热轧高锰TRIP/TWIP钢组织性能研究

利用控轧控冷工艺开发了锰质量分数为18.8%的热轧高锰TRIP/TWIP钢板,分析了轧制工艺参数对热轧高锰钢组织和性能的影响,讨论了实验钢的断裂机理。结果表明：通过控轧控冷方法可以热轧出抗拉强度达到940 MPa左右,断裂伸长率在40%以上的高锰钢板。冷却速度和卷取温度等工艺参数对实验钢组织性能影响不是非常明显。高锰钢优异的力学性能是TRIP和TWIP效应共同作用的结果。高锰钢拉伸呈韧性断裂,裂纹多沿奥氏体/马氏体晶界萌生、扩展。     

含Nb低碳Si-Mn系TRIP钢的连续冷却转变

利用Gleeble-1500热应力/应变模拟机研究了Nb对低碳Si-Mn系TRIP钢连续冷却转变的影响,测定了含nb和不含Nb两种低碳Si-Mn系TRIP钢的连续冷却转变(CCT)曲线,结果表明:Nb的加入使得静态CCT曲线上移;动态CCT曲线下移.试验结果可为TRIP钢的TMCP(Thermo-Mechnical Control Processing)工艺提供理论依据.     

铌含量和热处理工艺对TRIP钢组织和力学性能的影响

通过两相区退火和贝氏体转变区等温处理,研究了铌含量和贝氏体等温处理温度对低碳 TRIP钢(w(Mn)=1.38%,w(Si)=0.6%,w(Al)=0.5%)组织和力学性能的影响.实验结果表明:增加铌含量,实验钢的残余奥氏体量减少,抗拉强度和屈服强度增加;当铌的质量分数为0.014%时,实验钢的伸长率和强塑积较高;贝氏体等温处理温度为400 ℃时,实验钢的残余奥氏体量较多,力学性能较好.     

TMCP工艺对车轮钢组织及扩孔性能的影响

采用TMCP(Thermo Mechanical Controlled Process)实验,研究了不同冷却方式对汽车车轮用低碳FB钢的组织及扩孔性能的影响,以及FB钢扩孔时的断裂类型及断裂机理。结果表明,采用连续冷却的实验钢,得到了针状铁素体＋贝氏体组织,针状铁素体明显降低了两相硬度比,改善了扩孔性能。FB钢在扩孔过程中的断裂机理为微孔聚集的韧性断裂。实验结果可为进一步研究低碳FB钢在车轮上的应用提供实验依据。     

连铸结晶器内矩形坯的温度场模拟

利用有限元法建立了结晶器内轴承钢矩形坯温度场数学模型.采用了随温度变化的热物性参数,并且在边界条件中采用平均热流、瞬时热流及角部气隙等对比分析,研究了不同边界条件下矩形坯的温度场和坯壳厚度.模拟结果表明:不考虑角部气隙时,采用平均热流边界条件时矩形坯的温度范围要比采用瞬时热流时范围大;考虑角部气隙时,温度范围相差不大;角部气隙只对角部区域的温度有影响,而对芯部、宽面中心、窄面中心等区域基本没有影响;气隙降低了坯壳表面的换热,使得角部坯壳厚度要比不考虑角部气隙时平均小6～7mm左右,在距离角部30mm处出现热节区.     

典型晶格结构FCC/BCC钢的剧烈塑性变形研究现状

晶格结构(体心立方BCC、面心立方FCC及其复合形式)类型对金属材料剧烈塑性变形过程中的晶粒细化机制产生重要影响.本文以不同晶格结构的钢铁材料为对象,重点阐述和总结了不同晶格结构类型及其变形模式差异对剧烈塑性变形过程中晶粒细化理论、组织形貌和力学性能的影响规律,其结果有望为探索剧烈塑性变形工艺过程中的组织细化理论提供一个新途径.     

工艺因素对SCM435钢大方坯凝固组织的影响

为了模拟不同工艺条件下的连铸坯的凝固组织,采用有限元法模拟了SCM435钢的连铸凝固过程,获得了325 mm×280 mm连铸坯的温度场,在此基础上与元胞自动机(Cell automaton,CA)耦合模拟凝固组织.结果表明,随浇注温度的降低,柱状晶区逐步减少,表面细晶区及中心等轴晶扩大,晶粒密度逐步增加,最大晶粒面积及平均半径大大减少;但中心凝固所需要的时间反而有所增加,中心处的晶粒的平均半径先降低后升高;拉速对凝固位置的影响较为显著,随拉速的增加,晶粒密度逐步减少,柱状晶宽度与中心处的等轴晶半径略有增加.     

SCM435钢贝氏体中碳原子的扩散行为

为描述贝氏体中碳原子的扩散行为,建立了SCM435钢二维扩散数学模型,并根据实测结果计算出SCM435钢的扩散系数及扩散激活能,在此基础上,依次获得不同边界条件下的碳扩散. 结果表明,在贝氏体区,从750℃下降到650℃时,SCM435钢中碳原子扩散行为急剧减少,激活能为407 kJ/mol;750℃冷却时,冷速从0.2℃/s升到1℃/s,其脱碳层厚度由29降到12.5 mm;对于已有100 mm的脱碳层,渗碳气氛碳含量由0.35%升到1%,消除金相下的脱碳层的时间由21.5降到8.5 min,但随着时间延长,其与SCM435钢基体标准碳含量的差值逐步变大.     

热轧相变诱发塑性钢的热模拟实验

 利用Gleeble 1500热应力 应变模拟机研究了铌含量、热变形参数(终轧温度和卷取温度)对相变诱发塑性(TRIP)钢组织和性能的影响。实验结果表明：不含铌实验钢的残余奥氏体量、残余奥氏体相中的碳含量、宏观维氏硬度和抗拉强度与常规低碳硅锰系TRIP钢的水平相当;增加铌含量,残余奥氏体量和残余奥氏体相中的碳含量有所下降,而宏观维氏硬度和抗拉强度提高;铌含量为0014%、终轧温度为780 ℃、卷取温度为400 ℃时,残余奥氏体量、残余奥氏体相中的碳含量与宏观维氏硬度和抗拉强度具有最佳组合。     

铁 素 体 贝 氏 体 钢 的 扩 孔 性 能

 通过力学拉伸实验和扩孔实验对铌、钛复合微合金化低碳热轧铁素体贝氏体钢板的力学性能和成形性能进行了研究,以了解控轧控冷工艺参数和微观组织对其性能的影响,并分析了影响扩孔率的因素以及铁素体贝氏体钢的裂纹扩展机制。研究结果可为开发高强度、高扩孔性能的汽车底盘用钢板提供实验依据。