非调质钢和贝氏体钢的研究开发和应用

非调质钢与贝氏体钢均属于新型的机械结构用钢,其共同优点在于简化生产工艺,取消淬火回火工序,减少矫形工作量,从而达到降低能耗和生产成本的目的.同时,这两类钢还具有很好的使用性能,如强韧性、抗疲劳和耐磨性能.与调质合金钢相比,还具有节约合金元素的优点.近年来,这两类新型结构钢的研究开发与应用得到很大的发展,国家已决定将其列入重点推广应用项目.一。

不同贝氏体对钢的性能影响及其控制方法

对钢中贝氏体的研究近年来有很大的进展,贝氏体性能的优越性也日益为人们所发现,1987年第一届全国贝氏体相变会议和1988年国际贝氏体会议对贝氏体组织、贝氏体性能和贝氏体应用作出了进一步的明确肯定。为了推广贝氏体组织和贝氏体钢的应用,本文拟就贝氏体的组织、性能及其控制方法作一介绍。一。

回火对低碳贝氏体钢组织与性能的影响

本文研究了Si—Mn—Mo低碳贝氏体钢在回火过程中的组织转变和性能变化。结果表明,该钢奥氏体化空冷后获得的粒状贝氏体组织,经300℃回火后具有良好的强韧配合,而在400℃～500℃回火时出现明显的回火脆性。通过研究回火后的组织转变及残余奥氏作热稳定性、机械稳定性的变化,探讨了粒状贝氏体韧化及脆化机理。提出了适于该钢的最佳回火工艺。

贝氏体钢的研究开发与应用

综述了国内外研究开发贝氏体钢的进展,评价了低、中碳贝氏体钢的性能及控制方法,以及新型高强高韧贝氏体钢的研究与应用前景。

Si-Mn-Mo系低碳贝氏体钢的缺口敏感性

本文研究了 Si-Mn-Mo 系低碳贝氏体钢静态和动态的缺口敏感性,结果表明,’该钢空冷后的组织为粒状贝氏体,其缺口敏感性无论在静载或动载下均较高,但经300℃回火,缺口敏感性有明显的降低。文中还讨论了静态缺口敏感性与强度、塑性及韧性之间的关系,提出了适合于该钢的最佳回火工艺。

一种超高强度贝氏体钢的研制

设计了一种具有优良综合力学性能的中碳Ｓｉ－Ｍｎ－Ｍｏ系超高强度贝氏体钢。给出了成分－性能关系，测定了ＣＣＴ图，考察了低温回火对性能的影响。组织分析表明，该钢在轧态下是一类以无碳化物的特殊贝氏体－准贝氏体为主的组织，此种组织的获得是设计钢种具有超高强度及良好韧塑性配合的主要成因。

冷却速度对低碳贝氏体钢组织性能的影响

本文研究了一种低碳贝氏体钢经不同冷速处理后组织性能的变化。在0.9℃/min的冷速下,几乎得到全部粒状组织,随冷速增大,粒状组织减少,粒状贝氏体增多,当冷速增到156℃/min时基本上全成为粒状贝氏体。结果表明,粒状贝氏体比粒状组织具有更高的强韧性。在0.9～156℃/min的冷却速度范围内,冷速加快,夏氏冲击韧性从46J/cm^2提高到111J/cm^2,屈服强度、抗拉强度也有较大提高。冷速进一步增加,冲击韧性显著下降,强度仅略有提高。本文对粒状贝氏体的强韧化机理作了初步分析。

Si-Mn-Mo系贝氏体钢的CCT图

测定了五种Si-Mn—Mo系贝氏体钢的CCT曲线,在低Mo(<0.25%)的情形下该钢种的高温转变区大幅度右移,且贝氏体转变线在空冷冷速范围内具有扁平的特点在该钢种中,Si使贝氏体转变区右移。

粒状贝氏体和粒状组织强韧化机理的研究

通过对14SiMn3Mo低碳贝氏体钢的组织及其它资料的研究认为,M-A岛以双相强化方式可有效地提高粒状组织的强度,而对粒状贝氏体起主要作用的是碳的固溶强化和板条亚晶强化,这是粒状贝氏体强度高于粒状组织的主要原因。粒状组织的韧性来源于由铁素体基体断裂强度所决定的裂纹形成功,但粒状贝氏体的韧性主要部分是裂纹扩展功,铁素体板条亚晶及机械稳定性较高的残余奥氏体对此起主要韧化作用。

Si-Mn-Mo系低碳贝氏体钢的力学性能与化学成分的关系

在大量试验的基础上分析了化学成分对Si-Mn-Mo系低碳贝氏体钢力学性能影响的规律,建立了在不同冷却速度下化学成分与力学性能间的经验关系方程。对硅在钢中的作用进行了研究。结果表明,Si-Mn-Mo系低碳贝氏体钢的强度和夏氏冲击功均随硅含量的增加呈先升高后降低的规律变化,在某一硅含量下两者同时达到最大。在t_v=70min和200 min的冷速下,强度和韧性最大时的硅含量为1.99％,在t_v=8min的冷速下,强度和韧性最大时的硅含量为1.62％。

