梳理器材用高品质微合金钢的成分设计及性能

根据梳理器材针布梳针的性能需求,以及高碳钢的强韧化原理和微合金化原理,设计成分并制备了新型针布梳针用GRST-5钢,研究了其冷加工性能、硬度、显微组织和耐磨性能,并与传统80WV钢梳针进行了对比。结果表明:设计的GRST-5钢中铌质量分数为0.030%～0.040%,钒质量分数为0.08～0.12%;与80WV钢相比,GRST-5钢的冷加工性能更好,中间生产工序减少,生产成本得到显著降低;GRST-5钢梳针齿尖的平均硬度达到820.25HV,比80WV钢的提高了约30HV;GRST-5钢梳针的显微组织为隐晶马氏体,奥氏体晶粒尺寸为3～5μm;GRST-5钢梳针的耐磨性能与80WV钢的相当,GRST-5钢可替代80WV钢来生产针布梳针。     

建筑结构用抗震耐蚀耐火钢Q460FRW低温冲击韧性性能分析

为验证建筑结构抗震耐蚀耐火钢Q460 FRW抗低温冲击性能的设计要求,用SANS型摆锤式冲击试验机对Q460 FRW钢开展抗低温冲击韧性试验,并进行了试样断口微观形貌的分析.根据GB/T 229—2007《金属材料夏比摆锤冲击试验方法》,在-20、-40、-60℃环境温度下对10、28 mm两种规格Q460FRW钢试件...     

冷拔小口径16MnNiV无缝钢管的显微组织与力学性能演变规律

16MnNiV钢由16Mn, 16MnV钢发展而来,棒坯经热穿孔轧制成为管坯后,再进行冷轧、冷拔和热处理,用于制备高强度小口径的高压油管。通过光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、电子背散射衍射技术(EBSD)、透射电子显微镜(TEM)以及物理化学相分析法研究了在拉拔制管过程中小口径16MnNiV无缝钢管显微组织与力学性能的演变,揭示了其微观组织以及第二相析出的变化规律,并计算了其强化增量,相关结果可以为高强度高压油管的材料研制和性能提升提供参考。结果表明,实验钢在拉拔制管过程中的主要组织为铁素体与珠光体,随着冷拔工艺的进行,实验钢的有效晶粒尺寸呈现减小趋势。从析出情况来看,一次拉拔后退火会增加其析出总量,二次拉拔后退火不改变其析出总量。通过EDS分析得知,析出的第二相粒子为VC。经过冷拔过程以及不同的热处理工艺,实验钢的抗拉强度和屈服强度均逐渐增加,伸长率逐渐降低。强化机理计算可知,由于冷拔过程变形量较大,实验钢屈服强度的提高主要来自于细晶强化的贡献。?6.35 mm×3 mm圆管经过热处理后的抗拉强度达到960 MPa以上,屈服强度达到864 MPa,伸长率达到15.5%,...     

铁素体基Ti-Mo高强钢连续冷却相变及组织性能

摘要：为了深入了解铁素体基Ti-Mo高强钢在连续冷却相变过程中组织及硬度的变化及其原因,通过热膨胀法、金相及硬度等实验研究了Ti-Mo微合金钢在连续冷却条件下组织及性能的变化,探讨了冷却速率对组织、硬度及相变行为的影响机理,揭示了（Ti,Mo）C在奥氏体和铁素体中Ti/Mo原子比变化的原因。结果表明,随着冷却速率由0.06℃/s增加至17.9℃/s,组织依次为多边形铁素体+珠光体→多边形铁素体+粒状贝氏体→粒状贝氏体,硬度由144HV逐渐增大至228HV。当冷速由0.14℃/s增大至0.90℃/s时,组织中多边形铁素体比例不断增大,珠光体比例不断降低,硬度的提高主要来自于铁素体晶粒尺寸的细化及纳米级（Ti,Mo）C粒子的增多;当冷速由1.79℃/s增大至17.9℃/s时,组织中多边形铁素体比例不断降低,贝氏体比例不断提高,硬度的提高主要是由于贝氏体组织的细化及其比例的增加。（Ti,Mo）C粒子主要有2类：一类是奥氏体中析出的10～20nm的粒子,Ti原子数分数约为88%,另一类是铁素体中析出的小于10nm的粒子,Ti原子数分数约为68%,EDS测量结果与计算结果大致相当。     

热处理工艺对9Cr钢组织与力学性能的影响

利用热膨胀试验研究了9Cr钢随冷却速度变化的相变行为,设定奥氏体化温度分别为860和1000℃,利用 OM、SEM、TEM、XRD和室温拉伸对比研究不同热处理温度下9Cr钢的显微组织及力学性能.研究表明：随着冷却速度增加,9 Cr 钢发生铁素体/珠光体相变、贝氏体相变和马氏体相变,其中马氏体相变临界冷速为1.6℃/s;860℃热处理后9Cr钢的显微组织为板条贝氏体/马氏体和少量等轴铁素体,并有4％的残余奥氏体;奥氏体化温度升至1000℃后,奥氏体晶粒尺寸增加,9Cr 钢中铁素体几乎消失,板条特征更加明显,力学性能与860℃热处理后基本相同,均达到 HL级抽油杆钢的要求,说明9Cr钢具有较宽的工艺窗口.     

