盾构机轴承套圈用钢42CrMo连续加热奥氏体晶粒长大模型

基于盾构机轴承套圈用42CrMo钢的等温奥氏体长大模型,并利用相加性原则,建立了该钢在连续加热过程中的奥氏体晶粒长大模型。该建立的模型考虑了原始奥氏体晶粒尺寸的影响,包括建立的在间隔时间（t_i-1,t_i）内晶粒尺寸d_i模型以及保温时间t_i^*模型。通过Gleeble-1500试验机,测试了42CrMo钢（/%:0.40C,0.23Si,0.60Mn,0.016P,0.001S,1.08Cr,0.22Mo）锻坯（终锻温度850℃）以100℃/s加热1000~1300℃,水冷后的奥氏体晶粒尺寸。结果表明,奥氏体化温度由1000℃增加至1100℃时,42CrMo钢奥氏体晶粒尺寸由16.3μm增至30.3μm;加热温度超过1100℃,晶粒尺寸急剧增加,1300℃时,奥氏体晶粒尺寸为112.5μm;奥氏体晶粒尺寸的模型预测值与实测值吻合较好。     

加热制度对微合金化H型钢组织及性能影响

以含有Nb-V-Ti-B复合微合金化元素试验钢为研究对象并结合实验室轧制,分析了不同加热温度下试验钢的组织及性能情况。结果表明,试验钢奥氏体晶粒尺寸随着加热温度升高、保温时间延长而增大。加热温度为1 050~1 200℃时,晶粒呈线性长大;保温时间在60 min内时,奥氏体晶粒增长最为迅速。试验钢组织为铁素体和珠光体,铁素体平均晶粒尺寸14~20μm;屈服强度364~396 MPa,抗拉强度483~508 MPa,伸长率27%~31.5%,-20~-60℃冲击功138~270 J。     

中碳马氏体钢经不同温度温轧后的组织与性能分析

利用SEM、EBSD和拉伸试验研究了轧制温度对中碳马氏体钢组织转变和力学性能的影响。结果表明:轧制温度由500℃升高到600℃时,在80%压下率下铁素体晶粒尺寸由0.51μm增加到0.78μm,碳化物颗粒尺寸由40 nm增加到200 nm,轧制温度对碳化物颗粒尺寸的影响明显高于铁素体;当轧制温度由500℃升高到600℃时,抗拉强度由1 029 MPa降低至909 MPa,总延伸率略有增加,温轧后试验钢的屈强比在0.963 9~0.983 2。     

屈服强度1100 MPa级超高强钢热处理组织及性能

摘要：随着工程机械向大型化轻量化方向发展,超高强钢的市场需求越来越大且综合性能要求越来越严格。结合5000mm宽厚板生产线及热处理装备,研究淬火过程中淬火温度对屈服强度1100MPa级超高强度钢组织及力学性能的影响。结果表明,淬火温度决定了合金元素的溶解和分布状态、原始奥氏体晶粒尺寸,影响试验钢的综合力学性能。不同淬火温度下,基本微观组织为板条马氏体。随着淬火温度的升高,原奥氏体晶粒尺寸增大;当淬火温度由840℃升高至990℃时,原奥氏体晶粒平均尺寸由9.0μm增加到22.5μm。采用900～930℃淬火及350℃回火的热处理工艺,试验钢可获得最佳的强韧性匹配,此时屈服强度为1125～1155MPa、抗拉强度为1306～1335MPa、断后伸长率为12.5%～14.0%,布氏硬度为415～419,－40℃冲击功为80～100J,抗拉强度与布氏硬度比值范围在3.10～3.20之间,满足标准GB/T 28909—2012对Q1100E的要求。     

屈服强度1100 MPa级超高强钢热处理组织及性能

随着工程机械向大型化轻量化方向发展,超高强钢的市场需求越来越大且综合性能要求越来越严格。结合5 000 mm宽厚板生产线及热处理装备,研究淬火过程中淬火温度对屈服强度1 100 MPa级超高强度钢组织及力学性能的影响。结果表明,淬火温度决定了合金元素的溶解和分布状态、原始奥氏体晶粒尺寸,影响试验钢的综合力学性能。不同淬火温度下,基本微观组织为板条马氏体。随着淬火温度的升高,原奥氏体晶粒尺寸增大;当淬火温度由840℃升高至990℃时,原奥氏体晶粒平均尺寸由9.0μm增加到22.5μm。采用900～930℃淬火及350℃回火的热处理工艺,试验钢可获得最佳的强韧性匹配,此时屈服强度为1 125～1 155 MPa、抗拉强度为1 306～1 335 MPa、断后伸长率为12.5%～14.0%,布氏硬度为415～419,-40℃冲击功为80～100 J,抗拉强度与布氏硬度比值范围在3.10～3.20之间,满足标准GB/T 28909—2012对Q1100E的要求。     