低成本超高强度Si－Mn－Mo系贝氏体钢筋

本文考察了Ｓｉ－Ｍｎ－Ｍｏ系贝氏体钢作为超高强度（Ｖ级）建筑钢筋的可行性．试验表明，在较宽的成分范围内，该钢经热轧空冷后可获得无碳化物的准贝氏体组织，性能满足我国Ｖ级建筑钢筋的要求．Ｓｉ—Ｍｎ—Ｍｏ系贝氏体钢不存在冶金和轧制方面的困难，可以在普通的Ⅱ、Ⅲ级钢筋生产线上直接生产热轧Ｖ级钢筋，其工艺简化，成本降低，具有很高的经济价值。

Si-Mn—Mo系低碳贝氏体钢焊接热影响区过热带的组织分析

本文用Gleeble-1500型热模拟机及光学和电子金相(TEM)研究了一种低碳Si-Mn-Mo系贝氏体钢焊接热影响区(HAZ)过热带的组织,主要分析了其贝氏体组织形态。证明该钢模拟HAZ过热带不出现典型的中温转变组织,其上贝氏体、下贝氏体都是铁素体板条内或条间的残余奥氏体为特征的准上贝氏体或准下贝氏体;并探讨了这种准贝氏体组织的形成机制。

低碳贝氏体钢的摩擦焊接性

试验研究了低碳贝茵体钢０．１７Ｃ－１．７２Ｍｎ－１．１２Ｃｒ－０．５２Ｍｏ的焊接工艺参数及热处理对组织和性能的影响。结果表明，摩擦变形量为１．０ｍｍ，焊接接头采用９１０℃正火，３５０℃回火，可得到良好的组织和性能。

新型低碳贝氏体钢的成分设计

本文采用硅锰作为主加元素,对低碳贝氏钢进行合金化。试验和试生产表明,用该钢制成的大截面零件(Φ200×9000mm)经锻造后在空气中冷却即可获得良好的强韧性,且在较宽的冷速范围内具有性能的稳定性。采用逐步回归法得出了常规性能与化学成分的关系式,定量地指出了合金元素对性能的影响。该钢空冷后的组织为粒状贝氏体和准贝氏体,在铁索体板条间存在稳定的残余奥氏体膜或(M—A)岛,与粒状组织相比,具有较高的强韧性。该钢是一种工艺简便,可代替调质钢,提高经济效益的新型钢种。

一种新型含硅低碳贝氏体钢的成分、组织和性能

以硅锰作为主加元素,对低碳贝氏体钢进行合金化。采用逐步回归法得出了常规性能与化学成分的关系式,定量地指出了合金元素对性能的影响。该钢空冷后的组织为粒状贝氏体和准贝氏体(即在铁素体板条间存在稳定的残余奥氏体膜或M—A岛),与粒状组织相比,具有较高的强韧性。试验和试生产表明,用该钢制成的大截面零件(φ200×900mn),经锻造后在空气中冷却即可获得良好的强韧性,且在较宽的冷速范围内性能稳定,是一种生产工艺简便、可以代替调质钢、提高经济效益的新型钢种。

高强高韧低碳贝氏体钢的化学成份与力学性能关系研究

在大量试验的基础上,分析了化学成份对低碳贝氏体钢力学性能影响的规律,建立了在不同冷却速度下化学成份与力学性能间的经验方程。对硅在钢中的作用做了研究,结果表明,低碳贝氏体钢的强度和夏氏冲击功均随硅含量的增加呈先升高后降低的规律变化,在某一硅量下两者同时达到最大。t_v=70min和200min时,强度和韧性达最大的硅含量为1.99％;t_v=8min时,强度和韧性最大时的硅含量为1.62％。

显微组织对低碳贝氏体钢腐蚀疲劳性能的影响

研究了经不同温度回火低碳贝氏体钢在3.5％NaCl水溶液中的腐蚀疲劳行为。结果表明:该钢经300℃回火后,可以提高抗腐蚀疲劳能力。

Si-Mn-Mo系低碳贝氏体钢焊接热影响区的脆化机理

用焊接热模拟,普通光学金相,透射、扫描电镜及电子探针,X射线和常规拉伸、冲出等手段研究了一种新型Si-Mn-Mo系低碳贝氏体钢焊接热影响区过热区的组织和性能的关系,重点探讨了过热区的脆化机理.结果表明,在焊接热模拟条件下,原始奥氏体晶粒尺寸是影响机械性能的主要因素.少量准下贝氏体与低碳马氏体的混合组织具有最佳的强韧性配合.随线能量增加,影响韧性的主要因素是奥氏体晶粒粗化以及高温时碳原子在奥氏体晶界及其附近的偏聚;而且碳原子的这种偏聚是经过较高线能量热循环后出现沿晶脆性断口的主要原因.粒状贝氏体及粒状组织中的M-A岛不是该钢焊接热影响区过热区脆化的原因.

低碳贝氏体钢20SiMnMo的摩擦焊接性研究

研究了低碳贝氏体钢２０ＳｉＭｎＭｏ在不同的摩擦焊接工艺参数下的组织和性能，探讨了热处理回火温度对焊接接头强度和韧性的影响。