温轧对DP590钢层状超细晶双相组织与拉伸性能的影响

研究了DP590钢两相区不同温度轧制制备层状超细晶双相组织及其对力学性能的影响.结果表明,分别在两相区720,760和800℃温轧(对应WR720,WR760和WR800)时,钢板均获得层状结构超细晶铁素体和马氏体双相组织.对应马氏体体积分数分别为26.5%,37.2%和30.8%,大角度晶界铁素体平均晶粒尺寸分别为(1.92±1.32),(1.44±2.14)和(1.79±1.54)μm.值得关注的是,组织特征与力学性能和温轧温度并非线性对应关系,而是中间温度即760℃轧制钢板晶粒尺寸最小,马氏体体积分数最高,相应屈服强度和抗拉强度最高.从形变诱导铁素体相变和铁素体动态再结晶两方面讨论了这种温轧温度与组织及力学性能的非线性变化关系.

梯度结构中间坯制备超细晶低碳钢的组织特性与强化机理

通过中间坯超快冷工艺,在0.2%C-2%Mn普碳钢中获得表层铁素体和心部马氏体的梯度层状组织,实现了钢板压下量约50%的大变形温轧.大变形马氏体经450℃和530℃退火后,制备出平均晶粒尺寸为0.52μm和0.66μm的超细晶组织.利用扫描电镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)和准静态拉伸试验等手段,研究了超细晶钢板的微观组织与力学性能.结果表明,相较于610℃退火粗晶钢板,450℃和530℃退火超细晶钢的屈服强度可提升2~3倍,平均屈服强度分别达到了1475 MPa和1196 MPa,延伸率也显著下降.晶界强化和位错强化是超细晶钢强度提升的主要强化机制,而加工硬化率降低导致了超细晶钢的塑性下降.

超快冷工艺对钢板心部异常带状组织的抑制作用

采用OM、TEM和EMPA方法对比研究了超快冷工艺及终轧温度对355 MPa级钢板心部异常带状组织的影响.结果表明,950℃高温终轧及超快冷钢板(UC1钢)心部带状组织完全消失,900℃终轧及超快冷钢板(UC2钢)心部则形成了微弱带状组织,而轧后15℃/s层流冷却钢板(LC钢)心部则形成了包括马氏体/奥氏体低温相的严重带状组织.热力学计算显示,钢板心部偏析降低铁素体相变温度144℃,从而提高消除带状组织所需临界冷速到8℃/s.温度计算得到UC1和UC2钢板心部冷速分别达12.1和13.4℃/s,而LC钢板心部冷速只有5.5℃/s,表明超快冷足以抑制心部带状组织,但降低终轧温度削弱了这个效果,而层流冷速则无法抑制带状组织.

海洋平台用钢的研发生产现状与发展趋势

介绍了国内外海洋平台用钢发展现状,总结出海洋平台用钢生产的主要特点,对传统海洋平台用钢的成分、工艺、组织、性能特征及其局限性进行了分析,提出了开发"Mn/C"合金化新型高强韧海洋平台用钢的发展思路,对海洋平台用钢今后的发展趋势加以展望。鉴于我国高级别海洋工程用钢与国外相比仍存在一定的差距,关键产品还依赖于进口,今后应重点研制屈服强度为690 MPa级的海洋平台用高强韧钢。

合金元素含量对AH32钢在含H_2S潮湿气氛中腐蚀行为的影响

针对不同合金元素含量的AH32系列试验钢,在模拟油船货油舱上顶板及梁架所处的含H_2S海洋潮湿气氛环境中进行腐蚀模拟试验。利用SEM、EDS和XRD等手段,研究了合金元素含量对AH32钢腐蚀行为的影响并探讨了其腐蚀机制。结果表明,在该试验环境中,镍、铬、铜、钒、铌等合金元素含量较高的AH32钢在短时间内腐蚀速率较高,但随着试验时间的延长呈快速下降趋势,而合金含量较低的AH32钢腐蚀速率下降趋势较缓;高合金含量的AH32钢耐蚀性优于低合金含量的AH32钢;不同合金含量的AH32钢的主要腐蚀产物均为FeS_(1-x)、FeS、Fe_3O_4、α-FeOOH、β-FeOOH和γ-FeOOH;其腐蚀机理为薄液膜下受H_2S和O_2扩散控制的电化学腐蚀,并且随着腐蚀时间的延长,试样表面的HS去极化过程逐渐占据主导。

热处理工艺对LNG用高Ni低温钢韧性的影响

为改善LNG用高Ni钢板的力学性能,采用正火+回火、淬火+回火和淬火+淬火+回火三种工艺对其进行热处理。性能检测及组织观察结果显示,由于正火的冷却速度较慢,影响了正火+回火处理后钢板潜能的释放;而淬火+回火处理则解决了这个问题,钢板低温韧性大幅提高;淬火+淬火+回火处理使钢板的低温韧性进一步改善。

