应变速率对中碳低温贝氏体钢强塑性的影响

摘要：为探索低温贝氏体钢的断裂行为,研究应变速率对低温贝氏体钢TRIP效应的影响,采用不同应变速率的拉伸试验对低温贝氏体钢的强塑性进行研究。利用扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）及X射线衍射（XRD）等试验方法对低温贝氏体钢的微观组织、断口形貌及裂纹走向进行表征。结果表明,随着应变速率的提高,试验钢的屈服强度由771MPa上升至806MPa,抗拉强度由1554MPa上升至1606MPa,断后伸长率由13.5%下降至9.0%。主要原因是高应变速率拉伸引发的绝热温升抑制了残余奥氏体的马氏体相变,对试验钢塑性造成负面影响。     

新型S690低合金高强度钢Φ219 mm×14 mm无缝管的CCT曲线和调质工艺研究

测定了S690钢管(/%:0.15C,0.25Si,1.32Mn,0.012P,0.005S,0.20Cr,0.04Al,0.08V)0.01～30℃/s冷却速率下连续冷却转变(CCT)曲线,并研究了890～970℃淬火,600～690℃回火对其组织和力学性能的影响。结果表明,S690钢管相变点Ac_3为828℃,Ac_1为753℃,Ms为395℃,临界冷却速率为13℃/s,存在铁素体、珠光体、贝氏体,马氏体4个相变区;选择910～930℃淬火,钢管的组织较细小均匀,平均晶粒尺寸13.9μm,具有较高的硬度,HRC值42.5;在615～675℃回火,钢管可得到均匀的回火索氏体组织,其综合力学性能优良。     

不同冲击载荷下10Mn钢和NM500的磨损性能及机理

为了给不同类型耐磨钢的实际使用环境提供可靠试验依据,研究不同微观组织的磨损性能和机理,分别在低载荷2 J和高载荷5 J下测试NM500马氏体钢和10Mn奥氏体钢的冲击磨损性能。NM500马氏体耐磨钢以板条状马氏体为主,板条内部存在高密度位错亚结构,同时存在少量残余奥氏体和一些棒状碳化物(TiC);奥氏体10Mn耐磨钢以奥氏体为主,还有少量马氏体和碳化物(NbC、VC)。结果表明,在低冲击载荷(2 J)下,NM500耐磨性高于10Mn钢(160 min的磨损量分别为109和181 mg),归因于NM500比10Mn钢具有更高的硬度,磨料对表面的破坏更小;在高冲击载荷(5 J)下,磨损初期,NM500耐磨性高于10Mn钢(120 min的磨损量分别为140和145 mg),但长时间磨损,NM500耐磨性低于10Mn钢(160 min的磨损量分别为222和173 mg),归因于10Mn钢发生了充分加工硬化,具有更优异的耐磨性。10Mn钢磨损后亚表面微观形貌中存在大量的高密度位错、形变孪晶、应变马氏体,优异的加工硬化能力使10Mn在5 J冲击载荷下更耐磨。     

新型S690低合金高强度钢Φ219 mm x 14mm无缝管的CCT曲线和调质工艺研究

测定了S690钢管（/%:0.15C,0.25Si,1.32Mn,0.012P,0.005S,0.20Cr,0.04Al,0.08V）0.01～30℃/s冷却速率下连续冷却转变（CCT）曲线,并研究了890～970℃淬火,600～690℃回火对其组织和力学性能的影响。结果表明,S690钢管相变点Ac₃为828℃,Ac₁为753℃,Ms为395℃,临界冷却速率为13℃/s,存在铁素体、珠光体、贝氏体,马氏体4个相变区;选择910～930℃淬火,钢管的组织较细小均匀,平均晶粒尺寸13.9μm,具有较高的硬度,HRC值42.5;在615～675℃回火,钢管可得到均匀的回火索氏体组织,其综合力学性能优良。     