奥氏体化温度对51CrV4钢组织及疲劳性能的影响北大核心CSCD

利用拉-拉疲劳试验方法对比研究了51CrV4钢不同奥氏体化温度下试样的疲劳性能,并采用扫描电镜(SEM)对其微观组织变化和疲劳断口进行了分析。结果表明,当奥氏体化温度由850℃升高至900℃后,疲劳强度由840 MPa增加到883 MPa,疲劳断口表面二次裂纹数量增多,且主裂纹扩展路径更曲折,裂纹扩展速率降低。且随着奥氏体化温度的升高,组织中合金渗碳体得到细化,部分碳和合金元素从大尺寸合金渗碳体中回溶到基体中,增加了固溶强化,强度和硬度分别增加约32 MPa和20HV。通过分析发现,合金渗碳体细化及碳和合金元素的回溶是疲劳性能改善的主要因素。     

Q390高强抗震钢板残余应力检测方法对比及分析

利用盲孔法、X-Ray法、中子衍射法和超声法对Q390高强抗震板及U形弯曲件进行残余应力检测,并对这4种方法测试得到的应力结果进行分析研究。结果表明,以上4种检测方法均要考虑其特定的检测应用范围,X-Ray法针对钢板表面下微米级深度的微米级晶格尺度范围局部点应力进行检测,中子衍射法可在毫米级尺度局部区域进行应力检测,盲孔法反映的是因毫米尺度钻孔导致的钢板表面孔周边的应力变化,超声法则可以通过连续扫描检测整个钢板残余应力的宏观分布变化。因此,对于工业钢板,超声法测试残余应力更加科学、合理、准确。同时,通过U形试样建立稳定的应力应变场,利用超声设备使用不同参考态对Q390高强抗震板弯曲件及退火弯曲件进行测试,结果表明,测试参考态的选取对应力测试结果影响很大,材料各向异性的影响对应力测试结果不可忽视。     

Nb-V微合金化低钼型Q345耐火钢的开发

 为了推动耐火钢的市场应用,采用低碳、低钼(约0.2%)及铌、钒、钛的复合微合金化成分设计,成功开发出低成本Q345耐火钢。采用Formastor-Digital全自动相变测试仪测定了试验钢的连续冷却转变(CCT)曲线,利用Gleeble-1500热模拟试验机研究了变形后不同冷却工艺对试验钢组织及硬度的影响,并采用SEM、EBSD、TEM和物理化学相分析等手段对热轧及600 ℃高温拉伸试样基体组织及纳米第二相进行了详细表征,定量分析了试验钢室温及高温下的强度机制。结果表明,轧后760~780 ℃开始层流冷却、终冷温度为400~600 ℃,试验钢获得铁素体+贝氏体组织。经600 ℃高温拉伸后,试验钢中MC相的质量分数及处于18 nm以下的粒子质量百分比相对于热轧态试样分别提高了16.4%、9.8%,这些新析出的纳米级粒子在高温下起到了良好的沉淀强化作用,一定程度弥补了高温下因剪切模量下降和细晶强化失效导致的高温屈服强度的损失;固溶、沉淀强化为Q345耐火钢主要的高温强化方式。     

罩式退火铌微合金化汽车钢的强化机理

 通过比较相同冷轧与罩式退火工艺下Mn-Si系和铌微合金化2种汽车用低合金高强钢的显微组织与力学性能,研究微量铌在冷轧罩式退火低合金高强钢中的强化机理。利用OM、SEM、TEM和拉伸试验机分别对2种钢的显微组织与力学性能进行了表征。对比分析表明：相对热轧板来说,2种钢冷轧退火板的铁素体晶粒和第二相析出物的尺寸都有所长大,导致了强度降低。相对Mn-Si钢而言,铌微合金化钢热轧板和冷轧退火板中的铁素体晶粒和第二相析出物尺寸更细小,细小第二相析出物的数量也更多,在相同的伸长率水平下明显提高了强度。冷轧罩式退火板的强化机理分析表明,铌微合金化低合金高强钢的主要强化方式是细晶强化和NbC的沉淀强化;研究认为添加质量分数为0.025%的铌时细晶强化更强烈。     

TiC和VC在低碳马氏体钢回火中的析出和粗化

 利用维氏硬度计、OM、TEM对在600 ℃回火不同时间后的钛、钒微合金化马氏体钢的维氏硬度、微观组织及钢中析出相随回火时间的演变进行了研究,并采用现有计算方法对马氏体钢中析出相的析出动力学进行了计算。结果表明：两钢在600 ℃回火,随回火时间的增加,其硬度变化均呈现先下降后升高再下降的规律,且在回火1 h后,两钢出现峰值硬度,且回火过程中钛钢的硬度均大于钒钢。分析认为,前期硬度下降是由于位错密度的降低所致,而当MC相析出时起到沉淀强化作用,引起硬度上升并出现峰值,而回火时间更长时,由于MC相粗化及基体回复导致硬度再次下降。钛钢中由于析出相粒子析出动力学比钒钢的快,而其粗化速率却低于钒钢中析出相,因此钛钢在回火过程中沉淀强化效果及对基体回复抑制的作用更为明显,故而其回火时比钒钢的硬度高。