工艺因素和组织对高速动车车轮断裂韧性的影响

针对欧洲高速动车使用的DB920车轮进行了工艺实验和实验室实验。结果表明,DB920车轮轮辋部位组织主要为少量铁素体和细珠光体,当组织中的铁素体比例较高且呈网状分布时,在进行断裂韧性评价实验时易出现撕裂状断口,在撕裂带侧面有大量韧窝,断裂韧性值(KQ)较高;相反,当铁素体比例较低时,断面相对平整,断裂方式以沿晶断裂和解理断裂为主,断裂韧性较差。组织分析和有限元模拟分析结果表明:喷水冷却时,轮辋处的冷却速度自踏面向内不断降低,冷速越慢,相变后生成铁素体比例就越高,断裂韧性也就越好。结合连续冷却实验的结果估算,对此成分车轮钢而言,当冷速大于1℃/s时,相变后不能获得足够的铁素体以保证此区域的断裂韧性。     

超细化低碳贝氏体钢的回火组织稳定性及力学性能

研究了弛豫-析出控制相变(RPC)技术生产的细晶低碳贝氏体钢回火后组织与性能的变化，并与控轧后空冷(AC)以及传统的再加热淬火工艺(RQ)得到的钢板的回火组织及性能进行了比较。采用RPC工艺得到的钢板经500℃～700℃回火1h后，随回火温度升高呈现软化-硬化-再软化的变化规律，采用AC工艺得到的钢板回火后硬度和强度的反复变化不明显，而经过RQ处理后的钢板随回火温度升高强度和硬度则单调下降。RPC和RQ钢板回火前的组织均为板条状贝氏体和少量粒贝的复合组织。回火后RPC钢板组织变化不明显，而RQ钢板随回火温度的升高板条很快消失，最终演变成多边形铁素体。实验结果表明，RPC钢板具有良好的热稳定性。     

中心偏析对FH40低温钢焊接组织性能的影响

利用金相(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)以及能谱(EDS)等手段研究了FH40低温钢焊接接头显微组织演变及其对低温冲击韧性的影响.结果表明,FH40低温钢母材具有优异的综合力学性能,其屈服强度为420 MPa,抗拉强度为518 MPa,-60℃夏比冲击功为162 J,而焊接接头熔合线位置及热影响区的低温韧性急剧降低至16 J.显微组织分析表明,低温钢母材为细小的多边形铁素体+珠光体组织,在心部位置珠光体组织呈带状分布.焊接热影响区的显微组织主要为针状铁素体,但是心部存在明显的马氏体带.针状铁素体硬度为229.7 HV_0.05,比原来的多边形铁素体高约40 HV_0.05,而马氏体的硬度为313.7 HV_0.05,较原来的多边形铁素体高约140 HV_0.05.EBSD结果显示在马氏体带存在较高的内应力,这是造成焊接接头低温韧性急剧下降的主要原因.EDS表明,中心偏析导致热轧低温钢母材形成C、Mn富集的珠光体带,这些C、Mn富集的珠光体带在焊接热影响作用下重新奥氏体化,并在冷...     

42CrMo钢特厚椭圆坯轧制工艺数值模拟

特厚模具钢因具有卓越的性能和可靠的使用寿命,在制造大型模具中起着不可替代的作用。然而,在连铸过程中,铸坯内部可能形成的缺陷对模具钢的力学性能和使用寿命造成严重影响。设计合理轧制工艺提高芯部变形是改善芯部缺陷的重要途经之一。针对大直径椭圆连铸坯轧制成特厚钢板的开坯粗轧、平整成型及精轧3个过程,采用有限元数值模拟的方法研究了不同轧制工艺对42CrMo特厚钢板不同位置的累积变形量、单道次变形量以及钢板成材率的影响。利用材料性能计算软件JMatPro计算了42CrMo钢的高温变形行为和热导率、比热容、密度、弹性模量、泊松比等物理参数,采用ABAQUS软件进行轧制有限元模拟分析了轧制道次压下量对椭圆坯内部疏松压合的影响规律。结果表明,开坯粗轧的前3道次压下量变化对芯部变形影响不大,芯部变形量主要取决于精轧阶段单道次压下量。采用前3道次较小压下量开坯加后5道次较大压下量精轧,芯部累积变形量最大,达1.5,且最后5道次中每道次的应变量均大于0.14,可以有效提高大规格椭圆坯轧制的特厚板芯部变形渗透率,有利于芯部裂纹和疏松等铸坯缺陷的改善。     