34CrNi3MoV钢奥氏体晶粒长大模型验证与应用

通过热处理试验并采用金相法分析研究了加热温度和保温时间对34CrNi3MoV钢奥氏体晶粒长大行为的影响。结果表明,加热温度对34CrNi3MoV钢奥氏体晶粒尺寸的影响尤为显著,随加热温度（900～1 200℃）的升高,晶粒尺寸逐步增大。在初始晶粒尺寸情况下,900℃保温30 min(12.1μm)和950℃保温10 min(15.1μm)都与原始晶粒尺寸级别相差不大,1 050℃保温30 min(37.8μm)时,晶粒尺寸达到原始晶粒尺寸的3.35倍,得到34CrNi3MoV钢晶粒长大的激活能Q=176.6 kJ/mol。随保温时间的延长,加热温度对奥氏体晶粒尺寸的影响越来越弱。950℃保温时,晶粒长大的临界保温时间大约为90 min左右。1 050℃保温时,其临界保温时间大约为30 min。加热温度越高,达到临界保温时间后,晶粒长大就越缓慢。加热温度为850～950℃,保温时间60～180 min,可使34CrNi3MoV钢平均晶粒尺寸控制在22.5～44.9μm（国标8.0～6.0级）而满足要求。     

Nb-V复合微合金化对管线钢再加热奥氏体影响规律研究

借助光学显微镜(OM)、高分辨透射电镜(HRTEM)等分析手段，通过热处理试验,热力学模型计算及therme-cacl软件分析等，研究了再加热过程中管线钢奥氏体晶粒尺寸和微合金元素溶解和析出行为之间的耦合关系。结果表明，试验钢在再加热温度1 180℃、保温1.5 h时，此时奥氏体晶粒尺寸存在以下规律：Nb钢(61.14μm±5.59μm)钢>QNb-V_钢>QV_钢，进一步证实在该阶段奥氏体晶粒的长大主要与Nb元素固溶量成正相关。在再加热温度1 180℃、保温1.5 h下Nb-V试验钢和Nb钢原奥氏体晶粒尺寸、Nb固溶量都在相近的范围内，从再加热阶段进一步验证了含V管线钢的可行...     

终轧温度对中锰马氏体NM500钢再加热后组织性能的影响

中锰马氏体耐磨钢具有低成本、高强度、高硬度和高耐磨性等特点，在煤炭采运、水泥搅拌和轨道交通等领域具有广阔的应用前景。利用金相显微镜、扫描电子显微镜和透射电子显微镜等设备，以中锰马氏体NM500钢为研究对象，研究了终轧温度对其热处理后组织和力学性能的影响。研究结果表明，与热轧态试样相比，经850℃保温1 h热处理后，试验钢的原始奥氏体晶粒明显细化，相变后的马氏体组织更加细小，低温冲击韧性大幅提升，且较低的终轧温度使得基体中缺陷密度增加，V(C,N)的数量增大，粒径减小，更有利于再加热过程中奥氏体晶粒的细化。当终轧温度由900℃降低至700℃时，经再加热后，试验钢的原始奥氏体晶粒尺寸由10.50μm细化至5.02μm,马氏体的板条块尺寸由1.37μm减小至1.06μm,位错密度由1.05×10¹⁵ m^-2增加至1.51×10¹⁵ m^-2。马氏体多级组织的细化以及位错密度的增加，显著提升了细晶强化增量和位错强化增量，使得试验钢的抗拉强度、屈服强度和硬度分别增加至1 860 MPa、1 084 MPa和54...     

