Ti-Nb微合金化对低碳高强度钢组织和性能的影响

0.153Ti-0.038Nb和0.080Ti-0.062Nb两种Ti-Nb微合金化低碳钢(/%:0.061～0.075C、0.22Si、1.76～1.77Mn、0.002～0.003S、0.006P、0.003Als、0.003 8～0.004 2N、0.004 0～0.004 5O)由50 kg真空感应炉冶炼,轧成10 mm板,终轧温度880℃,水冷至630℃。试验结果表明,两种Ti-Nb微合金化钢的析出物均为(Nb,Ti)(C,N)复合析出物;当Ti含量由0.080%增加至0.153%,同时Nb含量由0.062%降至0.038%时,钢屈服和抗拉强度分别从558 MPa和653 MPa提高至633 MPa和756 MPa,屈强比、伸长率和断面收缩率变化较小。表明,添加Ti代替部分Nb进行复合微合金化可提高钢材强度,降低生产成本。     

钒微合金钢粗晶热影响区的组织和韧性

 利用Gleeble-3800模拟焊接粗晶热影响区（CGHAZ）经历的热循环过程。比较了热输入100 kJ/cm条件下,V钢、V-N钢、V-Ti钢和V-N-Ti钢CGHAZ的组织和韧性,并分析了析出相情况。结果表明,CGHAZ的韧性从高到低依次为V-N-Ti钢、V-Ti钢、V-N钢和V钢;在V钢成分基础上添加钛可以有效细化原始奥氏体晶粒尺寸;V-Ti钢成分基础上增氮,一方面促进了（Ti,V）（C,N）/TiN的析出,抑制了原始奥氏体晶粒的粗化;另一方面促进了V（C,N）的析出,其促进了多边形铁素体的形成;多边形铁素体数量的增加能够减弱自由氮对韧性的破坏,同时有效改善了CGHAZ韧性。     

微钛处理15MnVN钢熔合线韧性的改善

针对桥梁用15MnVN钢焊接熔合线韧性恶化问题,在低碳、低硫化基础上进一步探索了微钛处理的效果。发观未经微钛处理的钢焊接粗晶区晶粒粗大,冲击韧性较差的主要原因是母材中原有的细小弥散的V(C,N)粒子经受不住焊接高温,绝大部分又重新固溶于基体中,且在焊后冷却条件下难于再析出。而加入微量钛(0.028％Ti的15MnVN钢的粗晶区晶粒及组织显著细化,冲击韧性显著提高。即使在较大线能量焊接的模拟条件下,稳定性较高的细小Ti,V(C,N)复合粒子仍然大量存在于粗晶区中,从而起到抑制晶粒长大,细化二次组织等作用,使熔合线韧性明显改善。     

终轧温度和冷却速度对Q550D钢组织和力学性能的影响

通过Gleeble-3800热模拟试验机,研究了终轧温度(800～950℃)和冷却速度(2～20℃/s)对Q550D微合金钢板(/%:0.06C、0.20Si、1.60Mn、0.010P、0 001S、0.10Mo、0.06Nb、0.01V、0.02Ti)的组织和力学性能的影响。结果表明,随着终轧温度的降低和轧后冷却速度的增加,粒状贝氏体逐渐减少,板条贝氏体逐渐增多,钢的屈服和抗拉强度提高的趋势比较明显,-20℃韧性得到改善,但伸长率呈下降趋势;在终轧温度为850℃、冷却速度为15～20℃/s时,Q550D钢具有较好的综合强韧性,即抗拉强度约为750 MPa,屈服强度650 MPa,伸长率39%,-20℃冲击功65 J。     

控轧14MnNbRE钢中微合金碳氮化物析出行为与沉淀强化

本文测定了14MnNbRE钢中微细析出相粒子化学成分，研究了析出相粒子直径及形状因子频数分布、终轧温度对析出相粒子直径和形状因子均值及标准差的影响和屈服强度增量与析出相粒子平均直弪的关系；探讨了(Nb．Ti)(C，N)与AlN微细析出相复合粒子的形成机制和析出相粒子的强化作用机制。     

焊接热输入对Nb-Ti钢CGHAZ组织韧性影响

为了探究Nb Ti钢合适的焊接热输入范围并指导实际焊接工艺过程,利用Formastor F Ⅱ型自动相变测量仪和Gleeble 3800热模拟试验机研究了焊接热输入对Nb Ti钢相变温度、组织和韧性的影响规律。结果发现,当冷却速度大于6 ℃/s时,Nb Ti钢模拟CGHAZ的组织为粒状贝氏体和板条贝氏体,且随着冷却速度降低,板条贝氏体含量下降,粒状贝氏体含量增加;当冷却速度为6 ℃/s时,出现晶界铁素体组织,且随着冷却速度继续下降,晶界铁素体含量增加;当冷却速度不大于0.6 ℃/s时,组织为完全的铁素体和珠光体。随t8/5时间的增加,M A含量先增加后减少,在t8/5为178 s时,M A面积百分数达到最大值,为5.1%。当t8/5时间为144～178 s时,M A组元的含量是控制Nb Ti钢模拟CGHAZ区韧性的主要因素;当t8/5为256 s时,M A组元含量下降,粗大的晶界铁素体是控制Nb Ti钢模拟CGHAZ韧性的因素。     

