稀土Ce对低碳微合金钢耐腐蚀性能的影响

为了提高低碳微合金钢在海洋环境中的耐腐蚀性能,采用金相显微镜、SEM、EBSD、电化学分析等测试手段研究了不同稀土Ce含量的试验钢在3.5%NaCl溶液模拟的海洋环境中的腐蚀行为。结果表明:试验钢的显微组织主要由铁素体和珠光体组成,稀土Ce可以细化晶粒,减小夹杂物的尺寸,将试验钢中Al_(2)O_(3)、MnS、Al_(2)O_(3)+MnS夹杂物改性为MnS+CeAlO_(3)、Ce_(2)O_(3)夹杂物,并且改性后的夹杂物应力明显降低,减小了微孔洞、裂纹萌生的概率。另外,稀土Ce的加入可以降低试验钢的腐蚀电流密度,提高腐蚀电压,使得腐蚀产物中γ-FeOOH的含量减少,同时α-FeOOH和Fe_(3)O_(4)含量增多,可降低反应活性,提高锈层对基体的保护作用。因此,相对于未添加稀土Ce的低碳微合金钢,添加稀土Ce的低碳微合金钢表现出更好的耐海水腐蚀性能。

低碳微合金钢连续管低周疲劳性能研究

通过控制应变和控制应力方法,对12CrMnMoNi低碳微合金钢连续管管材进行了室温下的低周疲劳试验和循环应变硬化测试,分析了影响疲劳寿命的因素。结果显示,在0.4%~1.2%不同应变幅条件下,管材总体呈现循环软化现象,在1.2%大应变幅下疲劳寿命只有54次,是0.6%~0.8%应变幅的20%左右;在循环初始阶段,低应变表现为循环软化,高应变表现为循环硬化,临界应变(εc)介于0.8%~1.0%。在控制应力高于屈服强度5%时,平均疲劳寿命为318次,表明管材在承受较高载荷下仍具有良好的疲劳性能;同时,硬化指数对疲劳寿命有直接影响,在总循环次数的50%以内,随着循环次数的增加,硬化指数增加,表明该管材在循环过程中依靠硬化实现均匀变形的能力增强;细小的铁素体+M/A组元是实现良好疲劳性能的组织保障;断口SEM观察表明,疲劳裂纹起源于外表面,且伴有二次裂纹产生。

低碳超低碳微合金化管线钢显微组织的研究进展

综述了低碳及超低碳微合金钢显微组织研究的现状,介绍了奥氏体连续冷却转变时形成的各种铁素体的术语,讨论了多边及准多边铁素体、针状铁素体及晶内成核针状铁素体、粒状贝氏体铁素体等的形成机理和组织形貌。另外,还指出了文献中使用“针状铁素体”术语的一些混淆及不同理解,提出了在工程上分析复杂管线钢组织时,可将多种形态铁素体简化为铁素体及贝氏体两类。对当前西气东输管线工程中材料显微组织的判断可提供参考。

低碳微合金钢中针状铁素体的形成与控制

低碳微合金钢连续冷却时都会产生多种类型的中温转变组织,低冷速下主要得到粒状贝氏体组织,高冷速下主要得到板条贝氏体组织.连续冷却时,在较高中温转变温度范围可形成针状铁素体,其转变受冷却速度和过冷温度影响.通过控冷可以在低碳微合金钢中得到贝氏体和针状铁素体多相组织,利用针状铁素体能改善高强度低碳微合金钢的综合力学性能.

低碳微合金管线钢过冷奥氏体连续冷却转变

利用膨胀法和差热分析法结合金相-硬度法,在Gleeble-1500热模拟机上测定一种低碳微合金管线钢以不同速度连续冷却时的膨胀曲线,结合DSC曲线和金相组织分析,确定该钢的临界温度及相变温度,获得该钢的连续冷却转变曲线(CCT图),研究该钢连续冷却时的奥氏体转变。研究结果表明:添加0.21%Mo起到抑制铁素体和珠光体作用,促进针状铁素体组织的形成,实验钢在5.0～20.0℃/s的较宽冷却速度范围内连续冷却都能得到需要的针状铁素体组织,表明低碳Mn-Nb-Mo微合金管线钢容易得到管线钢工程所需要的组织。

Mn-Mo-Nb-B低碳微合金钢中温转变组织的演化

利用金相、电子背散射衍射(EBSD)技术结合纳米压痕仪研究了低碳Mn-Mo-Nb-B微合金钢的组织转变、晶粒的晶体学取向及其纳米力学性能.由1℃/s冷速连续冷却到室温所得组织主要是贝氏体铁素体和粒状贝氏体.以1℃/s冷速连续冷却到560℃淬水所得组织为针状铁素体和淬水时形成的马氏体/贝氏体,其中相邻针状铁素体之间为小角晶界;前一试样中.粒状贝氏体的平均纳米压痕硬度(2.31 GPa)与后一试样中针状铁素体的平均纳米压痕硬度(2.22 GPa)极为接近取向差较小的针状铁素体组织在1℃/s冷速下连续冷却过程中碰撞、接合成粒状贝氏体.

