超细晶双相钢无缝钢管的中频感应热处理工艺研究

热轧无缝钢管通过中频感应加热进行循环加热+淬火工艺处理后,基体内的组织将发生多次相变,从而使铁素体以及奥氏体淬火后得到的马氏体晶粒均得以细化。通过循环热处理工艺得到基体为铁素体+马氏体组织的超细晶双相钢,且多次循环后双相钢内的铁素体晶粒可细化到1μm左右。     

Nb-V-Ti微合金钢中奥氏体两相区变形过程组织演变

利用循环加热-淬火工艺制备超细晶奥氏体的基础上,将超细晶奥氏体快冷至两相区实施不同应变速率下的单道次变形,分析其在两相区的动态组织演变特征。结果表明:奥氏体晶粒尺寸为1～3μm的Nb-V-Ti微合金,在两相区不同应变速率变形下可获得尺寸小于500 nm铁素体晶粒,且变形过程中铁素体由初始的不均匀条带状分布逐渐演变为均匀弥散化分布。     

利用相变进行低碳钢的亚微米化

以低碳微合金钢为对象,提出了一种利用相变进行亚微米化的新方法.通过大变形量温变形和循环淬火相结合的方法,使奥氏体晶粒细化到1-2 μm.在一般冷速的连续冷却条件下,得到的铁素体粒径接近或超过原奥氏体晶粒;若冷却过程中在Ar3点以下施加较大的变形,则可以获得尺寸为0.1-0.3 μm的亚微米级铁素体组织.大变形量的温变形使得原始组织中的碳化物分布均匀,促进了加热过程中碳化物的溶解及超细奥氏体晶粒的形成;晶界滑动促进奥氏体的晶界形核可能是超细奥氏体形变诱导相变的主要机制.     

轧前初始组织对双向温轧中碳钢组织演变的影响

利用扫描电镜(SEM)和电子背散射衍射技术(EBSD)对中碳钢淬火马氏体以及铁素体+珠光体组织在550 ℃双向温轧后的组织演变进行了研究。结果表明：轧前淬火马氏体温轧后渗碳体颗粒在铁素体基体上分布比较均匀,小角度晶界所占比例很高,4道次轧制后亚晶粒尺寸约为1.35 μm,部分铁素体晶粒发生动态再结晶,形成大角度晶界包围的细小的等轴晶粒。而铁素体+珠光体作为轧前组织,温轧后渗碳体颗粒和亚晶粒主要集中在原珠光体区,4道次后平均亚晶粒尺寸约为1.79 μm,等轴细小的铁素体晶粒主要在原珠光体与铁素体边界分布。双向温轧淬火马氏体是获得碳化物颗粒与超细晶铁素体均匀混合组织的有效方法。     

初始组织对双向温轧中碳钢组织演变的影响

利用扫描电镜(SEM)和电子背散射衍射技术(EBSD)对马氏体以及铁素体+珠光体组织中碳钢在550℃双向温轧后的组织演变进行了研究。结果表明:淬火马氏体温轧后渗碳体颗粒在铁素体基体上分布比较均匀,小角度晶界所占比例很高,4道次轧制后亚晶粒尺寸约为1.35μm,部分铁素体晶粒发生动态再结晶,形成大角度晶界包围的细小的等轴晶粒;而铁素体+珠光体作为轧前组织,温轧后渗碳体颗粒和亚晶粒主要集中在原珠光体区,4道次后平均亚晶粒尺寸约为1.79μm,等轴细小的铁素体晶粒主要在原珠光体与铁素体边界分布。双向温轧是淬火马氏体获得碳化物颗粒与超细晶铁素体均匀混合组织的有效方法。     

一种带状细晶铁素体的成因及其影响因素

以温轧铁素体、珠光体为原始组织，研究了加热速度和冷却速度对带状细晶铁素体形成的影响；结果表明：带状细品铁素体是当加热速度≥50℃／s时（冷却速度10℃／s）所形成的一种特征组织。随着加热速度的增加，细晶铁素体量随之增加，且带状特征更加明显；当冷却速度≥10℃／s时，其对该特征组织的影响与加热速度的影响类似。形成带状细晶组织的原因：一是原始组织中经温轧后的形变铁素体及部分破碎球化的珠光体提供了带状细晶奥氏体的形核环境；二是快速加热及冷却过程中奥氏体品粒的不均匀性。     

CrWMn钢组织超细化的研究

本文对CrWMn钢采用快速加热循环淬火法实现了奥氏体晶粒的超细化。该钢的原始组织经830～840℃加热淬火循环2～3次可使晶粒细化到15级以上。经超细化处理后再进行正常的最终热处理与其直接进行最终热处理相比,抗弯强度显著提高,弯曲挠度与冲击韧性也有所提高,从而证明了,快速加热循环淬火法是该钢强韧化的有效途径之一。     