高强度船板抗应变时效敏感性研究

采用夏比冲击法测定了热轧、热轧+正火及TMCP 3种工艺下EH36高强度船板的应变时效敏感性,通过金相显微镜、透射电镜等观察了显微组织、精细结构和二相粒子析出形貌。结果表明,TMCP工艺下所获得的细化的F+P显微组织和大量细小弥散析出的二相粒子,减少了碳、氮间隙原子固溶,并阻碍了它们的扩散,使高强船板具有优良的低温韧性和抗应变时效敏感性。

含Nb-Ti低碳钢的析出与细晶强化效应研究

采用控轧控冷(TMCP)工艺制备的0.013%Nb-0.013%Ti钢和C-Mn钢性能对比显示,添加微量Nb-Ti明显提高了钢的强度和冲击韧性,原因是微量Nb-Ti细化了铁素体晶粒并得到更高体积分数的弥散分布(Nb,Ti)(C,N)析出颗粒。用Hall-Petch晶粒尺寸强化和Ashby-Orowan弥散强化模型计算铁素体晶粒尺寸、析出颗粒尺寸和体积分数等微观组织变量对强度的量化贡献,结果表明,Nb-Ti钢的主要强化机理为细晶强化和弥散强化,而降低韧脆转变温度的主要机理是晶粒细化和微合金碳氮化物析出降低了钢中的自由氮含量。

亚稳奥氏体对高强度海洋工程用钢力学性能的影响

采用力学性能测试、组织观察等方法研究临界退火和不同温度回火对海洋工程用钢显微组织和力学性能的影响.结果表明,实验钢经两相区退火和不同温度回火后,获得了回火马氏体及不同体积分数(0~6%)的残余奥氏体.随实验钢中残余奥氏体体积分数的增加,屈服强度从753 MPa降低到506 MPa,抗拉强度介于794~843 MPa,屈强比从0.9降低到0.6,延伸率从31.3%提高到36.2%.实验钢中残余奥氏体能够提高冲击塑性变形能力并阻碍裂纹扩展,在-80℃冲击功达到236 J,然而热稳定性差的残余奥氏体在低温下优先转变成马氏体并降低了低温韧性,冲击功下降到136 J.

时效温度对890MPa级含铜钢组织与性能的影响

根据纳米析出强化机制,设计了一种屈服强度为890 MPa的超高强海洋工程用钢——NEU890钢.在相同固溶条件下,研究了时效温度对NEU890钢显微组织、室温拉伸性能、-40℃Charpy冲击功的影响.用透射电子显微镜分析纳米级析出相分布,并计算出其强度贡献值.结果表明,固溶态试样屈服强度为852 MPa,500℃时效屈服强度达到峰值1026 MPa,呈现典型时效析出强化特征.NEU890钢的脆性时效温度区间为300~500℃.当时效温度为550~600℃时,NEU890钢的屈服强度为994~910 MPa,-40℃冲击功为108~166 J,可满足EQ91钢拉伸和冲击性能指标要求.

690 MPa级海洋平台用特厚齿条钢的回火稳定性

研究了长时间回火(2,4和8 h)对海洋平台用齿条钢A514 GrQ显微组织及力学性能的影响.结果表明,回火过程中,淬火态马氏体板条组织发生回复,C,Cr,Mo和V等元素扩散,析出MC,M_(2)C和M_(23)C_(6)型碳化物,回火2 h后碳化物类型趋于稳定,并发生Ostwald熟化现象;随着回火时间的增加,实验钢的抗拉强度由淬火态的1100 MPa逐渐降低到回火8 h时的813 MPa,屈服强度由淬火态的931 MPa逐渐降低至回火8 h时的725 MPa;淬火态实验钢回火2 h后,-60℃冲击功由淬火态的187 J增加至238 J,继续增加回火时间,冲击功趋于稳定,约为245 J;延伸率由淬火态的15.2%增加至回火2 h时的16.7%,并且随着回火时间的增加,升高至回火8 h时的19.5%.实验钢在600℃回火2~8 h过程中,具有良好的回火稳定性和强韧性匹配,最佳回火时间为2 h.

富Ni奥氏体对1 GPa级超高强海工钢强度与韧性的影响

采用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)及X射线衍射(XRD),研究了Ni-Cr-Mo-V系超高强钢经过淬火-两相区淬火-两相区回火(QLT)处理后的组织与性能.结果表明:经过QLT处理后,基体的组织为临界铁素体、回火马氏体和12.4%富Ni奥氏体的混合组织;同时,在基体上形成了纳米级析出相,可以起到析出强化的作用;实验钢的屈服强度为925 MPa,-196℃冲击功为185 J,屈强比为0.87.

