贝氏体型冷作强化非调质钢的氢致延迟断裂行为

采用电化学充氢和慢拉伸应变速率实验(SSRT)研究了形变和时效处理对一种低碳-Mn-B-Ti系贝氏体型冷作强化非调质钢氢致延迟断裂行为的影响规律。结果表明,无论热轧态还是拉拔态试样,充氢后试样的耐延迟断裂性能显著降低。在拉拔变形初期,减面率γ<20%时,耐延迟断裂性能降低的幅度较大;而随着拉拔量的继续增加,耐延迟断裂性能降低的趋势变缓。实验料拉拔后进行时效处理有助于其耐延迟断裂性能的改善,当时效温度提高到200℃以上时这种改善作用比较明显。

碳含量对冷作强化非调质钢力学性能的影响

采用3种不同碳含量的钒微合金化非调质钢MFT8，在5％-50％的减面率范围内进行冷拔，研究了冷拔前后的力学性能变化。结果表明，随着碳含量的减少，铁素体含量增加，强度和加工硬化率降低，塑性升高，因而变形抗力降低，临界压缩比升高。在保证强度的基础上，降低碳含量有利于改善钢的强韧性和冷加工性能。冷拔减面率达到γe之后，由于鲍辛格效应，试验钢的压缩真应力下降。随着碳含量的降低，压缩真应力降低的幅度变大，且开始下降所需的减面率γe降低。超过γe，由于加工硬化率增大，压缩真应力又重新上升。因此，最佳减面率受碳含量的影响，应该在保证强度的条件下选取鲍辛格效应较大，而加工硬化率没有明显上升的阶段。

冷变形对10.9级冷作强化非调质钢包辛格效应的影响

通过单轴拉伸和冷镦试验,研究10.9级紧固件用冷作强化非调质钢MFT10在冷变形过程中的包辛格效应(BE),探讨影响BE的主要因素。试验结果表明:MFT10钢具有较高的冷镦合格率;当冷拔减面率为25.00%时,试验钢能够满足10.9级紧固件用钢的强度要求,此时进行冷镦时,包辛格效应值最大、压缩抗力最小;MFT10热轧盘条组织主要为铁素体和M/A岛组织,组织中软相、硬相(如M/A岛)的强度差是产生包辛格效应的关键。

变形量对贝氏体型冷作强化非调质钢力学性能的影响

研究了变形量对一种低碳Mn-B-Ti系贝氏体型冷作强化非调质钢力学性能的影响。结果表明,随着变形量的增加,实验材料的强度逐渐增加而塑性逐渐降低,其中屈服强度较抗拉强度增加的幅度大。应变硬化指数n随γ增大为先增加后降低,即约在γ=30%时,n出现一峰值。冷拔变形后1/3冷镦变形时的压缩应力随γ增加基本不变,临界压缩变形量则随γ增大而不断降低。随着γ的增加,实验钢未充氢样的慢拉伸缺口抗拉强度逐渐增加,而充氢后试样的缺口抗拉强度σBN和延迟断裂强度比R则显著降低。实验钢拉拔后再经400℃时效处理能够使其延迟断裂性能得到显著恢复。因此,在满足强度要求的前提下,应选择合适的变形量,以保证材料的冷镦和延迟断裂等性能。

碳含量对贝氏体型冷作强化非调质钢的组织和力学性能的影响

研究了0.09%～0.14%C含量对5%～50%冷拔减面率和100～500℃2 h时效处理的2Mn-0.003B-0.05Ti非调质钢组织和力学性能的影响。结果表明,当碳含量较低(0.09%～0.12%C)时,可获得比较细小均匀的粒状贝氏体组织,但当碳含量为0.14%时,则组织中出现块状铁素体;在相同的拉拔减面率下,随着碳含量的增加,该钢的强度提高,塑性降低,当减面率较大时,这种差别比较明显;随着碳含量的升高,时效处理后的该钢强度增量明显降低。

时效温度对贝氏体型冷作强化非调质钢力学性能的影响

研究了时效温度对一种低碳Mn-B-Ti系贝氏体型冷作强化非调质钢力学性能的影响。结果表明:试验料的强度随时效温度的升高先是增加,并在250℃时存在一个峰值,随后强度又随时效温度的升高而降低,当温度升高到400℃以上时强度明显降低;试验料的塑性和屈强比则随时效温度的升高逐渐增加,其中后者增加的幅度更显著。与未充氢试样相比,试验料拉拔并充氢后的延迟断裂性能显著降低。随着时效温度的升高,充氢试样中的氢含量降低,缺口抗拉强度RBN和延迟断裂强度比R缓慢增加,当时效温度大于200℃时,RBN和R则明显增加。因此,在满足保载永久伸长变形量及强度和塑性要求的前提下,应选择合适的时效温度,以保证材料的延迟断裂性能。

不同锰含量冷作强化非调质钢的微观组织和力学性能

研究两种Mn含量的低碳Mn-B-Ti系冷作强化非调质钢的微观组织和力学性能。结果表明,当Mn含量偏低(B8钢,1.60%Mn)时,其微观组织为铁素体+粒状贝氏体+珠光体的混合组织;而当Mn含量较高(B6钢,2.02%Mn)时,可获得全低碳粒状贝氏体组织。两种钢的微观组织和拉伸性能随拉拔减面率γ的变化规律基本一致,但B6钢的屈强比明显低于B8钢。经300℃时效处理后,B6钢的强度可达到10.9级螺栓,而B8钢仅满足9.8级螺栓的要求。这表明,控制钢中的Mn含量以获得强塑性配合较好的低碳粒状贝氏体组织是10.9级螺栓用冷作强化非调质钢的基本条件。