微合金非调质钢36MnVS6轧后控冷对组织性能的影响

研究了冷却速度对微合金非调质钢36MnVS6钢组织、强度以及冲击性能的影响。结果表明：轧后冷却速度直接影响铁素体+珠光体的晶粒度和组织强度。提高冷却速度有助于加速铁素体形核,实现晶粒细化。冷却速度控制在1.5 ℃/s得到细化的铁素体+珠光体组织,铁素体不仅沿奥氏体晶界析出,同时在奥氏体内析出形成晶内铁素体组织,随后析出的珠光体团也得到充分细化。冷却速度继续提高到2.0 ℃/s形成铁素体+珠光体+贝氏体组织,冲击性能降低。最佳的冷却速度控制在1.5~2.0 ℃/s。     

Nb对0.2C-1.5Si-1.8Mn淬火配分钢组织和力学性能的影响

在C-Si-Mn系传统Q&P钢的基础上,通过适当添加微合金元素Nb,探讨了微合金元素Nb对淬火配分钢组织性能的影响。结果表明,无Nb钢与加Nb钢的显微组织基本相同,均由铁素体、板条马氏体与M/A岛组成,但加Nb钢马氏体板条明显细化,板条间距明显减小。Nb促进铁素体析出并抑制珠光体生成,Nb的加入有效细化了组织,缩短了C配分距离,有利于碳向奥氏体中扩散,增加奥氏体的稳定性。经相同Q&P工艺处理后含Nb试验钢的屈服强度、抗拉强度均有所提高,其抗拉强度达989.07 MPa,伸长率为18.36%,强塑积为18.16 GPa·%。     

终轧温度对PQ600钢组织及性能的影响

设计了高温、中温和低温3种终轧温度,在现场进行了工业试验,研究不同终轧温度对PQ600高强工程机械用钢组织和性能的影响,确定了钢的热轧工艺参数。结果表明:降低终轧温度可以提高未结晶区的变形量,细化铁素体晶粒,充分发挥细晶强化作用;高温终轧的金相组织是铁素体和珠光体的混合物,铁素体组织均匀性较差,中温终轧和低温终轧的组织是铁素体和珠光体,铁素体晶粒比较规则,而且低温终轧的均匀性比中温终轧好。高温终轧的铁素体晶界明显存在M3C型复合条状或短棒状的碳化物。     

INFLUENCING FACTORS FOR OBTAINING ULTRAFINE AUSTENITE GRAINS WITH INITIAL MICROSTRUCTURE OF WARM-ROLLED FERRITE/PEARLITE

Three warm-rolled ferrite/pearlite microstructures were prepared by rolling at 500℃, and the austenitizing characteristics were discussed in conjunction with deformation during the heating stage. The results indicated that the final austenite grain size was sensitive to the deformation direction of the initial warm-rolled microstructure. The transient microstructure at a given temperature was the most important influencing factor on the austenitizing characteristic combined with deformation. Moreover, the hot-rolled mierostructure also had to be prepared in an optimal state because of its direct effect on the warm-rolled microstructure.     

Microstructure evolution during continuous cooling in niobium microalloyed high carbon steels

Effects of microalloyed niobium (Nb) on the austenite decomposition behaviors and microstructure evolution during continuous cooling in the near eutectoid steels were investigated. Compared to the Nb free steel, the Nb microalloyed steel was refined with regard to polygonal ferrite grain, pearlite block and colony sizes. This was because its austenite grain size was smaller. The volume fraction of polygonal ferrite transformed was more in the Nb microalloyed steels, which indicated the eutectoid carbon content exceeded that of pure carbon steel. The spheroidization of pearlite during continuous cooling was enhanced by Nb microalloying, mainly due to a higher critical transformation temperature and the finer pearlite structure with smaller colony size and narrower interlamellar spacing. Hot deformation right above the equilibrium eutectoid temperature accelerated the spheroidization kinetics of pearlite, especially in the Nb microalloyed steel.     

微观组织对中碳微合金非调质钢疲劳性能的影响

用旋转弯曲疲劳试验研究了不同微观组织的中碳微合金非调质钢38MnVS的疲劳性能,并与调质处理的40Cr钢进行对比.结果表明,高温正火态38MnVS钢(38-N)具有粗大的贝氏体组织,疲劳性能最差;高温退火态(38-A)和热轧态(38-R)38MnVS钢具有粗大的网状铁素体,其疲劳性能亦较差;热锻态(38-F)具有细小均匀的微观组织和低的铁素体/珠光体硬度比,具有优于调质态40Cr钢的优异疲劳性能.因此,控制锻轧后微合金非调质钢38MnVS的微观组织可提高其疲劳性能.     