新颖的贝氏体/铁素体双相低碳微合金钢

利用特殊微合金设计及终轧控冷工艺得到超细贝氏体/铁素体双相低碳微合金钢.该钢的组织由原奥氏体晶界上及晶粒内部的约5μm的准多边形铁索体及超细化的贝氏体板条束组成.铁素体的体积分数约20％.该双相低碳微合金钢的强度比同成分的全贝氏体钢略低,但其延伸率却大幅度提高.采取适当的回火处理,该双相钢屈服强度可达到700MPa,而延伸率大于25％,是一种具有高强度、高塑性的新型低碳微合金双相钢.

形变量和冷却速度对低碳微合金管线钢晶粒细化的影响

以管线钢X5 2为研究对象 ,在Gleeble 15 0 0热模拟机上 ,主要进行了在奥氏体未再结晶区不同形变量和冷却速度对X5 2的相变行为及显微组织影响的研究·通过光学显微镜、扫描电镜分析技术可以发现 ,随形变量和冷却速度的增加 ,晶粒明显变细·实验结果表明 ,在奥氏体未再结晶区轧制可以大大地增加铁素体的形核位置 ,使晶粒细化 ;同时冷却速度的增大 ,使铁素体的形核驱动力加大 ,形核率增加 ,也使晶粒明显细化·另外 ,与低碳钢不同的是 ,在铁素体晶粒边界和铁素体晶粒内部可以观察到有第二相的析出 ,在奥氏体未再结晶区轧制时 ,第二相的析出可以抑制再结晶 ,并且 ,析出物的存在不仅阻碍位错的运动 ,而且会造成位错的增殖·因而微合金钢细化晶粒的机理主要有 :形变诱导铁素体。

含Mo低碳微合金钢CCT曲线的测定与分析

在Gleeble-3800热模拟试验机上,测定了含Mo低碳微合金钢在不同冷却速度下连续冷却时的膨胀曲线,利用热膨胀法并结合金相-硬度法,测定了该钢的连续冷却转变曲线(CCT曲线);研究了冷却速度对该钢组织及硬度的影响。结果表明,在所研究的冷却速度范围内,相变产物均含有贝氏体组织;当冷却速度小于10℃/s时,相变产物含有一定量的铁素体;当冷却速度减小到1℃/s以下时,相变产物除铁素体外也含有少量的珠光体;当冷却速度大于30℃/s时,相变产物中出现马氏体组织;当冷却速度为10～30℃/s时,获得贝氏体组织。动态CCT曲线的测定为该钢种生产中控制轧制工艺和控制冷却工艺的制定提供依据。

脉冲电流对低碳微合金钢力学性能的影响

研究了脉冲电流对一种低碳微合金钢的组织和力学性能的影响.结果表明,脉冲电流处理可以使该钢的晶粒显著细化,从而使其力学性能提高.细化后的组织热稳定性好,在 400 ℃长时间保温不会出现晶粒长大.脉冲电流加热速度快,作用时间短和降低相变势垒的作用是晶粒细化的原因.

含Nb-Ti低碳微合金钢双道次高温压缩软化行为

利用Gleeble-3500热力模拟实验机对含Nb-Ti低碳微合金钢双道次高温压缩软化行为进行了模拟研究。研究了各种变形参数对该钢软化行为的影响,建立了该钢软化行为的动力学方程。结果表明,随着道次间停留时间的延长、变形温度、变形量以及应变速率的增大,再结晶率随之增大。变形温度对奥氏体晶粒尺寸有着显著的影响,变形温度的降低将使奥氏体晶粒尺寸明显粗化;奥氏体晶粒尺寸随着道次间停留时间的延长而增大,随着变形量以及应变速率的增大而减小。

一种低碳微合金管线钢的热变形行为

采用MMS-200热力模拟实验机进行高温压缩试验,研究一种低碳微合金管线钢在应变速率为0.1,1.0和5.0s-1,变形温度为800～1150℃条件下的热变形行为及流变应力特征,利用透射电镜和光学显微镜观察高温压缩变形后的组织,采用Zener-Hollomon参数的双曲正弦函数来描述实验钢的热变形流变应力行为。研究结果表明:流变应力随着变形温度的升高而降低,随着变形速率的提高而增大;实验钢在高温压缩过程中存在动态回复和动态再结晶2种软化机制,在较高变形温度和较低应变速率条件下,才发生动态再结晶;在获得的流变应力解析式中,结构因子A、应力水平参数α和应力指数n分别为2.6×1018s-1,0.012MPa-1和5.73,热变形激活能为518.73kJ/mol。

低碳微合金钢中Nb、V、Ti碳氮化物的回溶研究

采用透射电镜和X射线光谱技术,研究了低碳微合金钢中Nb、V、Ti的碳氮化物在不同温度保温1 h后的回溶行为。结果表明,低碳微合金钢中存在尺寸明显不同的两类析出,其中颗粒尺寸较大的在80 nm以上;这种颗粒的心部是(Nb,V,Ti)(C,N)相,而颗粒边缘为(Nb,Ti)(C,N)相;颗粒尺寸较小的在20 nm以下,其类型为(Nb,Ti)(C,N)。两类析出物中Nb与Ti的原子比均随回溶温度的升高而减小。