预热处理工艺对13Cr马氏体不锈钢无缝钢管调质后组织和力学性能的影响

分别采用等温退火和去应力退火两种工艺对13Cr马氏体不锈钢无缝钢管进行预热处理试验,再经980℃淬火油冷和720℃回火空冷,对比组织和性能。结果表明,等温退火相对于去应力退火的预热处理工艺,调质后有一定改善:材料的-10℃纵向冲击功提高31%,0℃横向冲击功提高21%,冲击功离散度由26 J减小到9 J;实际晶粒度由8～4级提高到9～8级;硬度不均匀性由3.2 HRC缩小到1.5 HRC。该等温退火预热处理工艺成功用于生产实践,性能一次检验合格率由原先的60%提高到100%。     

锰对贝氏体钢中残余奥氏体回火稳定性的影响

为探索锰含量的变化(锰质量分数为0.1%(0.1Mn钢)和1.5%(1.5Mn钢))对无碳化物贝氏体钢中残余奥氏体(RA)回火稳定性的影响,利用扫描电镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)及透射电镜(TEM)等试验方法对残余奥氏体稳定性和力学性能的变化规律进行研究。结果表明,0.1Mn钢的热轧态组织主要是由粒状贝氏体(GB)+板条贝氏体(LB)组成,而1.5Mn钢的热轧态组织主要以板条贝氏体为主,且1.5Mn钢中残余奥氏体含量较高,屈服强度和抗拉强度均优于0.1Mn钢。在经过300～500℃回火后,残余奥氏体体积分数逐渐下降至完全分解,屈服强度和抗拉强度均表现为先升高后降低,但伸长率逐步增加。300℃回火性能最佳,原因主要是由于残余奥氏体在300℃回火中,块状残余奥氏体分解为过饱和马氏体/贝氏体,碳从过饱和马氏体/贝氏体中扩散至邻近残余奥氏体中使其含量增加,热稳定性得到提高,在拉伸的过程中产生了TRIP效应,从而使试验钢的强塑性得到提升。1.5Mn钢的性能明显优于0.1Mn钢,因为锰可以与碳产生协同作用共同促进奥氏体的稳定,提高伸长率,另外锰含量的增加使碳当量也提高,强度增强。基于修...     

不同热处理工艺对S890高强钢强韧性的影响

采用光学显微镜、扫描电镜及X射线衍射XRD,对比分析了S890钢水淬、油淬、空淬、550℃和420℃等温淬火不同工艺处理后的淬火、以及600℃回火组织;并测试了硬度和冲击性能。结果表明,水淬试样得到全马氏体组织,回火后硬度32.5 HRC,-40℃低温冲击功118 J;经过油淬和550℃等温淬火试样,马氏体组织中混有贝氏体,硬度略低但韧性显著下降;空淬和420℃等温淬火得到全贝氏体组织,韧性最低。分析表明,S890钢中马氏体在回火过程中,板条上析出的大量弥散的纳米级碳化物使S890钢具有优良的强韧性;而贝氏体铁素体和碳化物的结构、位向、形态等决定了其贝氏体的本征脆性。     

-70°C低温用09MnNiD钢Φ219 mmx20 mm无缝管生产实践

按照20 t EAF→LF+VD→模铸3t钢锭→轧制Φ270 mm圆钢→斜轧穿孔→CPE轧管→在线常化工艺流程,生产Φ219 mm×20 mm 09MnNiD钢无缝管（/%:0.07～0.10C,0.25～0.35Si,1.35～1.40Mn,0.49～0.51Ni,0.020～0.035Al,≤0.02Nb,≤0.015P,≤0.006S）。通过控制EAF终点C≤0.04%和P≤0.008%,LF精炼S≤0.005%,VD≤67Pa,≥15 min,模铸过热度≤45℃,热轧后荒管冷却速度30～70℃/min,钢管常化温度910℃,开发了Φ219 mm×20 mm钢管。测试结果表明:生产的钢管显微组织为F+P,晶粒度10级,-70℃冲击功KV2≥275 J,抗拉强度503～508 MPa,屈服强度354～356 MPa,以及其化学成分、非金属夹杂物、无损检测均满足GB 150.2-2011标准要求。