低碳钢Q345B大方坯热塑性研究

采用Gleeble 1500热模拟机对Q345B钢在1×10-4s-1和1×10-3s-1应变速率下的热塑性进行了研究。研究表明:在1×10-4s-1的应变速率下,试样在600～TL℃的温度范围内存在两个脆性区,即高温脆性区,为1 217～TL℃,低温脆性区,为600～930℃;在1×10-3s-1的应变速率下,试样在600～TL℃的温度范围内不存在高温脆性区,仅存在低温脆性区,为600～915℃。影响Q345B钢热塑性的主要因素是S偏析、应变速率、铁素体的析出以及细小的AlN粒子的析出。     

Nb-Ti微合金化超低碳钢析出物热力学分析及对热塑性影响

建立了基于双亚点阵模型的 (Nb_xTi_1-x) (C_yN_1-y)复合热力学模型,并计算了1023~1623 K时Nb-Ti微合金化超低碳钢(/%:0.02C,0.12Si,1.70Mn,0.012P,0.004S,0.101Nb,0.009Ti,0.010Als)的析出相中各组分的摩尔分数、占位比以及析出顺序。通过Gleeble热模拟机、透射电镜和能谱分析仪研究了析出物对该钢230 mm铸坯热塑性的影响和验证所建立的热力学模型。结果表明,1523 K时,钢中Nb、Ti的固溶摩尔分数分别为5.4×10^-4和3.87×10^-5,降至1023 K时,Nb、Ti固溶含量趋于0。随温度降低析出物中Ti、N占位比逐渐下降,而Nb、C占位比逐步上升,析出物的演变顺序为Nb_0.315Ti_0.685C_0.02N_0.98 , (Nb_xTi_1-x) (C_yN_1-y) , Nb_0.85Ti_0.15C_0.71 N_0.29, 计算值与实验结果基本吻合。析出物尺寸小于60 nm,数量高于5个/μm²时,铸坯热塑性明显降低;1241 K钢的抗拉强度临界应力为63.8 MPa,裂纹易形成;同时,Gleeble试样断口处发现Al、Si、Mn、Nb、Ti在晶界处富集,碳氮化物引起空洞,应力作用下形成裂纹。因此连铸过程的铸坯矫直温度应≥1241 K。      

变形晶界对低碳钢显微组织的影响

对不同温度下变形和变形后再加热到奥氏体区的低碳钢SS400的显微组织进行了研究，结果表明：变形使奥氏体和铁素体晶界呈锯齿状，锯齿状的奥氏体晶界优先成为铁素体的形核位置，锯齿状的铁素体晶界有利于铁素体再结晶核心的形成。     

低碳钢中纳米级析出物的研究

对用CSP工艺生产的低碳钢ZJ330和ZJ510进行了电化学相分析、X射线小角散射法分析和透射电镜（包括高分辨）研究，发现这些低碳高强度（HSLC）钢中有纳米级尺寸的析出物，经过对析出物的形貌、成分、数量及粒度分布的研究，发现尺寸小于36nm的析出物质量百分数大于含V、Nb的HSLA钢中相同尺寸大小的M（CxNy）的质量百分数。     

砷的冶金物理化学属性及其对钢热轧过程的影响

本文对钢中As的来源、As在炼钢过程中的属性及As对钢的热塑性影响进行了综述，从理论上探讨了热轧过程中As的变化特点。通过完善轧制工艺，解决了As≤0．15％的低碳钢热塑性差导致热轧开裂的技术难题。     

加钛超低碳钢中Ti系碳硫化物的析出行为

用透射电子显微镜（ＴＥＭ）详细调查了加钛超低碳钢中Ｔｉ系碳硫化物的析出行为。在加热到１２５℃后于９５０℃保温的试样到Ｔｉｘ、ＭｎＳ的共析出在奥氏体晶界形成链状析出物。这好象是借助于硫的原始晶界而在界面产生的优析出。反之，在９５０℃热加工时，由于再强晶抑制了ＴｉＳ、ＭｎＳ在奥氏体晶界的共析出，促进了奥氏体晶粒内Ｔｉ４Ｃ２Ｓ２的应变感生无效新出。在加热到１２５０℃后于９５０℃曙的情况下，在原始奥氏体晶     

低碳钢中纳米尺寸碳化物的相间析出行为

采用扫描电镜和透射电子显微镜对低碳Ti-Mo系的热轧板进行了组织分析,同时对其中的纳米粒子析出行为进行了研究.强化机理分析表明析出强化对于屈服强度的贡献值可达291 MPa.随着卷取温度的降低,纳米粒子相间析出的排间距会减小,相间析出的排间距与其在铁素体中形核点位置有一定的离散值,但基本上呈一定的固定值.α/γ界面的观察和采用不同理论的计算结果表明相间析出的产生主要与α/γ界面的台阶形成有关,相间析出的排间距大小由台阶高度、晶界扩散系数、等温温度、台阶面迁移速率等决定.     