微合金管线钢的碳氮化物高温溶解与析出

结合无缝管线钢的生产实践,根据固溶度积公式和理想化学配比计算出各种微合金的全固溶温度.在连铸过程中,Nb、Ti、Al的析出将降低连铸坯的高温热塑性;在穿孔和连轧过程中,固溶的Ti、Nb、Al的碳氮化物将有效地阻止形变奥氏体再结晶,并诱导析出(Ti,Nb)(C,N);在定径终轧期间及终轧结束后,随着钢中N含量的增加,V的沉淀强化作用增强.     

CSP热轧工艺对Ti微合金化钢组织和性能的影响

采用金相显微镜、电子显微镜、化学相分析等手段研究了CSP热轧工艺对Ti微合金化高强钢组织和性能的影响。结果表明:880℃终轧、620℃卷取试验钢的屈服和抗拉强度分别为825、895 MPa,钢中存在大量的纳米尺寸TiC粒子,其沉淀强化效果超过150 MPa;卷取温度降低到580℃,TiC的析出受到抑制,沉淀强化效果明显减弱。卷取温度显著影响钢中第二相粒子的析出过程,终轧温度和卷取温度改变对晶粒尺寸也有影响,两者综合作用的结果使Ti微合金化钢的强度和韧性发生变化。     

终轧温度对低合金铌钛贝氏体钢组织和性能的影响

 采用光学显微镜、透射电子显微镜（TEM）、EDS能谱分析仪和拉伸冲击试验机,研究了终轧温度对TMCP(thermo-mechanical controlled processing)低合金铌钛贝氏体钢组织和性能的影响。结果表明：随着终轧温度的降低,强度和韧性先升高后降低。终轧温度为815 ℃时,由于冷却前温度已降低到奥氏体-铁素体两相区,在晶界形成大量先共析铁素体,造成了强度和韧性的下降。终轧温度为870 ℃时,得到细小的板条贝氏体＋少量的马氏体组织,在贝氏体板条上有30～50 nm的Nb、Ti析出相弥散分布,获得了最优异的性能,其屈服强度为805 MPa,抗拉强度为1 005 MPa,－20 ℃冲击功的平均值为197 J。     

密集冷却工艺下含Ti高强钢物理冶金行为研究

研究了热轧含Ti高强钢轧后密集冷却工艺下的物理冶金行为,结果表明,密集冷却扩大了贝氏体转变范围,相变孕育期缩短,CCT曲线向左下方移动,与常规的层流冷却相比,密集冷却工艺下的热轧板具有更细小的晶粒和更多的针状铁素体。热轧后的密集冷却工艺还促进了20 nm及更细小的(Nb,Ti)(C,N)第二相粒子的析出。通过密集冷却工艺,可以将600 MPa的含Ti高强钢强度提升到700 MPa级别,且钢板仍然具有良好的塑性和韧性。     

控轧控冷工艺对高强度锚杆钢组织和性能的影响

随着矿井深度的增加,对锚杆支护强韧性的要求越来越高,为了应对这一情况,需要研发出更高强度的锚杆钢。利用锚杆钢研究了轧制工艺、冷却工艺与珠光体、铁素体相比例,析出相析出行为及力学性能的关系。研究结果表明,在中轧后、精轧前采用适当水冷+回复段处理的复合工艺可使晶粒更细小、组织更均匀。对超高强度锚杆钢进行热压缩变形试验,由热模拟试验结果确定相转变温度为A_c1=737 ℃、A_c3=886 ℃。最终筛选出入精轧温度为810 ℃、回复段温度为800 ℃时,可获得的晶粒尺寸达4 μm,珠光体体积分数为66.8%,铁素体体积分数为33.2%,珠光体片层间距达200 nm;另外调整V、Cr、N等析出以提高锚杆钢的强韧性,较低的回复温度有利于细小、弥散、V(C/N)析出相的析出,V(C/N)的析出可进一步改善锚杆钢的力学性能。由该控轧控冷工艺轧制的锚杆钢屈服强度为780 MPa、抗拉强度为930 MPa、硬度为291HV、伸长率为20%。     