铁索体/贝氏体多相组织钢硬化行为表征参数

摘要：为了研究大变形管线钢应变硬化行为及其表征参数之间关联性,采用TMCP工艺调控制备了9种不同贝氏体体积分数的铁素体/贝氏体（F/B）多相组织钢。通过力学性能及应变硬化行为分析,对应变硬化指数、应力比、屈强比和伸长率等大变形管线钢应变硬化能力表征参数之间的关联性及其机制、内涵和适用范围进行了研究。结果表明,F/B多相钢中,应力比Rt20/Rt10和均匀伸长率与应变硬化指数呈线性正比关系,屈强比与应变硬化指数呈非线性反比关系,应力比Rt50/Rt10在一定条件下与应变硬化指数存在线性关系,应力比Rt15/Rt05、总伸长率、应变硬化指数之间不具备明显的关系。通过应变硬化行为分析合理阐释了以上参数之间的关联机制,并阐释了其内涵和适用范围。硬化指数、均匀伸长率和应力比Rt20/Rt10应作为描述F/B多相钢塑性形变阶段应变硬化能力的主要参数,屈强比和应力比Rt50/Rt10则应作为次要参数。采用工业化生产数据对上述结论进行了验证,与所得结论吻合良好。     

中心偏析控制对型钢低温韧性的影响

 为了研究不同凝固组织形态(等轴晶比例)对连铸方坯宏观偏析及型钢力学性能的影响,通过工业试验改进连铸工艺改变连铸坯凝固组织结构。结果表明,大幅提高柱状晶比例可以有效控制连铸坯中心偏析并降低中心偏析影响区域面积,同时明显减少轧材中珠光体体积分数,提高组织均匀性,断后伸长率提高10%,韧脆转变温度从0降低到-40 ℃,因此,控制连铸坯偏析程度可实现优良低温韧性,这表明通过控制铸坯均匀性发展E级或更高韧性级别的技术可行。     

铁素体-贝氏体/马氏体双相钢中界面的定量化晶体学表征

利用两相区轧制以及增加轧制后弛豫时间的方法,获得了具有不同铁素体-贝氏体/马氏体比例的双相显微组织实验用钢样品。通过对2种实验用钢的EBSD表征发现,对铁素体间的界面和铁素体与贝氏体/马氏体之间的界面而言,如果界面具有较大的整体取向差,则通常也具有较大的解理面取向差和滑移面取向差;但是如果贝氏体和马氏体内部变体间的界面具有较大的整体取向差,则通常也具有较大的解理面取向差,但并不一定具有较大的滑移面取向差,这种现象在马氏体组织中更为显著。双相钢的塑韧性不仅受到两相比例影响,还受两相晶粒细化程度的影响,所以要提高其综合力学性能,需要从有效滑移单元和有效解理单元2个方面对双相组织分别进行细化。     

含Nb微合金钢时效过程中双硬化峰的形成

运用热模拟方法,结合萃取复型、硬度测量及透射电子显微镜观察(TEM)等方法,研究了含Nh微合金钢经850℃热变形并弛豫不同时间后、水淬并在525℃时效时的硬度变化及析出行为。结果表明：变形奥氏体弛豫一定时间淬火后,在时效过程中出现双硬化峰现象;而奥氏体变形后直接淬火或长时间弛豫(1000s)则没有第一个硬化峰出现。对比C—Mn钢的分析结果证明Nh是产生硬化峰的重要原因。电镜观察的初步结果显示,变形奥氏体中形成的细小析出在时效过程中逐渐长大,已粗化的析出颗粒在525℃等温时效时变化不明显;而经过γ→α相变后α相中过饱和的Nb在时效时会重新析出,形成第二个硬化峰。     

550级超高强度海洋平台用钢的开发

介绍了实验开发成功的海洋平台用550级超高强船板的成分、性能特点和TMCP生产工艺,列举了钢板的实物性能,试验和分析了其焊接的适应性。研究结果表明,工业批量生产的550级超高强船板性能稳定,完全满足海洋平台用550级超高强船板的技术要求,已成功应用于建造海洋平台。     

0.23C-1.9Mn-1.6Si钢中的残余奥氏体对韧塑性的影响

采用优化的IQP工艺处理成分为0.23C-1.9Mn-1.6Si厚度为6.5 mm的低碳硅锰钢,制备出由亚温铁素体、马氏体以及残余奥氏体构成、抗拉强度为1000 MPa的多相组织高强钢。用SEM、XRD、拉伸以及示波冲击等手段对其显微组织和力学性能进行表征,并与同等抗拉强度的IQT钢和QT钢对比,研究了钢中残余奥氏体对韧塑性的影响。结果表明,在室温下IQP多相钢具有更高的冲击韧性、更好的延伸性能和强塑积,综合韧塑性要远优于其它钢种。该钢的性能,与其多相组织结构有密切的关系。大量弥散分布于铁素体和马氏体框架内的残余奥氏体在形变过程中发生TRIP效应,显著改善了钢的韧塑性,从而使其综合力学性能提高。