超细晶中锰钢温轧强化增塑机理

采用Gleeble-3500热模拟试验机测定了不同温度下中锰钢的变形抗力,并通过分阶段拉伸、扫描电镜、电子背散射衍射、X射线衍射等实验手段,对温轧中锰钢中逆转变奥氏体的相变行为进行观察和分析。研究发现,热轧马氏体中锰钢经过600℃温轧及退火后,获得较多较稳定的残余奥氏体,从而实现强度859 MPa和延伸率36%的优良力学性能。拉伸变形前期,锯齿状流变应力现象明显,残余奥氏体提供持续的TRIP效应来提高塑性,此过程中尺寸较大的逆转变奥氏体稳定性差,变形时先发生转变;拉伸变形后期,锯齿状波动消失,超细晶铁素体和马氏体发生塑性变形,马氏体强化及铁素体中的位错强化为主要强化方式。      

铌对高钢级管线钢中第二相析出与奥氏体晶粒长大行为的影响

基于双亚点阵模型,计算了两种不同铌含量的高钢级管线钢在不同温度下Nb、Ti和Al的析出量,测定了不同加热温度和保温时间下奥氏体晶粒尺寸,建立两种钢奥氏体晶粒长大模型.发现Nb含量增加提高了其全固溶温度,并且温降过程中Nb析出量显著增多,在晶界两边析出的细小碳氮化物对奥氏体晶粒长大有显著的阴碍作用.高铌钢加热温度为1250℃时奥氏体晶粒显著粗化,预测模型也不同于1050~1200℃的模型,但相同保温温度下晶粒尺寸明显小于低铌实验钢.通过数据拟合计算出高铌钢的长大激活能远远高于低铌钢,再次证明高Nb的管线钢在1200℃以下能够有效地细化奥氏体晶粒,预测模型与实验值吻合较好.      

低碳中锰热轧TRIP钢退火工艺及组织演变

研究了第三代高强度高塑性TRIP钢的退火工艺对性能的影响和组织演变规律.热轧后形成的原始马氏体与临界退火时形成的残余奥氏体使TRIP钢具有良好的强度和塑性.结果表明:实验用钢可获得1000MPa以上的抗拉强度和30%以上的断后延伸率,且强塑积>30 Gpa·%;退火温度和保温时间对钢的力学性能具有显著影响,热轧TRIP钢临界退火温度为630℃,保温时间18 h时,实验用钢能获得最佳的综合力学性能.      

硼微合金化中碳冷镦钢10B33的连续冷却转变行为

采用膨胀法结合金相-硬度分析法测定了10B33钢的连续冷却转变（CCT）曲线,研究了连续冷却过程中冷却速率对10B33钢组织和硬度的影响。结果表明：10B33钢在较宽的冷却速率范围内（0.1～20 ℃/s）可获得铁素体和珠光体组织,但随着冷速的增加,珠光体含量逐渐增加,且珠光体形貌由粗片状逐渐演变为层间距小的屈氏体。当冷速达到30 ℃/s时,转变为马氏体、部分屈氏体和极少量铁素体。整个冷速范围未发现明显贝氏体。随着冷却速率的增加,硬度逐渐提高。通过CCT曲线分析,制定了10B33钢的优化冷却工艺,得到了利于冷镦变形的理想铁素体和珠光体组织。     

热轧带钢氧化铁皮的微观形貌和氧化动力学研究

 模拟了热轧带钢在不同温度、保温不同时间时,氧化铁皮的生成情况,并利用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射对氧化铁皮的显微结构和形貌进行了分析研究。研究结果表明：热轧带钢在不同温度、保温不同时间,氧化铁皮都出现分层现象,临铁层为疏松的FeO,中间层为Fe3O4,外层为Fe2O3,中间层和外层致密;在同一温度下随着保温时间的增加,氧化铁皮厚度呈增加趋势;氧化铁皮形成的网状裂纹是氧化动力学曲线由抛物线规律向直线规律转变的主要原因。该模拟方法解决了精轧过程中无法直接测量氧化铁皮厚度的问题,为通过调整生产工艺参数控制氧化铁皮厚度提供了参考。     

