高强韧钻杆用低碳高铌钢的动态CCT曲线测定与分析

利用MMS-200热力模拟实验机对高强韧钻杆用低碳高铌钢进行模拟轧制压缩试验,测定绘制低碳高铌钢动态连续冷却转变(CCT)曲线,并研究了冷却速率对显微组织的影响。结果表明,冷速为0.5℃/s时,组织主要由多边形铁素体(PF)和少量珠光体(P)组成,同时观察到极少量的针状铁素体(AF);冷速为1℃/s时,组织以针状铁素体(AF)为主,珠光体消失,但仍可见一定比例的多边形铁素体(PF);冷速升高到2℃/s时,转变组织完全为粒状贝氏体(GB);冷速升高到5℃/s时,转变组织以粒状贝氏体(GB)为主,同时出现少量的铁素体贝氏体(FB);冷速升高到30℃/s时,转变组织以铁素体贝氏体(FB)为主,同时出现少量的马氏体(M)。

12Cr2Mo1R压力容器钢动态CCT曲线研究

在Gleeble-1500热模拟机上利用热膨胀法测定了12Cr2Mo1R压力容器钢的动态连续冷却转变(CCT)曲线,观察和分析了不同冷却速度下的相变和组织,绘制了实验钢种的动态CCT曲线。实验结果表明,奥氏体变形后,铁素体和珠光体转变区向左上方移动,贝氏体转变温度降低,马氏体转变开始温度降低.

钛微合金化X70管线钢动态CCT曲线研究

结合CSP短流程Ti微合金化X70管线钢的开发,用Gleeble-1500热模拟实验机测定了钛微合金化X70管线钢在不同冷却速度下的动态CCT曲线,分析和观察了对应的相变和组织。实验结果表明,钛微合金化X70管线钢控冷工艺对其组织有较大影响。钛微合金化X70管线钢中针状铁素体的比例随热变形后冷却速度的提高而增加,但冷却速度达到10℃/s以后,该比例变化不大。为了得到具有优良综合性能的X70管线钢,即得到以细小均匀的针状铁素体为主的理想组织,应将冷却速度控制在10℃/s左右。

42CrMoA钢动态CCT曲线

采用膨胀法和金相-硬度法,在热模拟机Gleeble-1500D上测定了42CrMoA钢的临界点Ac1、Ac3、Ms,及其变形后在不同冷却速度下连续冷却时的膨胀曲线和相转变点;测定了转变产物的维氏硬度,并对其组织形貌进行分析,从而获得了该钢过冷奥氏体连续冷却动态相转变曲线(动态CCT曲线)。结果表明,当冷速不超过0.1℃/s,组织为F+P;当冷速为0.2～0.5℃/s时,组织为F+P+B;当冷速为0.6～0.7℃/s时,组织为F+P+B+M;当冷速为1～15℃/s时,组织为B+M;当冷却速度大于20℃/s时,转变产物为完全马氏体。

QP980钢动态CCT曲线的测定

利用Gleeble-3500热模拟试验机测定QP980钢动态连续冷却条件下过冷奥氏体的热膨胀曲线,采用切线法确定相变温度,结合金相法和硬度法确定相变类型,利用Origin软件绘制QP980钢动态连续冷却转变(CCT)曲线。结果表明:当冷速<1℃/s时,室温转变产物为铁素体、珠光体和贝氏体的混合组织;当冷速为3~10℃/s时,随着冷速的增加,铁素体和珠光体不断减少,而马氏体量不断增加;当冷速>10℃/s时,主要是马氏体组织。试验结果可以为QP980钢生产提供理论依据。

NM400贝氏体/马氏体双相耐磨钢动态CCT曲线

以NM400级别贝氏体/马氏体双相耐磨钢为研究对象,利用热模拟实验、金相组织及硬度检测等方法,研究了实验钢种在变形后不同冷却速度下显微组织及硬度的演变规律,并绘制了动态连续冷却转变(CCT)曲线。结果表明,设计的贝氏体/马氏体双相耐磨钢具有良好的淬透性。连续冷却过程中,冷却速度介于0.1~1℃/s时,显微组织中出现了先共析铁素体相;随着冷却速度的增加,先共析铁素体逐渐减少;当冷却速度为1~10℃/s时,显微组织以贝氏体为主;冷却速度> 20℃/s后,显微组织基本为马氏体。随着冷却速度的增加,试样硬度值呈升高趋势,但后期硬度值变化不大。综合考虑,生产中为了得到以贝氏体组织为主的双相耐磨钢,轧制后冷却速度应控制在2~10℃/s。本研究结果可以为贝氏体/马氏体双相耐磨钢轧后冷却工艺的制定提供参考。