锰质量分数和压缩比对中碳钢相变组织的影响

采用光学显微镜和电子探针观察了中碳钢显微组织形貌,分析了不同锰质量分数和轧制压缩比对相变组织的影响。研究表明：试验钢显微组织为形态不同的铁素体+珠光体;增加Mn质量分数抑制晶界铁素体形核和长大,同时细化铁素体晶粒,促进退化珠光体的形成;提高轧制压缩比有利于原奥氏体晶内蜂窝状铁素体的形成,该铁素体均匀的分割原奥氏体晶粒,与晶界铁素体具有相同的方向性;MnS或其复合夹杂物是铁素体在原奥氏体晶粒内部形核的有效位置。     

非调质NM400复相耐磨钢的相变行为

为进一步优化非调质NM400复相耐磨钢不同组织配比,利用Gleeble-3800热模拟试验机探究了试验钢在连续冷却条件下的组织转变规律,并结合金相法和硬度法,绘制出试验钢的动态连续冷却转变(CCT)曲线。结果表明,当冷速低于1 ℃/s时,试验钢组织为铁素体+粒状贝氏体+珠光体,部分粗大的原奥氏体晶粒转变为粒状贝氏体和珠光体。在冷却速率为5~40 ℃/s时,试验钢不再发生珠光体转变,显微组织均为铁素体+贝氏体+马氏体。并随着冷速的增加,马氏体含量不断增加,硬度升高;此外,不同分段冷却方案下,较低的中冷温度以及较长的空冷时间均有利于铁素体和贝氏体的转变。同时,残留奥氏体含量则随铁素体含量的增大而增大;由于试验钢的Ms点较高,马氏体板条较宽,并且有自回火现象发生。     

淬火冷却工艺对F460钢调质厚板组织与性能的影响

对120 mm厚的F460钢调质厚板采用相同的淬火回火温度,不同的淬火冷却速度处理,之后对钢板进行组织与性能对比,寻找该钢种的最佳热处理工艺。采用2 ℃/s冷速进行冷却的钢板,回火后强度最高,但是冲击性能不佳;适当降低淬火冷却速度后,钢板回火后强度有一定下降,但是冲击性能得到明显提升;继续降低淬火冷却速度,钢板回火后强度进一步下降,但是冲击性能提升有限。经组织分析,2 ℃/s冷速进行冷却淬火时,钢板回火后的组织为铁素体+贝氏体组织,组织中主要是贝氏体;冷却速度降低以后,钢板回火后组织为铁素体+退化珠光体组织,铁素体含量的增加,有利于钢板韧性的提升,残留奥氏体回火后形成的珠光体组织比较细小,能有效保证钢板的强度。通过对钢板的连续冷却转变曲线进行分析,钢板在冷却过程中先开始进行铁素体相变,溶质元素向奥氏体迁移。在钢板冷速较快时,铁素体中的碳化物迁移较少,奥氏体低温时转变成马氏体或者贝氏体;在钢板冷速较慢时,碳化物迁移到奥氏体内,提高奥氏体稳定性并保留到室温,形成残留奥氏体。残留奥氏体在后续的高温回火过程中,转变成珠光体。块状转变形成的铁素体组织与回火过程中形成的细小珠光体有利于钢板的强韧性匹配。     

冷却时间对Ti微合金钢焊接粗晶区组织及韧性的影响

利用光镜、金属薄膜电子显微分析技术、碳萃取复型电子显微分析技术、系列Ｃｈａｒｐｙ冲击试验等对Ｔｉ微合金钢模拟粗晶区的组织及韧性进行了研究。结果表明,随着８００－５００℃冷却时间的增加,该区域原始奥体（γ）晶粒长大并不严重;二次组织由上贝氏体为主逐渐转变为针状铁素体为主;珠光体的形态由非层片相间变为层片相间;Ｍ－Ａ组元由条状变为块状,且数量减少,因此韧性得以提高,电子衍射及ＥＤＸ分析还表明,该区域中     

Grain refinement and mechanical properties of asymmetrically rolled low carbon steel

The formation of fine ferrite grains by the asymmetric rolling of low carbon steel and their mechanical properties were studied. Super-cooled low carbon austenite was deformed by asymmetric rolling at 750 °C with a roll size ratio of 1.5 and immediately cooled at various cooling rates ranging from 3 °C/s to 15 °C/s. Fine ferrite grains (∼2 μm) were formed after asymmetric rolling, preferentially at the prior austenite grain boundaries. The volume fraction of the fine ferrite grains increased with increasing rolling reduction. A ferrite plus pearlite microstructure was obtained at smaller strains and slower cooling rates. However, after heavy deformation, a fine ferrite grain structure with carbide particles dispersed at the ferrite grain boundaries was obtained and the pearlite structure was not observed even after very slow cooling, which implies that most of the ferrite grains were formed dynamically, i.e. during deformation. The yield strength of the asymmetrically rolled steel plates increased with increasing deformation; however, the yield ratio also increased with increasing rolling reduction. The best combination of strength and yield ratio was obtained by using a low level of deformation and a high cooling rate, in which case a portion of the untransformed austenite transformed to martensite.