钢的半固态电磁搅拌力场与组织转变

利用自制的高熔点半固态电磁搅拌装置对60Si2Mn钢半固态电磁搅拌力场及它对组织转变的影响进行了理论分析和实验研究。结果表明：电磁搅拌功率和频率直接影响电磁搅拌力，进而对金属熔体的流动形态有明显的影响。在一定频率范围内，搅拌功率加大，搅拌力随之增加；当搅拌功率达到一定值时(5kW)，继续加大搅拌功率将导致搅拌装置发热并恶化60Si2Mn钢半固态组织的转变效果。适宜的频率范围为20～50Hz。如果频率太高，屏蔽和钢熔体粘滞效应增大，将导致搅拌力下降；频率太低，涡漩电流减小，同样导致搅拌力下降。电磁搅拌力作用下的金属熔体流动形态由一个集中的大漩涡和较多的小漩涡构成。这种流动形态在宏观上可促使钢液的温度场和浓度场均匀化；微观上增加局部紊流密度。促使枝晶组织向球状组织转变。     

高强中锰TRIP钢的残余奥氏体含量及其稳定性

设计了一种中锰相变诱导塑性(TRIP)钢,利用全新的热处理工艺对其进行处理,研究了其残余奥氏体含量及其稳定性,并对该钢的显微组织和力学性能进行了分析。结果表明:中锰TRIP钢退火后的残余奥氏体体积分数均在39%以上,且奥氏体在变形过程中绝大部分转变为马氏体,提高了钢的塑性和强度;在630℃退火可使该钢的抗拉强度大于1 000 MPa,伸长率大于30%,强塑积大于30GPa.%,残余奥氏体体积分数为51.4%。     

轧后冷速对X100管线钢组织和力学性能的影响

通过热模拟试验机、光学显微镜对X100管线钢在连续冷却转变下的显微组织进行了研究,然后对其进行热轧,研究了轧后冷速对试验钢组织和力学性能的影响。结果表明:随冷速增大,试验钢组织中依次出现多边形铁素体、粒状贝氏体和贝氏体铁素体;当轧后冷速为20～42℃·s-1时,试验钢可获得由粒状贝氏体和贝氏体铁素体组成的组织以及良好的力学性能。     

卷取温度对钛微合金化钢组织与性能的影响

与铌钒微合金化钢相比,钛微合金化钢有更低的成本,因此设计了一种低碳钛微合金化热轧高强钢,并利用扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)等仪器研究了不同卷取温度对实验钢组织和性能的影响.结果表明:卷取温度对实验钢的组织与力学性能有较大的影响,300℃卷取时得到板条贝氏体和粒状贝氏体的混合组织,400和470℃卷取时得到粒状贝氏体组织;实验钢的屈服强度和抗拉强度均随卷取温度的升高呈现出先下降再上升的规律,延伸率呈现出先升高再下降的规律,分析认为力学性能的变化主要由相变强化、析出强化以及M-A岛的尺寸和形态共同决定;470℃卷取时实验钢有较好的综合力学性能,屈服强度和抗拉强度分别达到了700和865 MPa,延伸率达到了18.9%.     

多元低合金耐磨钢的热处理工艺

研究了一种新型Mn-Cr-Mo-Ni-Cu-RE多元低合金耐磨钢的热处理工艺,利用热膨胀实验测量试验钢的Ae1、Ac3、Ms、Mf等相变温度,借助光学显微镜、扫描电镜、透射电镜等手段,研究了钢的显微组织和断口形貌,测量力学性能,考察热处理工艺对钢的力学性能的影响.研究结果表明,试验钢的相变温度为Ac1=770℃、Ac3=820℃、Ms=340℃、Mf=265℃,经900℃淬火及230℃回火后获得贝／马氏体复相组织,试验钢具有良好的综合力学性能、高强度和高韧性,其硬度达到HRC 52,冲击韧度αKU达到40 J·cm-2.