本达到平衡析出量,终轧后析出粒子平均半径保持在23 nm左右。轧制时的热变形增大了形核率,促进了析出,使析出粒子的平均半径减小。随加热和轧制温度的降低,(Nb,V,Ti)(C,N)的析出量有所增加,粒子平均半径减小。     

Ti-Mo微合金钢铁素体中的析出物

用MMS-300热力模拟机研究了变形量、保温温度及保温时间对钛钼微合金钢铁素体基体上析出物尺寸的影响规律,获得了铁素体区析出动力学特征。结果表明,实验钢铁素体基体中析出物主要为钛钼的碳氮化物,其中尺寸较大析出物为圆形、方形或长条形,随机分布;尺寸细小析出物为圆形或椭圆形,其析出形态为排列整齐的相间析出及弥散析出,当保温温度较高时,其分布形式主要为相间析出;随着变形量的增加及保温时间的延长,析出物尺寸减少,随着保温温度的升高,析出物尺寸先增加后减少,铁素体区析出动力学曲线中600℃和700℃为最小尺寸析出温度。     

Nb和Cu在低碳微合金钢回火过程中的析出行为

利用金相技术、硬度测量及透射电子显微术,研究了Nb钢及Nb-Cu钢在525℃回火过程中的析出行为.结果表明:两种实验钢在850℃奥氏体化淬火后,组织类型类似,525℃回火20h后,显微组织没有发生明显变化.Nb-Cu钢在回火的初始阶段硬度下降迅速,15min后硬度上升,90min左右到达峰值,Cu的析出快于Nb;而在随后的回火过程中因为Nb的析出导致硬度变化平缓.通过对比Nb钢的硬度曲线及透射电镜观察,认定ε-Cu的析出和NbC的析出是独立进行的,采用相同工艺回火的C-Mn钢硬度变化曲线进一步证实了这一点     

超高Ti耐磨钢第二相粒子的析出行为研究

超高Ti耐磨钢(w(Ti)=0.2%～0.6%)中第二相粒子的类型、形态、尺寸、分布及数量等对其性能具有重要影响,但是在生产过程中很难精准控制。为此,利用金相显微镜、扫描电镜SEM、电子探针EPMA、夹杂物自动分析仪ASPEX等对超高Ti钢中第二相粒子的析出行为进行了研究分析。结果表明：超高Ti钢中第二相粒子主要有两种类型,一种为长条状形态的Ti+Mo+C粒子,另外一种为方形或三角形等规则形状的TiN粒子;连铸坯原始枝晶大小决定了第二相粒子分布的均匀性,原始枝晶尺寸越小,第二相粒子分布就越均匀,如果第二相粒子均匀分布在枝晶间,团簇状现象会减轻,因而需要对连铸工艺严格控制,以防止粗大的枝晶;第二相粒子析出过程中,Ti和N元素首先析出形成TiN相,然后Ti和Mo元素以含Mo的Ti+Mo+C粒子形式析出;Ti+Mo+C粒子析出方式有两种,一种是直接以先析出的TiN粒子为核心外延生长,另一种是单独析出形核长大。     

The effect of solidification behaviour of austenitic stainless steel on the solidification cracking susceptibility

0Introduction Oneofthemainproblemsinweldingausteniticstain lesssteelsishotcracking[1,2].Inweldingofsingle phase austeniticstainlesssteels,thetendencyofhotcrackingis moreserious[3].Inordertopreventhotcrackingofthis kindofmaterial,itwasattemptedtogaintwo p…     

Mn18Cr18N奥氏体不锈钢平衡凝固过程中的相变与析出行为

借助Thermo-calc软件对Mn18Cr18N奥氏体不锈钢所属的Fe-(16~19)Cr-(16~19)Mn-(0.4~0.7)N-(0.04~0.1)C-(0.1~0.4)Si-(0.1~0.4)Ni多元体系在凝固过程中的相变及析出行为进行了研究。采用Thermo-calc中TCFE9数据库对该体系的垂直截面图进行计算,分析了不同组元对凝固和冷却过程中相变的影响,并得到了Mn18Cr18N奥氏体不锈钢的平衡凝固相变路径图。结果表明:C、N、Si和Ni含量的提高可扩大γ奥氏体区,Cr和Mn具有稳定铁素体作用。平衡凝固相变路径与M₂₃C₆相析出温度主要取决于C含量;Cr₂N相析出温度主要取决于N含量;σ相析出温度主要受Cr含量影响。     