热变形和加速冷却对低碳微合金钢组织的影响

利用 Gleeble- 15 0 0热模拟实验机研究了热变形和加速冷却工艺对 3种低碳微合金钢组织演变的影响。结果表明 ,在再结晶或未再结晶温区实施 1道次变形的晶粒细化效果不如 2道次变形的效果明显。在再结晶和未再结晶温区实施 4道次变形可以得到更细的组织 ,配合较高的冷却速度可以形成部分针状铁素体组织。随着冷却速度的提高 ,组织变得更细 ,并且针状铁素体的数量增加。在相近的变形和冷却条件下 ,碳。

屈服强度800MPa的低碳微合金钢

研究了不同成分特征的含锰低碳微合金钢通过往轧控冷后回火的组织与力学性能．Ｍｎ含量为１．７％～２．３％的试验钢轧后经快冷和中温回火获得了高强度和一定的塑性、韧性．其中含０．０６％Ｃ，２．３％Ｍｎ，０．２１％Ａｌ和微量Ｎｂ，Ｔｉ，Ｂ的快冷回火钢屈服强度（０．２）超过８００ＭＰａ，延伸率大于 １４％，室温冲击韧性１３４～１７４．５ Ｊ／ｃｍ２，－４０℃冲击韧性为 １０３—１１０Ｊ／Ｃｍ，具有由变形奥氏体转变成的细小贝氏体组织．

外加陶瓷颗粒细化低碳微合金钢晶粒

真空条件下,在低碳微合金钢中加入微米级ZrC陶瓷颗粒,使其成为钢在热轧时奥氏体的形变核心及其形变诱导铁素体的再结晶核心以细化晶粒.研究了添加不同体积分数ZrC粒子对低碳微合金钢组织和力学性能的影响.结果表明,通过本实验研究出的颗粒外加方式可使ZrC颗粒有效分散于钢中,对钢的组织产生明显的细化作用,可使钢的晶粒细化到5.5μm,钢的强度得到较大幅度的提高,钢的显微组织为铁素体.当加入ZrC颗粒的体积分数为1.1%时,可获得最佳综合力学性能.

形变热处理工艺对低碳微合金管线钢晶粒细化的影响

以管线钢X5 2为研究对象 ,在Gleeble 15 0 0热模拟机上 ,进行了奥氏体未再结晶区不同形变速度、形变量和冷却速度对X5 2的相变行为及显微组织影响的研究。通过光学显微镜、扫描电镜分析可以发现 ,随变形速率、形变量和冷却速度的增加 ,晶粒明显变细。同时 ,低碳钢不同的是在奥氏体未再结晶区轧制时 ,第二相的析出可以抑制再结晶 ,并且析出物的存在不仅阻碍位错的运动 ,而且会造成位错的增殖 ,因而微合金钢细化晶粒的机理主要有 :形变诱导铁素体。

外加微米ZrC颗粒对低碳微合金钢组织及性能的影响

本文研究了ZrC颗粒加入量对低碳微合金钢组织和力学性能的影响。对试验钢进行了各种力学性能的测试,并用金相显微镜和TEM观察了试验钢的微观组织,用SEM观察了ZrC颗粒的分布状态及拉伸断口形貌。结果表明,加入ZrC颗粒后,试验钢的晶粒都得到了一定程度的细化,当加入ZrC颗粒体积含量为1.1%时,晶粒被细化到5.5μm,此时试验钢的抗拉强度、屈服强度、伸长率、冲击韧性和维氏硬度分别达到635MPa、517.5MPa、20.66%、215.0J/cm2和214 Hv5,获得了最佳综合力学性能;添加ZrC颗粒后,试验钢的组织仍为铁素体,拉伸断口仍为韧窝状;轧制态试验钢中ZrC颗粒分布较为均匀。

奥氏体变形条件下低碳微合金钢中的贝氏体相变

采用Gleeble1500热模拟机对低碳MnNbTi钢进行了奥氏体区变形和变形后的冷却试验,借助于光学显微镜和扫描电镜分析了变形和冷却速度对显微组织的影响。结果表明,随着奥氏体形变量的增大,奥氏体向铁素体的相变增加,向贝氏体的相变减少,贝氏体中的铁素体和小岛由细长条状逐渐向近等轴状变化,铁素体板条间的小岛逐渐变化为存在于某些铁素体的晶界上。随着变形后的奥氏体冷却速度增大,铁素体量减少,贝氏体量增加,粒状贝氏体也逐渐由板条贝氏体所取代。

回火温度对含钒低碳微合金钢组织和性能的影响

研究了含钒低碳微合金钢经过不同温度回火的性能和组织的变化关系。数据表明,回火温度对钢的组织有一定的影响,在630℃左右回火显微组织较佳,随着回火温度的提高,其强度和硬度随之降低,但在600～630℃回火因有细小碳(氮)化钒析出,使其强度、硬度和冲击韧度都有一定的回升。