抗变形X100管线钢模拟焊接热影响区的组织与韧性研究

采用Gleeble-3800热模拟机研究了多相抗变形x100高Nb含量管线钢的焊接性能,利用金相显微技术(OM)、扫描电镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)对模拟焊接热影响区的组织进行了表征,结合示波冲击及微观硬度实验结果分析了影响模拟焊接热影响粗晶区(CGHAZ)的低温韧性及热影响区硬度与组织之间的关系.研究表明,高Nb抗变形X100管线钢单道次焊接热输入小于20 kJ/cm时的CGHAZ具有较高韧性,形成大角晶界密度较高的板条贝氏体或针状铁素体;焊接热输入大于等于25 kJ/cm会导致CGHAZ晶粒均匀性的恶化,使M/A组元粗化,并形成取向单一的粗大粒状贝氏体;示波冲击实验及SEM断口分析显示,粗大的M/A组元处极容易启裂,高的大角晶界密度可显著提高裂纹扩展功,使材料韧化.同时,为保证焊接热影响区不过度软化,以及高硬度产生抗氢致延迟破坏,单道次的焊接热输入以15—20 kJ/cm为宜.     

超细化低碳贝氏体钢焊接性能的研究

针对超细化低碳贝氏体钢,采用裂纹敏感性指数Pcm、斜Y坡口接头裂纹率和模拟粗晶热影响区(CGHAZ)的硬度等参数评价了焊接冷裂纹倾向,研究了不同线能量下模拟CGHAZ和气体保护焊(MIG)接头的组织结构和力学性能.实验结果表明:钢的焊接淬硬倾向低,预热温度50℃以上可完全避免焊接冷裂纹产生;采用14～25 kJ/cm的小线能量焊接时,CGHAZ由原奥氏体晶内不同位向的贝氏体铁素体板条束和少量粒状组织构成,具有较高的抗冲击脆断性;与YS800焊丝配套的气体保护焊接头力学性能优异.     

铁素体不锈钢在高温尿素环境中的腐蚀行为研究

对三种商用车排气系统用铁素体不锈钢(436L、439M、441)进行了尿素结晶腐蚀试验,以模拟铁素体不锈钢在商用车排气系统内选择性催化还原器(SCR)中的渗氮腐蚀行为。探究了合金成分及夹杂物对不锈钢耐高温尿素腐蚀的影响,并依据EDS表征结果阐释了材料内部腐蚀的渗氮机理。研究表明,在高温热震疲劳和氧化的协同作用下,高温高氮的环境导致铁素体不锈钢晶界及晶内局部区域快速析出氮化铬颗粒,造成晶界及基体局部区域贫铬。由于436L和441不锈钢含有较高的Mo和Nb,其耐高温尿素腐蚀能力显著优于439M。此外,由于436L和441不锈钢中夹杂物细小弥散,也降低了氮化铬在夹杂物的形核析出几率,成为提高抗高温尿素腐蚀的另一个因素。     

超细化低碳贝氏体钢的回火组织及力学性能

研究了弛豫—析出控制相变(RPC)技术参数(弛豫时间)对超细化低碳贝氏体钢回火后组织与性能的影响，同时与控轧后空冷(AC)以及传统的再加热淬火工艺(RQ)得到的回火组织及性能进行了比较．不同RPC技术参数得到的钢板经300—700℃回火1h后，随温度升高均呈现软化硬化再软化的变化规律，只是变化速度及硬度值有所不同．经过AC工艺得到的钢板在回火后硬度和强度变化不明显，而经过RQ处理后的钢板随回火温度升高强度和硬度单调下降．回火前RPC和RQ两种工艺得到的钢板组织均为板条状贝氏体和少量粒贝的复合组织．回火后RPC工艺钢组织变化不明显，只是弛豫不同时间的试样组织粗化速度不同，而RQ工艺钢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，利用RPC工艺得到的高强韧性钢板具有良好的热稳定性这种稳定性是由于不同工艺引起组织内位错与析出状态不同造成的。     