高钒高速钢回火过程中碳化钒析出与残留奥氏体转变

900～1100 ℃淬火后,研究了250～600 ℃回火对高钒高速钢残留奥氏体转变及碳化钒析出的影响。结果表明,高钒高速钢的回火温度存在临界值（约450 ℃）。当回火温度低于临界值时,残留奥氏体含量变化不明显。当回火超过临界值后,随回火温度提高,残留奥氏体含量迅速降低。回火过程中碳化钒自残留奥氏体中析出是残留奥氏体转变的前提条件。碳化钒的析出取决于非平衡热力学条件,而其析出量在回火温度超过450 ℃后可根据平衡热力学估算。碳化钒的析出使得残留奥氏体向马氏体转变的相变驱动力大于临界相变驱动力,为残留奥氏体转变提供可能,但残留奥氏体的转变量主要取决于动力学因素。回火温度提高引起马氏体形核率呈指数提高,导致残留奥氏体含量迅速降低。     

无磁钻铤用Cr-Mn-Ni-N系高氮钢平衡凝固相变与析出行为

借助Thermo-Calc软件对无磁钻铤用Fe-(15~25)Cr-(15~25)Mn-(0~5)Ni-(0~1)Mo-(0~1)N-(0~0.8)C多元系高氮钢在凝固和冷却过程中的相变及析出行为进行研究。使用Thermo-Calc软件中的TCFE9数据库对该钢相图的垂直截面图进行计算,分析了Cr、Mn、Ni、Mo、N及C元素对无磁钻铤用高氮钢凝固及冷却过程中相变的影响,并得到了平衡凝固相变路径图。结果表明,增加Cr、Mn含量可显著提高合金中氮的溶解度,Mo元素可以微弱提高氮的溶解度,Ni、C元素显著降低氮的溶解度。Ni、C和N含量提高可扩大单相奥氏体相区,具有稳定奥氏体的作用,Cr、Mo与Mn元素缩小单相奥氏体相区,具有稳定铁素体的作用。N元素可以促进M₂(C,N)相析出,使M₂₃C₆相析出受到抑制。Cr、Mn元素可以促进Sigma相析出,C、N元素抑制Sigma相析出。M₂₃C₆相的析出主要受C含量的影响,随着C含量的升高,M₂₃C₆相的析出温度显著升高。     

Q345D低碳钢近平衡凝固相的转变试验

为了研究近平衡凝固对液相线和包晶反应温度的影响,分别采用差热分析仪和自制的高温相转变凝固试验装置对Q345D低碳钢进行凝固相转变试验及高温凝固组织进行研究。试验表明,试样在近平衡冷却条件下20和30 ℃/min冷却时,与平衡凝固相转变相比初生铁素体析出温度分别降低了56和88 ℃,包晶反应转变温度分别降低了29和68 ℃。另外,在液相线以上发生近平衡凝固后得到的组织为液相直接形成奥氏体;在包晶转变温度发生近平衡凝固时,形成奥氏体晶粒形核较小,晶内组织为针状马氏体,晶界处有少量高温自由铁素体,包晶反应未发生;而在奥氏体转变区发生近平衡凝固时,奥氏体晶粒充分长大,即包晶反应转变完全发生,同时高温铁素体消失。     

Y12Cr18Ni9Cu易切削钢的平衡凝固相变与MnS析出行为

采用Thermo-Calc热力学软件对Y12Cr18Ni9Cu易切削钢在500～1800℃的析出相进行了热力学计算并得到了平衡凝固相变路径图。结果表明,Y12Cr18Ni9Cu易切削钢的平衡相主要有MnS、液相、δ-铁素体、奥氏体、M₂₃C₆、M₂(C,N)、σ相。平衡凝固和冷却相变路径：液相→液相+MnS→液相+δ-铁素体+MnS→液相+δ-铁素体+MnS+奥氏体→δ-铁素体+MnS+奥氏体→MnS+奥氏体→MnS+M₂₃C₆+奥氏体→MnS+M₂₃C₆+奥氏体+M₂(C, N)→MnS+M₂₃C₆+σ相+奥氏体+M₂(C, N)。随着S含量增加,MnS的析出量逐渐增加,析出温度也逐渐升高,Mn含量变化对MnS相的析出量几乎没有影响,但Mn含量增加会使MnS析出温度升高。Y12Cr18Ni9Cu易切削钢中的硫化物呈球形、椭球形、纺锤形或短棒状并以...     

易切削钢9SMn28定向凝固过程中夹杂物的研究

应用B ridgm an区域熔炼定向凝固设备制备出不同抽拉速度下的定向凝固易切削钢9SMn28。利用光学显微镜、扫描电镜及电子探针显微分析仪对所得试样中的夹杂物及树枝晶进行了观察,并通过凝固理论对其进行了计算和分析。研究发现,9SMn28钢中的夹杂物主要以MnS的形式存在,普遍聚集在树枝晶间隙之中,其形态以球形为主,在二次枝晶臂周围也存在少量纺锤状和条状的夹杂物,其尺寸随抽拉速度的增大而减小。二次枝晶臂间距的计算结果与测量结果比较吻合,同样随抽拉速度的增大而减小。