二次硬化超高强度钢AF1410奥氏体晶粒长大行为

研究了二次硬化超高强度AF1410钢(%:0.165C、14.10Co、9.83Ni、1.92Cr、1.05Mo)在800～1200℃ 5～180 min加热的奥氏体晶粒长大行为。结果表明,AF1410钢奥氏体平均晶粒尺寸随加热温度的升高和保温时间延长而增大,加热温度超过1100℃后,奥氏体晶粒发生严重粗化;不同加热温度下,该钢的奥氏体平均晶粒尺寸与保温时间符合Beck关系;建立了AF1410钢的奥氏体晶粒长大数学模型,800～1200℃加热时,该钢奥氏体晶粒长大平均激活能为220.2 kJ/mol,其奥氏体平均晶粒尺寸与加热温度之间符合Arrhenius关系。     

Nb(C,N)溶解对高铌奥氏体晶粒长大行为的影响

为了定量研究铌对高铌钢加热过程奥氏体晶粒长大的影响,采用化学溶解过滤分离及电感耦合等离子光谱测定不同加热温度两种试验钢固溶铌质量分数,并对比研究了奥氏体晶粒长大行为。结果表明,在低温条件下,低铌钢固溶铌质量分数高于高铌钢;随加热温度升高,高铌钢固溶铌质量分数快速增加,但即使在1 300 ℃时,铌也不能完成固溶,少量铌存在于(Ti,Nb)(N,C)析出相中;奥氏体晶粒快速长大的温度与固溶铌质量分数快速增加的温度有关。随铌质量分数由0.082%增加到0.120%,奥氏体晶粒快速长大的临界温度由1 050升高到1 150 ℃。高铌钢在1 150～1 250 ℃加热温度范围内,奥氏体晶粒尺寸小于100 μm。     

加热温度对600 MPa级高强钢筋组织及性能的影响

 为了推进高强钢筋工业应用,以Nb-V复合微合金化600 MPa级高强钢筋为研究对象,采用高温激光共聚焦显微镜研究了加热温度对晶粒长大规律的影响,并进行了工业试制。结果表明,随着加热温度升高、保温时间延长,奥氏体晶粒尺寸增大;加热温度从1 180提高至1 270 ℃,保温60 min,奥氏体平均晶粒尺寸从58.7提高至85.1 μm。工业试制中,加热温度由1 200提高至1 270 ℃,珠光体比例增加,珠光体团尺寸增大,屈服强度和抗拉强度升高,伸长率下降,拉伸断口形貌由韧性断裂转变为准解理脆性断裂;当加热温度为1 200~1 250 ℃时,屈服强度为640~659 MPa,抗拉强度为823~846 MPa,强屈比为1.28~1.30,断后伸长率为16.6%~19.2%,最大力伸长率为10.6%~13.0%。     

Intercritical Rolling Induced Ultrafine Lamellar Structure and Enhanced Mechanical Properties ofMedium-Mn Steel

The medium-Mn steel with ferrite and austenite structure was rolled in the intercritical region down to dif- ferent rolling reduction. The microstructure and mechanical properties of the rolled steels were investigated by scan- ning electron microscopy, transmission electron microscopy, X-ray diffraction and tensile tests. It was found that the ferrite and austenite structure gradually evolved into an ultrafine structure from the random directional lath structure to lamellar structure with lath longitudinal direction parallel to the rolling direction with increasing rolling strain. It was found that the thickness of the laths was gradually refined with increasing rolling strain. The lath thickness is about 0. 15 9m stored with high density dislocations and the austenite volume fraction of the steel is about 24% after 80% rolling reduction. Furthermore, it was interesting to find that yield strength, tensile strength and total elongation of the 80% rolled medium-Mn steel are about 1000 MPa, 1250 MPa and 24%, respectively, demonstrating an excellent combination of the strength and ductility. Based on the microstructure examination, it was proposed that the grain refinement of the medium-Mn steels could be attributed to the duplex structure and the low rolling temperature. Analysis of the relationship between the microstructure and the mechanical properties indicated that the high yield strength mainly resulted from the ultrafine grain size and the high density dislocation, but the improved ductili- ty may be attributed to the large fractions of austenite retained after intercritical rolling.     

车削非调质钢SG4201奥氏体晶粒的长大行为

采用Gleeble 3500热模拟试验机试验研究了直接车削用非调质钢SG4201（/%:0.42C,0.50Si,1.40Mn,0.009P,0.005S,0.02Nb,0.06V,0.015N）在1000~1250℃加热0~300 s的奥氏体晶粒长大行为,并建立了该钢奥氏体晶粒长大模型。试验结果表明,加热时间30 s时,奥氏体晶粒粗化温度和铌迅速大量固溶的温度为1100℃左右;奥氏体晶粒长大激活能约为110.8 kJ;确立SG4201钢铸坯均热不宜超过1150℃。工业生产结果表明,当铸坯均热温度≤1150℃,终轧温度800~850℃,轧后冷却速度30~35℃/s时,SG4201钢的力学性能为抗拉强度927 MPa,屈服强度687 MPa,延伸率23.5%,断面收缩率57%,U-冲击功48 J,HBW硬度值265。     