超大型液化石油气船用低温钢组织性能

 为了满足超大型液化石油气船的建造需要,介绍了采用铌、钛复合微合金化及控制轧制与控制冷却技术研制超大型液化石油气船用LT-FH32低温钢,并对其显微组织演变及力学性能进行系统研究。CCT曲线研究表明,当冷却速度小于3 ℃/s时,LT-FH32低温钢主要获得多边形铁素体和少量珠光体组织;冷却速度为5~15 ℃/s时,主要为多边形铁素体、针状铁素体和贝氏体的多相组织;当冷却速度大于20 ℃/s时,主要为板条贝氏体组织。经控制轧制和控制冷却获得的10和34 mm板厚的低温钢,其显微组织均为多边形铁素体和板条贝氏体多相组织。两种板厚的多相组织低温钢横、纵向性能差异不大,屈服强度为390~413 MPa,抗拉强度为485~521 MPa,-80 ℃夏比冲击功高于200 J,韧脆性转变温度为-100 ℃以下。     

商用车SCR系统用不锈钢的腐蚀性研究

通过实验室模拟试验,对比研究了4种常用的不锈钢(T436L、T439M、T441铁素体不锈钢和T304奥氏体不锈钢)在商用车SCR系统(选择性催化还原系统)工作环境中的腐蚀行为。通过扫描电镜和X射线衍射对样品的腐蚀形态以及产物进行表征。通过测量腐蚀前后氧化层剥落的厚度和内部腐蚀的深度对比了不同样品的耐腐蚀能力。结果显示T436L铁素体不锈钢展现出最出色的抗腐蚀性能,铁素体不锈钢的表现整体上要优于T304奥氏体不锈钢。     

低合金高强钢大热输入焊接热影响区组织性能

利用MMS-200热力模拟试验机研究了610 MPa级低合金高强度钢不同热输入焊接热影响区粗晶区(coarse grain high affected zone,CGHAZ)的组织和性能.结果表明,随着热输入的增加,试验钢CGHAZ组织逐渐粗大,低温冲击吸收功下降,但在80～100kJ/cm的大热输入冲击下,热影响区仍...     

超高强度船体钢中马氏体/奥氏体的演变

利用彩色金相法研究了TMCP(Thermal-Mechanical Control Process)工艺生产的超高强度船体海洋工程钢中马氏体/奥氏体(M/A)在等温过程、连续冷却过程和回火时的演变特点。结果表明M/A的形态尺寸与分布主要取决于组织转变的温度,加长转变的时间长只对0.5μm以下微粒状M/A略有影响。冷却速度低于2℃/s时会形成尺寸在2μm以上较大的M/A,对钢的韧性有损害。另外,回火过程中尤其是600℃以上回火时,M/A的总量明显减少,M/A球团化趋势明显,M/A个体尺寸有明显增大,对钢的韧性起到破坏作用。     

高强度低碳贝氏体钢的工艺与组织细化

在超低碳贝氏体钢中，采用弛豫-析出-控制相变(RPC)技术可得到细化的中温转变组织，组织类型为细化的板条贝氏体及少量不规则粒状贝氏体或针状铁素体，与一般控轧空冷和调质处理组织比较，除细化外，所得贝氏体类型及形貌均有所不同，通过这种工艺细化的低碳贝氏体钢板其强度比控轧后空冷或轧后再加热-淬火(调质处理)钢有明显提高。在采用RPC工艺时，轧后弛豫时间长短对最终组织细化程度和形貌也有明显影响，从而造成性能有所差别，终轧后弛豫阶段形成并被应变诱导析出物钉扎的位错胞状组织或亚晶结构是细化相变组织、阻碍贝氏体生长的主要原因，冷却过程中，在贝氏体相变前形成的不规则粒状贝氏体或针状铁索体，分割了压扁的原奥氏体晶粒，同样限制了贝氏体板条柬的长度和宽度。     

连续冷却过程中铜含量对析出的影响

 研究了一系列含铜钢在连续冷却过程中的析出行为。采用1℃/s的冷却速度以及中间淬火取样方法获得铁素体组织。利用金相显微镜和透射电镜研究不同铜含量对析出的影响。结果表明：当铜的质量分数高于1.5%时,随着铁素体的产生,在铁素体内产生第二相析出颗粒。当铜的质量分数低于1%时,并未观察到第二相析出。第二相析出物为富铜颗粒,以相间沉淀方式析出。