原始晶粒大小对低碳钢α相亚组织形成的影响

研究了铁素体和奥氏体双相区热变形过程中铁索体相中的亚组织的形成过程，通过15号钢的轧制变形试验及金相、透射电镜组织分析，指明原始晶粒大小对铁素体亚组织发展过程的影响。     

时效温度对不同铜含量超低碳钢铜析出的影响

对两种不同铜含量的超低碳钢在400～600℃温度区间等温时效1h,通过扫描电镜和透射电镜观察分析时效温度对铜析出的影响。结果表明:随着时效处理温度升高,两种含铜试验钢铜析出物数量均呈先增加后减少的趋势;含铜量高的钢(2.04%Cu)在500℃时效处理后析出物数量达到峰值,含铜量低的钢(1.04%Cu)达到值的时效处理温度为550℃;在相同温度时效处理后,含铜量高的(2.04%Cu)钢的析出物量比含铜量低的钢(1.04%Cu)多,但在600℃时效处理时,两者的差别变小。     

卷取温度对低碳钢组织性能及AlN析出行为的影响

运用拉伸、金相、析出物定量分析、TEM和EDS等测试方法,对不同卷取温度低碳钢组织性能及析出进行研究.结果表明:随着卷取温度的升高,钢的强度和晶粒度等级下降,固溶的N含量逐渐降低,740℃卷取时固溶的N含量几乎为零.热力学和动力学分析表明,AlN主要是在卷取过程中产生的.透射电镜观察到的AlN尺寸在10～50nm,并且具有复杂的化学成分.     

纳米析出铁素体和贝氏体低碳钢应力应变特性研究

系统研究了存在纳米尺寸碳化钒析出的铁素体和贝氏体相低碳钢的应力-应变行为。通过奥氏体/铁素体转变并结合相间析出制取组织为铁素体相的试样,通过奥氏体/贝氏体转变,随后进行时效制取贝氏体相试样。两种试样的应力-应变曲线具有几个共同特征:高屈服应力、相对低的加工硬化特性以及足够高的伸长率。根据组织参数计算了溶质原子、晶界、位错和析出物对强度的贡献,并将计算结果与试验测定的应力结果进行对比。溶质原子和晶界强化贡献可以简单地相加,而位错和析出物对强度的贡献大小应表示为两者平方和的平方根。纳米尺寸碳化物在拉伸变形早期阶段可能充当位错增生源的作用,而在变形后期则加速位错湮灭。这种增加型动态回复可能造成铁素体相和贝氏体相这两种钢都具有相当高的伸长率。     

不同铜含量含硼低碳钢的时效硬化

 研究了不同铜含量的含硼低碳钢的时效行为,对时效后的试验钢进行显微硬度测试,并用光学显微镜及电镜观察组织及析出物,分析时效工艺和硼含量对硬度及析出粒子的影响。结果表明：含铜钢的时效是析出硬化与组织软化作用相互影响的结果。随时效温度升高,析出峰值由双峰变为单峰及无峰值。添加微量硼可替代部分铜而硬度变化不明显,在稳定马氏体结构、推迟基体软化方面,复合添加硼和铜比单纯加铜更显著。     

含钛低碳钢凝固过程中氧化钛的析出和长大

根据凝固过程中溶质元素偏析和扩散的基本规律,建立了凝固过程中氧化钛的长大模型。计算结果表明,冷却速率对凝固过程中氧化钛的析出和长大有重要影响：冷却速率越小,氧化钛长得越大。凝固前初始氧化钛越小,在凝固过程中氧化钛越容易长大。此外,可以根据冷却速率和凝固后氧化钛的尺寸判断氧化钛是凝固前形成的一次氧化物还是凝固过程中产生的二次氧化物。     