汽车用冷轧超高强双相钢980DP动态CCT曲线的测定

采用膨胀法和金相法绘制了超高强双相钢980DP的动态CCT曲线。结果表明:实验钢的高温变形奥氏体在不同冷速下发生铁素体、贝氏体及马氏体相变;冷速低于3℃/s时,相变组织主要为铁素体+贝氏体;冷速达到3℃/s时,变形奥氏体全部转变为贝氏体;冷速达到5℃/s时,变形奥氏体转变为贝氏体和部分马氏体;冷速超过10℃/s小于30℃/s时,奥氏体大部分转变为马氏体和少量转变为贝氏体;冷速达到30℃/s时,奥氏体发生完全马氏体相变;冷却速度在0.1~15℃/s之间,随着冷速的增加实验钢的显微硬度逐渐增大;冷却速度超过15℃/s后,显微硬度趋于稳定。

Q420qENH耐候桥梁钢的动态CCT曲线研究

利用热膨胀法在Gleeble-3800热模拟机上测定了Q420qENH耐候桥梁钢的动态CCT曲线。分析了各组不同冷却速度下的相变和组织;绘制了Q420qENH的动态CCT曲线。动态CCT曲线是分析连续冷却过程中奥氏体转变过成及产物组织与性能的重要手段。根据所需组织及性能选取相应的温度制度,以便优化Q420qENH的控轧控冷参数,可为其后续工业化生产提供指导。

热冲压成形钢22MnB5动态CCT曲线及组织转变

热冲压成形钢22MnB5主要用于汽车防撞部件。热冲压成形钢显微组织的不同对产品的力学性能和产品的最终使用性能有着极其重要的影响。为了在控轧控冷后获得稳定的组织和性能,并为热轧生产工序制定工艺参数提供充分的理论依据,文章介绍了采用膨胀测量法并结合金相测定22MnB5钢的动态连续冷却转变曲线(CCT曲线)及显微组织的演变。实验结果表明:在较低冷却速度下显微组织由铁素体、珠光体和贝氏体组成;随着冷却速度的不断增加,铁素体和珠光体的含量逐渐减少直至为零,马氏体和贝氏体的含量则逐渐增多;当冷却速度≥10℃·s^–1时,显微组织主要为马氏体和贝氏体。

U71Mn钢动态CCT曲线研究

针对杭钢生产U71Mn重轨在矫直工序出现的矫直断裂情况,通过测定U71Mn钢动态CCT曲线,研究了终轧温度以及冷却速度对钢轨组织性能的影响。研究结果表明,降低终轧温度,同时降低轧后冷却速度可以改善钢轨的组织性能。

Q345qNH耐候桥梁钢动态CCT曲线构建及其相变研究

利用Gleeble-1500热模拟实验机采用热压缩的方法,对Q345qNH试样的感应加热段压缩60%的变形量,然后以0.1℃/s、0.5℃/s、1℃/s等10个不同速度冷却至室温,并测定其相变温度和时间情况,检测了变形段易变形位置的金相组织和硬度,构建了Q345qNH钢的动态CCT曲线。试验结果表明,0.1~1℃/s冷速获得均匀铁素体+珠光体组织;1℃/s~5℃/s冷速组织中珠光体量逐渐减少,粒状贝氏体含量增多;随着冷速进一步增大至50℃/s,几乎全变为粒状贝氏体组织;100℃/s冷速下,组织中出现板条贝氏体,或极少数出现马氏体。硬度和微观组织的关系曲线可以分为3个阶段:铁素体细晶强化阶段、粒状贝氏体增量强化阶段和贝氏体板条形态强化阶段。根据动态CCT曲线和具体的组织状态,通过控制钢材的轧后冷却制度,获得预期的组织,为Q345qNH/Q370qNH钢生产工艺提供理论支撑和技术参考。