动态相变制备超细晶钢理论研究进展

晶粒细化能够同时提高钢铁材料的强度和韧性,但工业应用最广泛的TMCP技术对显微组织的细化存在极限,通常仅能将晶粒细化至5μm。利用动态相变(DT)技术能够制备出晶粒尺寸小于2μm的超细晶钢,对于满足工业发展需求具有重要意义。介绍了动态相变理论的研究进展,主要综述了动态相变形核驱动力、形核方式以及流变应力等方面的研究,以及变形参数、原奥氏体晶粒尺寸和化学成分等因素对超细晶铁素体形成影响的研究。最后指出,利用动态相变技术可以解决TMCP轧制过程中晶粒尺寸细化程度受限、轧制负荷偏大的难题并降低形成超细晶所需的应变,是TMCP技术新的发展方向之一。

锌锅用热轧钢板解理断裂行为分析

通过断裂试样断口的宏观和显微分析、显微组织表征、拉伸和冲击试验以及解理断裂应力条件,讨论分析了锌锅用低强度级别钢板弯曲成形断裂的微观解理断裂行为。结果表明,钢板发生解理断裂的微观机制与冲击试样断裂相同,即晶粒尺寸控制的穿过晶界的裂纹扩展是解理断裂的临界事件。粗大的铁素体晶粒的面积分数过高显著降低了裂纹扩展阶段所需的局部解理断裂应力σf。断口宏观分析判断在钢板边部应存在导致应力集中的初始裂纹源,这极大降低了启动解理断裂的断裂应力并同时提高裂纹源前端的正应力σyy,扩大了解理断裂活跃区至初始裂纹前端,从而不可避免地发生脆性解理断裂。

AH32耐蚀钢显微组织对其腐蚀行为的影响

根据《油船货油舱耐蚀钢性能标准》规范,通过浸泡实验测量了AH32耐蚀钢在货油舱底部模拟环境中的腐蚀过程.采用失重测量、电化学极化与阻抗方法、扫描电镜和电子探针等手段,分析了AH32耐蚀钢显微组织对其腐蚀行为的影响.实验结果表明:模拟货油舱底板腐蚀实验中,AH32耐蚀钢的轧制面因珠光体所占面积分数小而腐蚀速率较低,其横截面则因珠光体面积分数大而造成腐蚀速度较快,而且二者的腐蚀速度均随浸泡时间的延长而加速.此外,轧制面表面有均匀腐蚀和因夹杂物溶解所形成的蚀坑,而横截面的腐蚀则沿条带状珠光体组织而有选择的进行.样品的珠光体区域在浸泡后有碳富集,这是造成腐蚀随浸泡时间延长而加速的原因.

控轧控冷工艺对AH32船板钢组织与性能的影响

通过热模拟试验研究了控轧控冷工艺对AH32船板钢组织与性能的影响。结果表明,低温控制压缩变形可以细化AH32钢铁素体晶粒,而变形后快速冷却可以细化珠光体片层。采用低温控轧+快速冷却相结合的生产工艺可以提高AH32船板钢的强韧性。

微观组织对C-Mn钢低温脆性的影响

常规TMCP工艺生产的C-Mn钢厚板出现-40℃低温冲击脆化现象,为了确定引起脆化的微观组织因素,通过实验室重复冲击实验、微观组织的定量化统计分析、断口观察发现钢板不同部位的铁素体晶粒尺寸分布和珠光体含量有极大差别,解理脆性断裂试样铁素体晶粒粗大且服从对数正态分布,珠光体含量高于20%,而韧性断裂试样具有细小均匀的铁素体晶粒,晶粒尺寸服从正态分布,珠光体分布均匀、含量低于10%。经验公式计算表明脆性断裂试样的铁素体晶粒尺寸和珠光体含量使韧脆转变温度比韧性断裂试样高约60℃,因此可以确定铁素体晶粒尺寸和珠光体含量是影响钢的低温脆性的主要因素。靠近钢板表面部位具有与脆性断裂试样类似的微观组织特征,而靠近厚度中间部位具有与韧性断裂类似的微观组织特征,这使得表面与厚度中间部位韧脆转变温度近60℃的差异。厚度方向微观组织差异是由钢板轧后的不同厚度发生相变的过冷度差异引起的,而低温终轧是导致钢板表面温度低而在空冷阶段先发生相变的工艺因素。

超快冷工艺对高强船板组织与性能的影响

通过拉伸性能和冲击韧性试验及显微组织观察分析了厚板生产线控制轧制(CR)后采用超快冷(UFC)和层流冷(AcC)两种冷却工艺对AH32高强船板力学性能、焊接热影响区(HAZ)冲击韧性和显微组织的影响。结果表明,与AcC钢板相比UFC钢板性能明显提高,其屈服强度提高54 MPa且塑性不恶化,-60℃冲击功达到260 J以上,韧脆转变温度大幅降低。UFC使钢的显微组织明显细化,晶粒尺寸达到11.5级,且厚度方向显微组织更均匀,而AcC钢晶粒尺寸为9.5级。UFC对钢的焊接热模拟试样冲击韧性没有明显影响。用铁素体(α)形核动力学和Hall-Petch效应分析了晶粒细化机理及对强韧性影响。UFC降低了奥氏体(γ)转变温度,提高了α形核速率而细化了铁素体晶粒,同时也细化了贝氏体和珠光体,明显提高了钢的力学性能。