Nb对中碳钢相变和组织细化的影响

针对无Nb和添加0.06%Nb的2种中碳钢,研究了Nb对0.47%C中碳钢相变及组织细化的影响规律.2种实验钢正火组织均为铁素体+珠光体,Nb微合金化能够有效细化中碳钢的奥氏体晶粒,从而导致正火后组织中铁素体体积分数明显增加.含Nb中碳钢的屈服强度相对无Nb钢提高了18%(70 MPa),抗拉强度基本保持不变,-20℃冲击韧性则由7 J提高到19 J,呈现显著提高.此外,由连续冷却转变(CCT)曲线发现,Nb微合金化中碳钢可在冷速≤10℃/s时获得较高体积分数的铁素体,因此,可保证工件在较大冷速范围内不出现大块珠光体或贝氏体/马氏体组织.结合TEM观察发现,Nb元素以微小析出物Nb(C,N)的状态均匀分布在钢中.Nb(C,N)析出物能有效细化奥氏体晶粒,并因此提高铁素体形核率,这是Nb在中碳钢中影响相变并提高韧性的主要机制.     

一种高性能超低碳钢CCT曲线及组织的研究

在Gleeble-3800热模拟试验机上对一种高性能超低碳钢变形奥氏体连续冷却转变曲线（CCT曲线）进行了测定，并观测了不同冷却速度下转变产物的显微组织和硬度。重点研究了以1℃／s和10℃／s冷速连续冷却时的组织转变规律。结果表明：实际生产中，将冷速控制在5—20℃／s之间，开始冷却的温度在650℃以上，此时的相变组织为较均匀的贝氏体组织。     

低碳贝氏体钢CW590L生产技术开发

在实验室对低碳贝氏体钢590L进行了开发研究,主要包括成分设计和连续冷却转变(CCT)曲线的测试,最后进行冶炼和轧制.根据实验室研究结果并结合川威950生产线实际情况,优化了CW590L微合金钢的工业生产方案并成功进行了实践.对工业生产的微合金钢的组织与性能进行检测,其平均屈服强度为505 Mpa,平均抗拉强度为630 Mpa,平均延伸率为27％,冷弯(d=1a)全部合格且综合性能波动不大,产品组织和性能完全满足用户需求.     

大厚度420MPa级高性能钢板的组织控制及性能均匀性

研究了不同合金成分对大厚度尺寸高性能钢板力学性能的影响,对比研究了30、60、80 mm厚钢板中心部和1/4厚度处的组织和性能的均匀性,通过适当的合金化和/或回火工艺可改善大厚度尺寸钢板心部力学性能,使大厚度钢板的组织性能更均匀化,并且使60~80 mm厚度的钢板的心部强度达到420 MPa以上。     

低碳微合金钢户外喷淋试验中耐蚀行为研究

采用快速水冷和空冷两种不同的轧后冷却制度得到强度范围在490~980MPa级的低碳微合金结构钢。用户外间断喷淋3.5%NaCl水溶液来模拟海洋大气腐蚀,对带锈试样进行电化学阻抗谱测试,并对锈层中腐蚀产物进行了观察分析。结果表明,不同强度级别的低碳微合金钢的长期耐腐蚀性能相近,并略优于商业化耐候钢09CuPCrNi。提高钢基体的组织均匀性有利于改善钢的初期腐蚀性能,在形成保护性锈层之前,基体腐蚀深度较小。少量颗粒细小相的存在。有利于提高钢基体与锈层的结合力;但大块珠光体的存在会危害钢的初期腐蚀性能,因此耐候钢09CuPCrNi初期腐蚀速率较大。     

高延伸膨胀管用钢的力学性能及微观组织

 采用低碳低合金的成分设计开发了一种新型的膨胀管用钢。经优化的（α+γ）两相区退火工艺处理后,钢材呈现出强度高、延伸性能好、加工硬化能力强、冲击韧性以及高温力学性能优良等特点。常温条件下,该膨胀管材料的抗拉强度超过了700MPa,伸长率超过了40%,强塑积达到了30GPa·%,半厚冲击韧性超过了50J;300℃高温条件下,该类钢仍具有620MPa以上的抗拉强度,40%以上的伸长率以及25GPa·%以上的强塑积。采用SEM和XRD对材料的微观组织进行了表征,该类钢具有马氏体+残余奥氏体+铁素体的多相组织结构形貌。由于弥散分布的小尺寸残余奥氏体在形变过程中的TRIP效应,使得该类钢种在拉伸过程中获得了持续加工硬化的能力,从而获得了强度与塑性的优良结合。     

低碳-低锰系油井套管用钢抗硫化氢应力腐蚀开裂性能

 对621MPa(90ksi)级抗硫化氢腐蚀油井套管用钢的合金设计、热处理工艺以及组织和性能关系进行了研究,分别设计了0.08C-0.8Mn和0.20C-0.8Mn 2种低碳-低锰试验钢,并重点研究了经调质处理后试验钢的位错、析出物和碳化物对SSCC性能的影响。研究结果表明,采用低碳-低锰,结合Nb、V、Ti和B的微合金设计,通过适当的调质热处理工艺可以获得优良的力学性能、韧性和抗硫化氢应力腐蚀开裂性能,满足相关标准的要求。研究结果还表明,不共平面的位错群、细小的析出物以及弥散的高球化率碳化物,可以使钢具有很好的抗硫化氢应力腐蚀开裂性能。     

铌含量对低碳微合金钢回复再结晶行为的影响

采用应力松弛实验研究了低C含Nb微合金钢奥氏体热变形过程中的析出及再结晶动力学过程,通过实验及理论模型分析了析出/溶质拖曳对回复和再结晶行为的影响.结果显示:随Nb含量的增加,析出动力学曲线的鼻尖温度上升,但鼻尖温度对应的时间变化不大,约为20~30s;析出可明显抑制再结晶的发生,增加Nb含量将使非再结晶温度升高;Nb溶质通过拖曳作用阻碍晶界运动,减小了晶界迁移率,最终减慢再结晶过程的发生;对于低C含Nb实验钢,拟合得到再结晶激活能与Nb质量分数的0.5次方成正比.      

铌微合金化对高铁车轮钢奥氏体形核和长大的影响

 针对碳质量分数为0.47%中碳高铁车轮钢,研究了铌微合金化对前驱体为铁素体-珠光体的组织发生奥氏体逆相变的影响。结果表明,铁素体-珠光体钢的逆相变是一个由碳原子扩散控制的过程,奥氏体优先在珠光体内的铁素体与渗碳体（α/Fe3C）片层界面处形核,并且沿平行于珠光体片层方向的长大速率比垂直于珠光体片层方向更快。含铌车轮钢细化的珠光体组织可以提高奥氏体的形核率,有利于细化奥氏体晶粒。随着再加热温度的提高,含铌车轮钢的奥氏体混晶温度（960 ℃）比不含铌的钢高80 ℃,因此通过铌微合金化可扩大再加热奥氏体化温度窗口。结合Thermal-Calc热力学计算和透射电镜分析,铌在中碳钢中主要以析出物的形式存在,析出钉扎作用是其细化奥氏体晶粒、推迟混晶现象出现的主要机制。