高Ti微合金化热轧高强度汽车结构用钢的开发

通过热模拟实验,观察了Ti在钢中液析以及TiN、Ti4C2S2、TiC等固态析出物的微观形貌。根据实验结果,制定了工业试制工艺参数,试制的高Ti微合金化热轧高强度汽车结构用钢板屈服强度、抗拉强度和伸长率均满足要求,低温冲击韧性较好。     

终轧温度对高强度工程机械用钢组织性能的影响

对不同终轧温度的高强度工程机械用钢热轧钢卷进行了力学性能和金相组织的测试,研究了终轧温度对其组织和性能的影响。试验结果表明,随着终轧温度的降低,试验钢的抗拉强度和屈服强度降低,延伸率升高。高温终轧试样的低温冲击值很低,随着终轧温度的降低,低温冲击值大幅度升高。高温终轧试样的金相组织是铁素体+微量的珠光体,铁素体组织均匀性较差;中温终轧和低温终轧试样的组织是铁素体+珠光体,铁素体晶粒比较规则,而且低温终轧的均匀性比中温终轧好。高温终轧试样的铁素体晶界明显存在M3C型复合条状或短棒状的碳化物。     

V和Ti元素对耐候钢过冷奥氏体连续冷却相变行为的影响研究

进行了V、Ti元素含量不同的耐候钢的过冷奥氏体连续冷却转变热模拟试验并绘制了CCT曲线,研究了不同冷却速度以及V、Ti元素对耐候钢组织转变以及性能的影响。当V含量由0.03%提高至0.07%,马氏体转变开始温度Ms提高25℃,促进了马氏体相变。当Ti含量由0.03%提高至0.10%,扩大了贝氏体相变区、降低了贝氏体开始转变冷速,促进了贝氏体转变;同时,马氏体转变开始温度Ms降低22℃、马氏体转变终了温度Mf升高18℃,马氏体转变区域变窄,抑制了马氏体转变。随着冷却速率的提高,HV0.2硬度值逐渐增加。HV0.2硬度值主要受金相组织的尺寸和形貌影响,V、Ti的第二相析出物对HV0.2硬度值的影响不大。     

钒对低碳钢动态再结晶的影响规律研究

为研究钒对低碳钢动态再结晶的影响规律,选取4种对比成分的钒氮微合金化钢,测量动态再结晶的流变应力曲线,获得了峰值应力σ_p、应变速率ε及变形温度T的对应关系,分析了变形温度、V及N含量对流变应力曲线的影响。建立了钒氮微合金化钢及对比钢的热变形动态再结晶Avrami模型,回归得到其动态再结晶名义激活能。结果表明:V对动态再结晶临界温度提高有限,V和N复合后对动态再结晶临界温度提高明显,延迟再结晶能力增强。     

TiC颗粒增强低合金铁素体钢的耐磨性能

通过与传统低合金铁素体钢做对比,研究了原位合成方法制备的1.0vol%TiC颗粒增强型铁素体耐磨钢的磨粒磨损性能。采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)及能谱分析(EDS)对试验钢的显微组织形貌和析出相粒子分布进行了分析,并对试验钢的硬度、强度、韧塑性和磨粒磨损性能进行测试。试验结果表明: 经过轧制后的TiC粒子在试验钢中分布均匀,其中纳米TiC粒子产生明显的沉淀强化作用,提高了基体的强度和硬度,并保证了良好的弯曲性能。粒径1～5 μm的TiC颗粒有效阻碍了磨粒对基体的犁削作用,提高了基体抵抗磨粒磨损的能力,TiC增强后的铁素体试验钢磨损量仅为未增强铁素体钢的60%,与未增强铁素体钢淬火+低温回火处理后的耐磨性相当。TiC颗粒增强铁素体钢的磨粒磨损机制既包括犁皱塑性变形机制又包括显微切削机制,钢的耐磨性提高为纳米、微米TiC粒子共同作用的结果。     

Ti-V-Mo复合微合金钢中(Ti,V,Mo)C在γ/α中沉淀析出的动力学

根据多元复合析出相的固溶析出理论和经典形核长大动力学理论,计算了Ti-V-Mo复合微合金钢中(Ti,V,Mo)C在奥氏体(γ)和铁素体(α)中沉淀析出的形核参量、析出-时间-温度(PTT)曲线、形核率-温度(Nr T)曲线,并探讨了奥氏体中形变储能和形变诱导析出量对(Ti,V,Mo)C在γ/α中沉淀析出动力学的影响。结果表明,复合析出相(Ti,V,Mo)C在γ/α中沉淀析出的PTT曲线呈典型的"C"曲线形状,而Nr T曲线表现为典型的反"C"曲线形状,(Ti,V,Mo)C在γ中的最快析出温度为1020~1050℃。增加γ的形变储能,使(Ti,V,Mo)C在γ中沉淀析出的PTT曲线向左上方移动。增加γ中(Ti,V,Mo)C沉淀析出的形变诱导析出量,使(Ti,V,Mo)C在α中沉淀析出的Nr T曲线向右下方移动,经计算可知,(Ti,V,Mo)C在α中的最大形核率温度在630~650℃,理论计算结果和实验结果吻合较好。     

控制冷却工艺对厚规格X60管线钢板落锤性能的影响

在不同的控制冷却工艺下开展了厚规格X60管线钢的工业试验,分析了不同工艺下厚规格X60管线钢的显微组织和落锤性能。结果表明:在试验条件下,精轧入口温度偏高导致在部分再结晶区轧制,试样中出现混晶组织,落锤性能不合格;中间点温度偏高时,心部冷却强度不足,先共析铁素体生长粗大,试样中出现混晶组织、带状组织、马氏体等异常组织,落锤性能不合格;采用超快冷工艺时,通过提高相变过冷度细化晶粒,最终形成针状铁素体组织,落锤性能合格。     

冷却工艺对热轧V微合金化钢板组织性能的影响

本文通过热模拟试验, 分析了不同加热温度对V微合金化510 MPa级钢板原始奥氏体晶粒度的影响规律, 并通过工业试验分析了冷却工艺和奥氏体晶粒尺寸对钢板组织和性能的影响。试验结果表明: 当加热温度为1 230 ℃, 卷取温度一定时, 可以通过控制中间温度得到等轴铁素体或针状铁素体组织。当加热温度为1 160 ℃时, 随着终轧温度、中间温度和卷取温度的变化, 钢板组织和性能变化不明显。     

轧制工艺对高铌X80管线钢组织性能的影响

通过热模拟实验, 研究了加热温度、变形温度、变形量、冷却速率和卷取温度对高Nb含量管线钢钢板组织性能的影响, 并确定了工业生产方案。工业试制结果表明: 在1 170~1 200 ℃进行加热保温, 粗轧温度控制在1 020 ℃以上, 变形量控制在30%以上, 精轧入口温度不大于950 ℃, 终轧温度控制在(800±20) ℃, 冷却速率控制在10～30 ℃/s, 卷取温度控制在500～530 ℃, 生产的高Nb含量X80管线钢钢板组织为均匀的针状铁素体, 力学性能优良, ?20、?40 ℃低温冲击功均达到300 J以上, ?15 ℃落锤撕裂试样的剪切面积达到97%以上。     

铁素体基Ti-Mo高强钢连续冷却相变及组织性能

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10～20 nm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10 nm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。