动态CCT试验中应变速率公式的改进

通过利用热模拟试验机通用单元研究了动态CCT中应变速率的经验公式。与传统的真应变公式相比，改进的经验公式能够基本实现试验方案中设计的应变速率，其试验结果与预测结果吻合，能够准确的达到材料的形变及力学性能的要求。

高V、N微合金钢动态CCT曲线及纳米碳氮化物析出冷速敏感性

为实现对高V、N微合金钢轧制-冷却工艺过程中组织、析出相的精准控制,利用Gleeble-1500D热模拟实验机研究了轧后不同冷速下实验钢的热膨胀曲线、相变规律、过冷奥氏体动态连续冷却转变曲线(动态CCT曲线),并着重研究了微观组织演变行为、显微硬度和纳米碳氮化物析出行为对冷却速率的敏感性。结果表明:冷却速率低于3℃/s时,实验钢显微组织由铁素体和珠光体组成;当冷却速率位于3℃/s时,发生贝氏体相变,基体组织由铁素体、珠光体和贝氏体组成;冷却速率为8℃/s时,珠光体组织消失,马氏体组织开始出现,基体组织由沿晶铁素体、贝氏体和马氏体组成;当冷却速率达到20℃/s时,基体组织中马氏体占主,并由少量先共析铁素体和贝氏体组成。此外,冷却速率对纳米碳氮化物的析出行为也具有显著影响,冷速处于1℃/s以内时,多边形铁素体中纳米析出相直径和数密度具有较强的冷却速率敏感性,纳米析出相直径随冷速提升显著降低,数密度随冷速提升而提高;冷速由1℃/s增加至3℃/s时,纳米析出相直径进一步降低,而数密度趋于稳定;当冷速继续增至5℃/s时,纳米析出相直径保持稳定,数密度呈现下降趋势。研究还发现,贝氏体组织中纳米析出相较少,贝氏体不利于纳米相析出。基于上述组织演变与析出规律的研究,工业化试制出了屈服强度700 MPa以上、满足抗震要求的高V、N微合金钢。

42CrMo钢动态CCT曲线及组织转变

采用膨胀测量法并结合金相-硬度法测定了42CrMo钢的动态连续冷却转变曲线(CCT曲线)及组织演变。结果表明,在较低冷却速度下显微组织由铁素体、珠光体和贝氏体组成,冷却速度范围为0.2～1℃/s时,随着冷速的增加,铁素体和珠光体组织逐渐减少直至消失,当冷速增加到1℃/s时,转变组织主要由贝氏体构成。冷却速度≥3℃/s时,显微组织中开始生成马氏体,并在冷却速度≥10℃/s完全转变为马氏体组织。研究还认为马氏体组织的生成是由于大的冷速和大的变形量共同作用的结果。

65Mn钢连续冷却转变动态CCT曲线及组织

利用膨胀法结合金相-硬度法,在Gleeble-3500热模拟机上测定了65Mn钢连续冷却转变动态CCT曲线;研究了冷却速度对组织的影响。结果表明,当冷却速度小于10℃/s时,转变产物为铁素体和珠光体;当冷却速度为10～40℃/s时,转变产物是铁素体、珠光体和马氏体;当冷却速度大于40℃/s时,转变产物为完全马氏体组织。

高铁用U75V钢轨钢动态CCT曲线

用膨胀法结合显微组织观察及硬度测量方法,得到了U75V钢轨钢动态CCT曲线。结果表明：当冷却速度为0.05-3℃/s时的U75V钢轨钢的显微组织为珠光体组织,而且随着冷却速度的加快珠光体片层间距逐渐减小;冷却速度为5℃/s时主要的显微组织为珠光体组织,但出现少量马氏体组织;当冷却速度为15-50℃/s时的显微组织为马氏体和残余奥氏体组织。随着冷却速度的增大,硬度呈增加趋势。高铁用U75V钢轨钢奥氏体向珠光体开始转变温度不超过700℃,相变结束温度不低于500℃,当冷却速度为2-3℃/s时珠光体片层间距最为细小。

