瞬时液相扩散焊接技术在低碳合金钢管对接焊中的应用

为解决低碳合金钢管的管-管对接技术问题,提高其接头性能,利用自主研发的焊接设备,采用FeNiCrSiB作为中间层,应用瞬时液相扩散焊技术(TLP),进行低碳合金钢管的管-管对接焊工艺研究。结果表明:通过调整焊接温度、焊接压力、保温时间等参数,TLP对接焊接头一次成形良好,焊缝组织无脆性相的生成,中间层也无残留的痕迹,焊缝组织与母材组织相同且界限不明显。利用TLP技术焊接完成的低碳合金钢管,其接头强度、塑性均能满足管-管对接要求。

新型低碳合金钢管在现浇梁中的应用

简要阐述了低碳合金钢钢管支架特性,以李其村特大桥现浇箱梁为例,主要介绍用低碳合金钢钢管支架进行30m箱梁现浇支架的设计与计算,并与普通钢管支架对比,得出:低碳合金钢钢管支架既可保证施工安全,加快施工进度;同时大量节约了钢管的使用量,降低了工程成本,有广泛的应用前景。

低碳合金钢管形锻件淬火冷却过程数值模拟及试验研究

对低碳合金钢管形锻件在淬火冷却过程进行了数值模拟,预测了锻件内部3个位置在淬火后的显微组织,并对上述3个位置进行了试验验证。结果表明:淬火处理后,锻件内部3个位置的显微组织与数值模拟结果基本吻合,锻件内部距内外表面1/4壁厚位置及壁厚中心位置组织均为粒状贝氏体;回火后,锻件内部3个位置的力学性能差异较小,3个位置的显微组织均为铁素体+碳化物,并存在未分解的M/A岛。

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。

贝氏体/马氏体复相组织对低碳合金钢强韧性的影响

对低碳Mn-Cr系和低碳Mn-Si-Cr系低合金钢采用空冷和油淬方式分别处理成贝氏体/马氏体复相组织和马氏体组织,探讨了显微组织和回火温度对钢的强韧性的影响.电镜分析表明,空冷处理的低碳Mn-Cr系和低碳Mn-Si-Cr系低合金钢中的贝氏体分别为典型贝氏体和无碳化物贝氏体.Formaster-F相变仪测定表明经空冷处理后,两种钢复相组织中的贝氏体含量均约为20％.力学性能实验表明,空冷低碳Mn-Cr系合金钢在未回火状态下就具有较高的冲击韧度.低碳Mn-Si-Cr系低合金钢油淬后的低温回火脆性开始温度约为220℃,而空冷后其低温回火脆性开始温度提高至360℃以上.示波冲击实验表明,未回火状态的空冷低碳:Mn-Cr系低合金钢和360℃回火后的空冷低碳Mn-Si-Cr系低合金钢具有较高的冲击韧度是由于在该状态下实验钢具有较高的裂纹扩展功所致.因此,空冷低碳Mn-Cr系合金钢可在未回火状态下使用,空冷低碳Mn-Si-Cr系低合金钢必须在回火后使用,经340-360℃回火后,空冷低碳Mn-Si-Cr系低合金钢具有较高的强韧性.

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.

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.

低碳Mo-Cu-Nb-B系微合金钢的中温转变组织类型

利用热膨胀仪对低碳 Mo-Cu-Nb-B 系微合金钢进行了不同温度的等温实验．结合金相(OM)、透射电镜(TEM) 研究了不同等温条件下组织转变特点．该微合金钢中温转变有三类组织：沿晶界形核并向晶内单方向生长的准多边形铁素体,晶界或晶内形核的针状铁素体和成束生长的板条贝氏体铁素体．620℃为发生准多边形铁素体转变的鼻尖；580℃只发生少量仿晶界铁素体转变,铁素体转变受到抑制；在530℃左右等温时,奥氏体将发生针状铁素体转变,这些针状组织彼此交割、独立生长, 分割原奥氏体晶粒,细化了组织．

铬含量对Cr-Ni-Mo系低碳合金钢组织性能的影响

利用光镜、显微硬度计研究了铬含量对低碳合金钢组织、硬度、冲击韧度及耐均匀腐蚀性的影响。结果表明:在退火态下随着铬含量的变化低碳高合金钢组织会发生变化,但淬火回火下保持为单一的板条马氏体组织。随着铬含量的升高,硬度变化幅度不明显;冲击韧性在退火态下先升高后降低,而在淬火回火态下一直升高。材料的均匀耐腐蚀性能随着铬含量的升高而提高。可以通过调整铬含量,实现硬度及韧性的良好配合以达到最佳的耐磨效果。