不锈钢热塑性降低的非平衡偏聚机理

Mintz于1997年报道了一个有趣的试验现象:随着拉伸应变速率的增加,奥氏体钢韧性降低,铁素体钢韧性反而提高。其机制未得到解释。通过计算试验钢中P原子的非平衡晶界偏聚临界时间,结果发现奥氏体钢拉伸前热过程的等效时间短于其临界时间,而铁素体钢的等效时间长于其临界时间。由于奥氏体钢和铁素体钢分别在850和800℃等效时间最接近临界时间,韧性最低,即试验钢的热塑性降低都是由于非平衡晶界偏聚的临界时间造成的。应变速率降低,弹性应力作用时间增加。晶界偏聚量改变,热塑性降低的程度也随之改变。即热塑性降低的程度随应变速率的改变是由应力引起的非平衡晶界偏聚决定。     

CSP工艺生产的低碳钢中纳米尺寸硫化物

用电子显微镜和X射线能谱分析等技术对薄板坯连铸连轧CSP工艺生产的低碳钢进行了系统研究,在钢中发现了大量尺寸在30-200nm范围的纳米级硫化物。在实验研究基础上对硫化物在CSP工艺加速冷却条件下的析出行为进行了讨论,提出了低碳钢中纳米尺寸硫化物的固态析出机制。结果表明：降低钢中的碳含量、控制硫含量、加快铸坯的凝固速度和冷却速度,控制硫化物在奥氏体相区析出等是影响纳米尺寸硫化物形成的重要因素。     

加钛超低碳钢成形性能和贮氢性能的研究

研究了一种含硫、氮较高的加钛超低碳钢的力学性能和贮氢性能。试验结果表明,试验 材料在热轧时采用较高的终轧温度和冷轧时采用大的压下率并进行合适的模拟退火,既可以获得优良的成形性能,又可以获得优良的贮氢性能。其断裂伸长率达到５３％,平均ｒ值达１．８,ｎ值达０．２６,氢渗透时间超过１０ｍｉｎ,具有优良的贮氢性能和抗鳞爆性能。     

超低碳钢连续冷却过程中铜的析出行为

研究了两种铜含量超低碳钢的连续冷却过程中铜的析出规律。试验在Gleeble1500热模拟机上进行。通过对试样进行硬度测试及组织观察,总结分析了不同冷却速度对试样的硬度、金相组织及析出物的影响。结果表明:含铜2.04%(质量分数,余同)的超低碳钢以1℃/s冷速冷却时,硬度出现峰值,呈现很强的沉淀强化效果;含铜1.04%的钢在以不同的冷速连续冷却过程中,硬度值变化不大。     

碳锰含量对低碳钢超细铁素体组织退火过程的影响

对08钢和20Mn形变强化相变后退火过程的组织演变的观察表明，超细铁素体退火时的长大是应变能及晶界能共同驱动的正常长大，长大阻力是第二组织的钉扎。形变使奥氏体以离异方式加速分解。在所用应变量下，08钢中的超细铁素体快冷到600℃以下不会有明显长夫。碳锰含量的提高降低了形变强化相变进行的程度，使随后的铁素体长大受到相变驱动力的作用并加大了带状组织特征，铁素体难以正常长大。20Mn中第二组织的增多提供了形变强化相变后调整第二组织的空间及必要性。总结了碳锰含量、退火温度、形变量等因素影响的超细铁素体退火时的组织演变规律。     

添加钛、铌的超低碳钢在不同工艺过程中的析出相分析

测定了一种复合添加钛、铌超低碳钢的极化曲线,选用合适的电流密度和电解时间以碳复型方法萃取钢中的析出相制备透射电镜观察用样品.对铸态、热轧的粗轧和精轧、冷轧及退火试样中的析出相进行电镜观察和能谱分析,并用X射线衍射技术进行相鉴定.结果表明,各工艺过程中的析出相主要为TiN和Ti4C2S2,在铸态、热轧和冷轧样品中存在TiS相.在钛的析出相中有微量铌存在,其含量仅为0.002%(质量分数)左右,这是钢中一部分铌置换了析出相中钛的结果.     

低碳钢从裂漏钢的成因与控制

主要探讨影响低碳纵裂漏钢的主要的连铸工艺因素，提出控制低碳钢纵裂漏的连铸工艺措施。