船体结构用高强韧特厚钢板的研究

研究开发了80mm高强韧特厚钢板,并对工业试制钢的综合性能进行了研究。研究结果表明,采用NiCrMoV合金系进行成分设计,工业试制的船体结构用高强韧特厚钢板获得了良好的综合性能,显示出高的上平台冲击功和良好的低温韧性。     

建筑用耐火H型钢的开发

介绍了马鞍山钢铁股份有限公司研制耐火H型钢的成分设计、生产工艺，及其综合性能。此钢的耐火极限裸钢时达27min，涂耐火层后比相同涂层的Q345B提高了43．2％。     

调质态含Cu高强钢的强化机理及钢中Cu的析出行为

对含Cu低合金高强度钢板淬火并经高温时效后,采用SEM、EBSD、HRTEM和APT等手段对其微观组织和纳米尺度Cu的析出相进行了表征,对其厚度截面的室温拉伸性能进行了测定,并对钢板厚度方向近表面和心部的强化机理进行了分析。结果表明,高温时效后钢中Cu的析出相尺寸在6～50 nm范围内,30 nm以内的为9R结构的短棒状或球状粒子,30 nm以上的为fcc结构的长棒状粒子,棒状粒子中微量的Mn、Ni在Cu粒子与基体界面上的偏聚更明显。在较高温度范围内进行时效后,钢的屈服强度随着时效温度的升高而呈大致线性下降趋势,钢的主要强化机制为细晶强化,其次为位错强化和析出强化,经计算,钢中每1%(质量分数)的Cu在过时效状态下能够产生约90 MPa的析出强化增量。钢板厚度截面存在强度差异,表面与心部强度相差约40 MPa,这主要是由于晶粒尺寸及位错密度差异所导致。     

V-N微合金化钢筋中钒的析出行为

研究了氮对含钒微合金化钢筋中钒的析出行为的影响。实验结果表明：低氮钒钢中,大部分钒固溶于铁素体基体,比例高达565,只有35．5％钒形成V（C,N）;高氮钒钢中,70％的钒析出形成V（C,N）,只有20％的钒因溶于基体,钢氮还减小了V（C,N）颗粒尺寸,明显增加细小V（C,N）析出相的体积分数。     

钒、氮微合金化钢筋的强化机制

研究了钒、氮微合金化钢筋的强化机理。研究结果表明 ,对 0 .11% V - 85× 10 - 6 N的低氮钢 (钒钢 ) ,约 35 .5 %的钒以 V (C,N)形式析出 ,5 6 .4%的钒固溶在基体中。而在 0 .12 % V- 180× 10 - 6 N的高氮钢中 (钒 -氮钢 ) ,V (C,N)析出量成倍增加 ,约 70 %的钒以 V (C,N)形式析出 ,只有 2 0 %的钒固溶于基体。增氮后 ,V (C,N)析出相的平均尺寸由 10 7nm减小至 73.7nm ,且 1～ 10 nm细小质点的质量比由 2 1.1%提高到 32 .2 %。钢中增氮还细化铁素体晶粒尺寸     

两相区淬火对10Ni5CrMo钢组织与性能的影响

研究了10Ni5CrMo钢经调质处理和淬火 两相区淬火 回火(QLT)热处理后的组织与性能.结果表明,1ONiSCrMo钢经两相区淬火处理后,得到板条状的二次回火马氏体 铁素体的混合组织,并且在板条边界及板条内部析出逆转变奥氏体,该逆转变奥氏体与基体遵从K-S关系.10Ni5CrMo钢经QLT处理后改善了钢的回火稳定性,屈强比降低,尤其是低温韧性显著提高.随着回火温度的升高,逆转变奥氏体的含量增多.稳定的逆转变奥氏体提高了低温韧性.     

氮对含钒20MnSi钢筋强化的影响

实验结果表明 ,在相同钒含量的情况下 ,0 .1 2 %V钢中增加约 1 0 0× 1 0 -6 的氮使钢的屈服强度 (σS)和抗张强度 (σb)分别提高 1 1 7.5MPa和 1 35MPa。钢中增氮后 ,改变了钒在钢中的分布 ,促进了细小V(C ,N)的析出 ,显著提高了钢的强度。因利用了廉价的氮元素 ,对σS 为 40 0MPa的Ⅲ级钢筋可节约钒 33.3%以上。     

增氮对钒微合金化钢连续冷却相变行为的影响

用热膨胀仪测定了3种不同钒、氮含量试验钢的CCT曲线,观察了在不同冷速下的组织,分析了钒的析出行为,计算了各形核基底与铁素体的晶格平面点阵错配度,研究了增氮对钒微合金化钢连续冷却相变行为的影响。结果表明,增氮促进了铁素体的形成,提高了试验钢的相变开始温度,也提高了形成全贝氏体组织的临界冷却速率;在冷速0.8-1.6℃/s范围内,低氮钢的显微组织为粒状贝氏体+板条贝氏体,而在增氮钢内则有大量的针状铁素体;在低氮钢中钒主要在相变前后析出,析出物以VC为主,增加钒含量只能提高其析出量,不能改变析出温度和析出物的成分;而增氮后钒在奥氏体内析出,以VN为主;在900℃,奥氏体、VC和VN与铁素体的平面点阵错配度分别为6.72%、3.89%和1.55%,VN与铁素体存在近似共格的低能界面,能作为铁素体优先形核位置,有效促进铁素体形成。     

纳米粒子强化含铜双相钢的组织性能关系

 为进一步提高HSLA系列含铜钢的综合力学性能,利用多步骤热处理工艺(QLT工艺:淬火、临界区淬火及回火工艺)在超低碳Ni-Cr-Mo-V-Cu低合金钢中获得了优异的强度及低温韧性匹配(屈服强度895 MPa、抗拉强度950 MPa、-80 ℃冲击韧性188 J)。利用SEM、XRD及TEM等试验方法研究了试验钢在QLT工艺处理后,不同临界区淬火温度下(Ac1~Ac3温度范围内)的双相组织演化规律,阐明了不同临界区淬火温度下的QLT态试样的组织及性能关系。结果表明,QLT态试样的屈服强度与回火二次马氏体体积分数呈二次抛物线关系,抗拉强度与回火二次马氏体体积分数呈线性正相关关系;断裂伸长率则与临界区铁素体含量正相关。临界区淬火温度为720 ℃时的QLT态试样(QL₇₂₀T)表现出优异的强度及低温韧性匹配,其高强度来源于协同析出的纳米级MC(M为铌、钼、钒及钛的任意组合)和铜粒子所强化的回火二次马氏体。QL₇₂₀T态试样优异的低温韧性则由下列因素所致,主要呈片层状的回火二次马氏体及临界区铁素体的平行相间分布而导致的组织细化效应;大量异相界面所导致的脆性渗碳体或合金渗碳体的细化;强度差异较小的回火二次马氏体以及临界区铁素体。     

高性能铜沉淀硬化船体钢

通过大幅度降低钢中碳含量,利用铜的时效析出强化作用以及铌的微合金化作用,在碳含量小于0.06%(质量分数)时,获得了屈服强度高于600 MPa、-40℃时冲击功超过250 J、可实现0℃不预热焊接的高性能新型船体结构钢.实验表明:在钢体中加入1%(质量分数)的铜可使其屈服强度增大270～350 MPa.该钢的应用可望大幅降低大型船体的建造成本,代表了新一代船体钢的发展方向.