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。

碳含量对腐蚀条件下低碳高合金钢冲击磨损性能的影响

在冲击、腐蚀磨损条件下,对不同碳含量的新型衬板用低碳高合金钢的磨损行为进行比较,采用金相显微镜、扫描电子显微镜和X射线衍射仪观察分析合金组织、其亚表层金相组织及冲击腐蚀磨损表面形貌,对合金组织和在腐蚀环境下的冲击磨损机制进行探讨.结果表明:与含碳量为0.16%、0.25%的低碳高合金钢相比,碳含量为0.21%的低碳高合金钢在腐蚀环境下具有最佳的抗冲击磨损性能,其磨损机制以疲劳剥层为主.

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。

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。

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.

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。

锰含量对衬板用低碳高合金钢组织和性能的影响

用光学金相显微镜、衍射仪及显微硬度计,研究了锰含量对衬板用低碳高合金钢组织和性能的影响。结果表明,当锰含量由2.0%增加到3.0%时,合金的退火态组织由上贝氏体+屈氏体转变为马氏体,淬火回火后均为单相板条马氏体组织。随锰含量的增加,硬度稍有增大,冲击韧度下降,均匀耐腐蚀性有所降低。含锰量为2%的低碳高合金钢达到了矿山用衬板的使用要求,从成本考虑,是更经济的。

超高强度平头圆柱形弹体对低碳合金钢板的高速撞击实验

为分析不同组分低碳合金钢板抗超高强度低碳合金钢弹体的高速撞击性能及破坏模式,以两种典型防弹特种钢SS、AS以及常见的Q235A钢为研究对象,通过静态拉伸、静态压缩及动态压缩测试,获得静态拉伸和压缩性能参数以及1 000~6 000s^(-1)应变率范围内的力学行为,分析了材料组分与力学性能的相关性。采用弹道枪加载撞击方法,获得了两种超高强度合金钢平头圆柱形弹体对3种钢板(14.5~15.9mm厚)的弹道极限速度,通过分析获得了不同工况下的极限比吸收能,讨论了合金钢板在弹体高速撞击下破坏模式的差异,分析了材料力学性能与破坏模式的相关性。研究表明:3种合金钢板抗弹体撞击性能与材料屈服强度正相关,但其性能间的差异远小于屈服强度间的差异;在超高强度合金钢平头圆柱形弹体的高速撞击下,3种钢板的失效机制与其力学性能密切相关,Si和Mn含量高的AS钢呈硬脆性特征,其断裂失效主要取决于材料的剪切强度,而Si和Mn含量较低的SS钢和Q235A钢具有良好的塑性,其断裂失效主要取决于材料的压缩强度和剪切强度。

低碳合金钢高温本构方程及动态再结晶行为研究

利用Gleeble-3800热模拟机对典型低碳合金钢实施了变形温度900-1100℃,应变速率0.01、0.1、1.0和10 s^（-1）,最大真应变为0.6的等温压缩模拟试验。通过对试验数据的回归分析,建立了应变为0.3的表观常数与物理常数Arrhenius型本构方程、动态再结晶动力学模型及运动学模型。结果表明：表观常数与物理常数Arrhenius型本构方程预测值与试验值的相关系数分别为0.9921和0.9879,平均相对误差值分别为3.6753%和5.4266%;临界应变与峰值应变之间存在关系：εc=0.4969εp;在变形温度900-1100℃,应变速率0.01 s^（-1）与变形温度1000-1100℃,应变速率0.1 s^（-1）试验条件下材料发生明显动态再结晶。

两相区热轧对低碳合金钢板组织性能的影响

为了提高低碳合金钢板的强度,进行了终轧温度为710℃的(α+γ)两相区和γ单相区的热轧对比试验。结果表明:与终轧温度为800℃奥氏体单相区轧制的钢板相比,采用终轧温度为710℃的两相区热轧工艺所得到的钢板强度并没有增加;而且,(α+γ)两相区轧制条件下所得到的多边形铁素体组织具有二个特征,一是呈现仿晶界型铁素体形貌,二是部分铁素体晶粒沿轧制方向被拉长,一定程度上出现织构现象,但不十分明显。