控轧控冷工艺对高强度锚杆钢组织和性能的影响

随着矿井深度的增加,对锚杆支护强韧性的要求越来越高,为了应对这一情况,需要研发出更高强度的锚杆钢。利用锚杆钢研究了轧制工艺、冷却工艺与珠光体、铁素体相比例,析出相析出行为及力学性能的关系。研究结果表明,在中轧后、精轧前采用适当水冷+回复段处理的复合工艺可使晶粒更细小、组织更均匀。对超高强度锚杆钢进行热压缩变形试验,由热模拟试验结果确定相转变温度为A_c1=737 ℃、A_c3=886 ℃。最终筛选出入精轧温度为810 ℃、回复段温度为800 ℃时,可获得的晶粒尺寸达4 μm,珠光体体积分数为66.8%,铁素体体积分数为33.2%,珠光体片层间距达200 nm;另外调整V、Cr、N等析出以提高锚杆钢的强韧性,较低的回复温度有利于细小、弥散、V(C/N)析出相的析出,V(C/N)的析出可进一步改善锚杆钢的力学性能。由该控轧控冷工艺轧制的锚杆钢屈服强度为780 MPa、抗拉强度为930 MPa、硬度为291HV、伸长率为20%。     

控轧控冷工艺对X100管线钢组织和性能的影响

通过实验室φ350 mm 4辊轧机对V-Nb-Wi微合金化X100管线钢(%:0.057C、1.84Mn、0.25Mo)进行控轧控冷试验。结果表明,在1 100℃始轧,800～900℃终轧,100～400℃终冷温度下,X100钢的组织为针状铁素体+粒状贝氏体-下贝氏体。降低终轧温度可细化组织,提高钢的强度;降低终冷温度可提高钢的强度,但使钢的韧性降低。X100管线钢的最佳轧制工艺为终轧温度850℃,终冷温度200℃。     

超高强铁素体/贝氏体双相钢的控轧控冷实验研究

在实验室Φ450 mm轧机上进行了铁素体/贝氏体双相钢（/%:0.22C,0.47Si,2.50Mn,0.05Al,0.02Nb,0.41 Cu）终轧800～860℃的控轧控冷实验。结果表明,实验钢经控轧控冷后,获得以铁素体/贝氏体双相组织为主并含有少量残余奥氏体+马氏体的复相组织。降低终轧温度、加快冷却速度可使铁素体晶粒细化。800℃终轧后层流冷却到560℃,然后空冷到室温的实验钢组织中残余奥氏体含量为11.4%,对强度和韧性的良好匹配贡献很大,其力学性能为:抗拉强度（R_m）1131MPa ,屈强比(R_p0.2/R_m)0.61,伸长率(A₅₀)16%,强塑积(Rm×A₅₀)18096 MPa·%     

Effects of micro-alloying and production process on precipitation behaviors and mechanical properties of HRB600

Effects of micro-alloying elements and production process on microstructure,mechanical properties and precipitates of 600 MPa grade rebars were studied by using pilot test,metallographic observation,tensile test,thermodynamic calculation and transmission electron microscopy. The results show that the tested steels are composed of ferrite and pearlite,in which the content range of pearlite is 33%-45%. For vanadium microalloyed steel,interphase precipitation strengthening effect of V can be promoted and the yield strength of tested steels can be increased with increasing V content and decreasing finishing rolling temperature. The temperature of terminated cooling should be more than 700 °C when the water cooling is used. When niobium is added to the steel,more coarse( Nb,V) C,N precipitates are generated at high temperature,so that the solid solubility of precipitated phases of vanadium is reduced and the precipitation strengthening effect of vanadium is weakened.     

Deposits of excess carbonitride phase in microalloyed steel coils and sheet with different cooling conditions

Deposits of the carbonitrides (Ti, Nb)(C, N), Nb(C, N), and (Nb, V)(C, N) in the austenite and ferrite phases of X70 steel sheet after thermomechanical treatment are investigated. Nb(C, N) particles measuring up to 10 nm are seen in austenite in the final stage of rolling and after its conclusion prior to accelerated cooling of thick sheet. After intense accelerated cooling, most of the niobium and vanadium is retained in the solid solution, as confirmed by the vigorous deposition of (Nb, V)(C, N) particles measuring ∼2–4 nm in ferrite after tempering at 600°C. In coil production, the particles observed may be the result of general deposition or interphase deposition, depending on the cooling of the strip on the output roller conveyer of the continuous broad-strip mill. Carbonitride particles measuring 2–8 nm are deposited at winding temperatures of 550–570°C in steel with niobium and vanadium and at 590°C in steel without vanadium.     

细晶组织耐候钢热影响区粗晶区的组织和性能

 采用焊接热模拟技术研究了焊接热循环对细晶组织09CuPCrNi钢热影响区粗晶区 (CGHAZ)显微组织和性能的影响。结果表明,在800~500 ℃冷却时间t8/5≤8 s时,该钢CGHAZ组织为贝氏体和少量马氏体。随着t8/5延长,在原奥氏体晶界上逐渐析出先共析铁素体,当t8/5＞18 s时,显微组织由大量铁素体和珠光体组成,且原奥氏体晶粒明显粗化,先共析铁素体含量增加。在-20 ℃和0 ℃下,t8/5对冲击吸收功影响较小,在-40 ℃时,随着t8/5延长,冲击吸收功下降显著,而且随着t8/5延长,CGHAZ硬度逐渐下降,但硬度值均高于母材,焊接热影响区相对于母材未出现软化倾向。