HRB500E抗震钢筋动态CCT曲线的测定与分析

为实现对HRB500E抗震钢筋生产工艺的精确控制,采用Gleeble 3500热模拟实验机测定了HRB500E抗震钢筋在不同变形温度和冷却速率条件下的膨胀曲线,同时结合金相法绘制了其过冷奥氏体动态连续冷却转变曲线(动态CCT曲线),研究了变形温度和冷却速率对HRB500E抗震钢筋相变规律、显微组织和硬度的影响。结果表明:HRB500E抗震钢筋的Ac1为768℃、Ac3为930℃,在不同变形温度下的相变规律一致;当冷却速率不大于1℃/s时,组织为铁素体+珠光体;当冷却速率为3℃/s时,组织中出现少量贝氏体;当冷却速率提高至5℃/s,铁素体和珠光体组织含量减少,贝氏体组织含量增加;当冷却速率进一步增加,过冷奥氏体大量转变为贝氏体和少量的马氏体,且随着冷却速率的增加,贝氏体逐渐减少,马氏体逐渐增多;当冷却速率达到30℃/s以上,组织基本由马氏体组成,同时存在少量贝氏体及少量晶界铁素体组织;此外,高温变形会扩大铁素体和珠光体的相变区,促进了铁素体和珠光体相变。以此为基础优化了现场生产工艺,成功试制出符合国家标准的抗震钢筋,其平均屈服强度为553 MPa,抗拉强度为706 MPa,伸长率为16.8%,ReL/Rm约为0.782 5。

高性能建筑结构用钢Q460的动态和静态CCT曲线研究

采用Gleeble-3500热模拟实验机,对高性能建筑结构用钢Q460进行了动态和静态过冷奥氏体连续冷却转变实验研究,结合不同冷却速度下Q460钢的膨胀曲线、显微组织和显微维氏硬度,绘制了相应的动态和静态CCT曲线。结果表明,相较于相同冷却速度下的静态CCT实验,动态CCT实验后Q460钢中奥氏体晶粒尺寸减小,钢中位错密度增加,过冷奥氏体强度增大,这为高温相变提供了更多的形核点,此外,塑性变形引起的微合金元素Nb、V的形变诱导析出,也有效促进了高温相变。相较于静态CCT曲线,Q460钢的动态CCT曲线中铁素体和珠光体区域向左上方移动,并且获得铁素体和珠光体区域的冷却速度范围扩大,表明塑性变形促进了铁素体和珠光体相变;同时,贝氏体相变开始温度(B s)升高,获得贝氏体组织的冷却速度范围扩大,而马氏体相变开始温度(M s)降低,表明塑性变形抑制了马氏体相变。

含钛微合金钢的动态CCT曲线

研究了不同冷却速率下一种含钛微合金钢的相变过程与相变温度的变化,结合金相-硬度法获得该含钛微合金钢的动态CCT曲线。结果表明：含钛微合金钢的Ac_1=702℃、Ac_3=826℃;随着冷速增加,奥氏体转变开始和结束温度逐步下降;冷速小于1.5℃/s时,组织为铁素体与珠光体;1.5~2.5℃/s冷速为贝氏体产生的临界冷速;冷速为5~10.0℃/s时,组织主要是贝氏体;冷速为15~20℃/s时组织为下贝氏体与少量马氏体;随冷速增加,硬度整体呈升高趋势。

Cr对20MnSiV门架型钢动态CCT曲线和性能的影响

利用热膨胀相变仪研究了不含Cr和含0.3%(质量分数) Cr的叉车门架用20MnSiV钢的连续冷却转变行为,通过光学显微镜观察试验钢在不同冷速下的显微组织,并检测其维氏硬度,得到了试验钢的动态连续冷却转变(CCT)曲线。结果表明,0.1~10℃/s的冷速范围内,试验钢在添加0.3%Cr后,贝氏体转变的临界冷速降低,综合力学性能提高,但易在偏析严重区域生成贝氏体和马氏体混合相,使-20℃低温冲击性能稳定性下降。通过采取末端电磁搅拌、降低终轧温度、加大末道次变形量、减小轧件空冷间距等措施,能够消除成品异常显微组织,提高低温冲击稳定性。