耐火钢综合性能及构件抗火试验分析

研究了耐火钢的综合性能,分析了耐火钢的冶金学原理,并开展了构件抗火试验研究.研究发现,耐火钢获得了良好的高温性能和焊接性,并且具有较低的屈强比和良好的应变疲劳性能,能保证钢结构防火抗震性能的要求.混合组织,Mo的固溶强化以及MC和Mo2C的析出强化作用,是耐火钢获得良好性能的重要原因.非线性有限元分析可以准确计算构件耐火时间与临界温度,耐火钢的临界温度高达700℃左右,同普通钢相比具有显著优势.     

时效温度对HSLA高强船体钢组织和性能的影响

采用固溶+时效的热处理方法研究了时效温度对HSLA(High Strength Low Alloy)高强船体钢组织性能的影响。结果表明,试验钢在450℃处出现强度峰值,这是由大量纳米级的Cu析出物(<5 nm)和少量Nb(C,N)粒子的共同强化造成。过时效状态下,基体的软化作用加强,且Cu析出粒子尺寸显著增大(10～30 nm),沉淀强化作用也逐渐减弱,钢的强度下降。时效过程中基体软化和析出相沉淀强化的共同作用决定了HSLA高强船体钢的性能变化规律。试验钢在650～670℃范围内时效不仅获得了670～780 MPa的强度,而且保证-40℃冲击功在80 J以上,体现出良好的强韧性匹配。     

10CrNi5MoV钢板条M/B组织亚单元对强韧性的影响

采用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜并利用背散射电子衍射(EBSD)的方法对低碳NiCrMoV钢经不同冷却方式获得的马氏体/贝氏体组织、亚结构进行了定量分析,研究其对强韧性的影响.结果表明:10CrNi5MoV钢原始奥氏体晶粒内的组织经不同比例马氏体、贝氏体混合后,强度变化不大,而韧性随板条柬和板条块尺寸的减小而提高,此时单个板条的宽度在0.38 μm左右.进一步研究表明,板条束界和板条块界对裂纹扩展具有相同的阻碍作用,且板条块宽度对冲击韧性的影响作用远远大于板条束.因此,本研究中的板条块可作为低碳马氏体钢对韧性起作用的组织控制亚单元,即板条块尺寸为控制韧性的"有效晶粒尺寸".     

轧制加热温度对高强度低合金钢组织及冲击性能的影响

研究了轧制加热温度对高强度低合金钢相变组织及－40 ℃冲击性能的影响。结果表明,不同轧制加热温度条件下,试验钢显微组织由粒状贝氏体组成,M/A岛尺寸随着轧制加热温度的升高而增大。轧制加热温度在1000~1150 ℃时,冲击性能良好,显微组织中M/A岛细小弥散,大角度晶界密度较大。轧制加热温度高于1150 ℃时,原始奥氏体晶粒尺寸明显粗化,相变后产生的M/A岛明显粗化,大角度晶界密度降低;随着轧制加热温度的升高,M/A岛的粗化以及大角度晶界密度的降低,共同导致冲击性能的下降。     

钒氮合金在高强度H型钢中的应用

通过比较VN、VPe合金在H型钢中应用的结果,对轧后H型钢的力学性能、微观组织、析出相等进行分析,研究了VN微合金技术在H型钢中的应用效果.     

建筑用耐火钢的高温强化机理

 研究了建筑用耐火钢的高温力学性能和微观组织结构。研究发现,同普通钢相比,耐火钢获得了良好的高温性能。着色腐蚀、透射电镜(TEM)及化学相分析结果表明,铁素体+MA组织+少量珠光体的混合组织,Mo在钢中的固溶强化作用,高温下MA组织分解形成稳定的合金渗碳体以及600 ℃左右下MC和和Mo2C析出相大幅度增加,是耐火钢获得良好高温性能的重要原因。     

超低碳含铜微合金钢中时效析出相的晶体结构

用高分辨电子显微镜(HREM)进行了Nb、Cr、Mo、Ni等微合金元素复合微合金化的实用超低碳含Cu钢中时效析出相的形貌观察及晶体结构鉴定,探索将HREM分析技术有效应用于工程材料微观结构研究的新途径.在300万倍以上的放大倍率下清晰观察到了尺寸仅有十个nm左右的细小弥散分布的时效析出颗粒以及其中的孪晶结构,还有大量在局部微区形成的过渡结构.尝试用单个颗粒HREM像上的晶格条纹间距鉴定了钢中除ε-Cu以外的另3类时效析出相的晶体结构.结果表明,时效期间钢中析出Cu、Nb、Cr、Mo、Ni的特殊碳化物(碳氮化物),与ε-Cu共同产生时效强化作用.提出了用HREM像对实用钢材中弥散分布的微细析出相进行晶体结构鉴定的实验方法.     

氮对钒钢性能及析出相的影响

研究了钒钢增氮对钢性能及析出相的影响。结果表明,钢中增氮可显著提高钢的强度,每0.001%的氮可使钒钢强度增加约10MPa;钢中增氮促进了钢中细小、弥散V（C,N）强化相的析出,尤其促进了1-10mm级微粒的析出,并能细化铁素体晶粒,这是钒钢强度增加的主要原因。     

低合金钢在中国的发展现状与趋势

 在过去的几十年里,品种结构调整一直是中国钢铁工业的重要任务。伴随中国钢铁产量的快速增长,在高强度低合金钢（HSLA）技术领域取得了一系列研究成果,并在实际品种开发中获得了成功的应用,如细晶/超细晶粒钢技术、微合金钢的析出相控制技术等。“十二五”期间国内外装备制造业的发展为中国钢铁工业产品结构调整带来了机遇和挑战。通过使用性能更优、用量更少的HSLA钢,可大量节约钢材消耗,减轻对资源、能源、环境的压力。毫无疑问,积极推进HSLA钢的应用是实现中国钢铁工业可持续发展的必由之路。     

热处理温度对铝钢复合板界面组织和性能的影响

作为船舶钢质主船体和铝质上层建筑的过渡连接件,铝钢复合板的性能将直接影响船舶建造的质量。采用SEM、XRD和硬度测试等方法,研究了热处理温度对Al-Al-Steel爆炸复合板的铝钢界面微观形貌、物相组成及硬度的影响。通过拉脱和剪切试验,得到了不同热处理温度下界面结合强度的变化规律。结果表明,随着热处理温度从315升高到550℃,纯铝层金属的硬度从47HV降低到21HV,发生明显的软化;当热处理温度达到450℃时,在界面处形成了一层呈连续分布的Fe-Al金属间化合物,新形成的化合物类型为Fe_2Al_5和FeAl_3;并且Fe-Al金属间化合物的厚度随着温度的升高而增加。在上述因素的共同作用下,最终导致铝钢界面的结合强度随着热处理温度的升高而不断降低,其中Fe-Al金属间化合物的形成是强度降低的主要原因。