再加热温度对含Nb，Ti钢第二相粒子固溶及晶粒长大的影响

 通过热力学计算和萃取复型分析技术,对高Ti含Nb钢中第二相粒子在不同加热温度下的固溶情况和奥氏体晶粒的长大规律进行了研究。结果表明：再加热温度低于1 180 ℃时,钢中Nb、Ti含量随温度升高显著增加。Nb、Ti固溶量分别在1 210 ℃和1 180 ℃以上趋于稳定;再加热温度在800~1 100 ℃时,以尺寸小于30 nm、分布较均匀的小粒子为主,呈球形,奥氏体晶粒尺寸在30 μm以下。再加热温度在1 180~1 210 ℃时,第二相粒子数量减少,尺寸多在100~200 nm之间,形态多为立方形和球形,奥氏体晶粒尺寸略微增加。随着再加热温度的进一步升高,析出粒子数量迅速下降,尺寸多为大于200 nm的方形粒子,此时奥氏体晶粒迅速长大至100 μm以上;析出粒子组成均为Nb、Ti复合的碳氮化物,其Nb/Ti原子比随温度升高而降低;试验钢的晶粒粗化温度为1 210 ℃,确定实际加热温度为1 180~1 210 ℃。     

终轧温度对低硅含磷系TRIP钢组织性能的影响

通过实验室热轧试验,研究了不同终轧温度下低硅含磷系热轧TRIP钢的组织特征及性能特点。结果表明：终轧温度由900℃降低到790℃,铁素体体积分数增加,贝氏体体积分数降低,残余奥氏体体积分数变化不太明显;终轧温度900和820℃时,得到贝氏体为基体的室温组织;终轧温度降低到790℃时,低温变形促进了奥氏体到铁素体的相变率...     

薄带铸轧流程制备含钇3% Si取向硅钢的组织和织构研究

通过50 kg真空感应炉冶炼,用常规流程和薄带铸轧两种工艺分别在实验室制备了含稀土钇的3%Si取向硅钢。薄带铸轧浇注温度1530℃,轧制速率0.3 m/s,铸带厚度2.5 mm。常规流程为80 mm铸坯加热温度1150℃,热轧板厚度2.4 mm,终轧温度935℃。采用扫描电镜(SEM)和电子探针(EPMA)研究了钢中夹杂物成分、形貌、数量、尺寸和分布;利用光学显微镜(OM)和电子背散射衍射(EBSD)分析了硅钢铸带、热轧板、0.3 mm冷轧板、870℃7 min和1100℃10 min再结晶退火板组织和织构。实验结果表明：与常规流程相比,薄带铸轧硅钢一次再结晶后晶粒较细小,且γ织构强度达到17,但是二次再结晶后晶粒尺寸不均匀,平均晶粒尺寸为61μm,部分Goss取向晶粒尺寸达到1 mm以上。原因为细小的含钇夹杂物数量过多,且分布不均匀,夹杂物聚集的区域晶粒长大受到明显抑制。常规流程生产的含钇硅钢二次再结晶热处理后晶粒均匀长大,平均晶粒尺寸为102μm,没有形成明显的Goss织构。     

不同相区轧制对螺纹钢组织和性能影响

为了降低螺纹钢生产线坯料的生产成本,通过安装在16号轧机之后的预水冷装置对进入17号轧机的螺纹钢进行不同温度的控制,再经过17号和18号轧机对不同温度的螺纹钢进行轧制。探究了钢坯在不同相区进行轧制时对其组织性能的影响,结果表明,当钢种为HRB400-1NbS(Nb质量分数为0.025%)的螺纹钢在奥氏体未再结晶区轧制时(进入17号轧机的温度为(880±20) ℃),其屈服强度为437 MPa,抗拉强度为595 MPa;当钢种为HRB400-0NbS(Nb质量分数为0.015%)的螺纹钢在两相区轧制时(进入17号轧机的温度为(780±20) ℃),其屈服强度为435 MPa,抗拉强度为605 MPa;两者力学性能相差不大,这是因为HRB400-0NbS钢种在两相区轧制时,其晶粒度/级为10.5,相比HRB400-1NbS钢种在奥氏体未再结晶区轧制时晶粒度/级为9.5更加细小,通过细晶强化弥补了Nb所产出的第二相强化作用,为螺纹钢生产线坯料节约了每吨40~50元的成本。