含钛微合金钢连续冷却转变的研究

利用Gleeble-1 5 0 0热模拟实验机研究了不同钛含量对微合金钢连续冷却转变的影响,用热膨胀法建立了静态和动态条件下的连续冷却转变曲线(CCT) ,为含钛微合金钢制定合理的控冷控轧工艺提供了依据。研究表明,在较宽的冷却速度范围内(2～2 0℃/s)都有贝氏体组织生成;随含钛量增加,γ-α相变点上移,扩大了先共析铁素体形成的冷却速度区间;在动态条件下出现了只有多边形先共析铁素体和珠光体的组织。

含钛微合金钢低温冲击韧性波动的原因与改进

针对含钛微合金钢板生产过程中出现的低温冲击韧性波动的现象,从化学成分、冲击试样断口形貌、金相组织及夹杂物等方面分析了主要影响因素。结果表明,含钛微合金钢板的低温冲击功波动大主要与钢板有害元素含量、内部组织、夹杂物尺寸大小和分布等因素有关。为此对钢的化学成分进行优化调整,适当降低碳质量分数,严格控制磷、氮、氢等有害元素质量分数以及加热工艺参数细化组织,适当加快轧后的冷速可有效改善带状组织,提升钢板的低温冲击性能,提高产品的合格率。

Ca对含钛微合金钢夹杂物的影响

以添加不同钙线的含钛微合金钢为研究对象,利用金相显微镜、SEM及EDS对试验钢夹杂物进行了研究,探索Ca处理添加量对含钛微合金钢夹杂物种类、尺寸、数量及形态的影响规律。研究结果表明,经0.13%的Ca处理后,钢中非金属夹杂物的尺寸减小、数量降低,夹杂物群簇现象得以减轻;经0.25%的Ca处理,可还原微合金钢夹杂物中部分Ti,提高Ti的收得率,在减轻夹杂物危害的同时又降低了生产成本。

铝对含钛微合金钢成分控制及夹杂物形成的影响

自主设计了不同Al含量的含钛微合金钢,采用火花源光电直读光谱仪检测了每炉钢的化学成分,分析了Al含量对试验钢中O和Ti含量的影响规律;利用OM、SEM观察了试验钢夹杂物形貌并进行了能谱分析,研究了Al含量对试验钢夹杂物形成的影响规律。研究结果表明:随着Al含量的增加,钢中Ti氧化物夹杂逐渐减少,Ti主要以TiN及TiC的形式存在,收得率得到提高;当Al质量分数大于0.0337%时,Ti的收得率均高于90%;当Al质量分数控制在0.0337%~0.0606%时,脱氧效果较好,并可降低夹杂物数量、减小夹杂物的尺寸。

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。

薄板坯直轧微合金钢

对国外研究用薄板坯直接轧制生产钒一铌和钛一钒一铌系统微合金钢的情况做了介绍。这种实验模拟将厚度为50mm板坯轧制成7mm厚的钢带，使原始奥氏体晶粒度降至16～28μm，转变后的铁素体晶粒度达到4．5～5．9μm。在热轧过程中，立方形状的、颗粒度大（20～60nm）的钒一铌一碳氮化物沿原始奥氏体晶界析出，对钢基体起弥散强化作用的颗粒度不大于15nm的钒一铌碳氮化物在轧后模拟卷板过程中（500700℃）沉淀析出。钒一铌系统微合金钢中加入微量钛，在轧制过程中将在奥氏体中提前沉淀析出大颗粒（50～300nm）的钛一钒一铌碳氮化物，从而降低了可在卷板过程中沉淀析出的碳和氮量，同时减少了弥散强化钢基体的细颗粒钛一钒一铌碳氮化物的量，钢的屈服强度也随之下降。这次试验轧制获得了高屈服强度YS487～632MPa并有良好韧性和延伸性能匹配的微合金高强度钢板。论述了我国对美国NUCOR钢厂连铸薄板坯直轧的X65管线钢的质量分析情况，并同具有类似化学成份的传统热连轧管线钢做了比较。对美国用这种X70X80强度级管钢板制造卷曲（挠性）油管情况做了介绍。

不同冷速下钛微合金化Q345B钢的HAZ组织及性能

焊接热影响区(HAZ)的微观组织很大程度上决定了钢材焊接处的力学性能。为了掌握含钛微合金钢Q345B在不同焊接线能量下热影响区的微观组织及性能演变规律,采用Gleeble 3500热模拟试验机,对含钛微合金钢Q345B焊接过程中热影响区的组织演变进行模拟试验研究,分析了冷却速率对热影响区的微观组织及冲击韧性的影响。结果表明,大线能量焊接低冷速下热影响区组织以粒状贝氏体为主,t8/5为120s时,析出针状铁素体,针状铁素体的出现有利于焊接热影响区冲击韧性的提升。

水溶液电解法研究铈对含钛夹杂物的影响

通过水溶液电解法将钛微合金钢中的含钛夹杂物完整地电解提取出来,并采用物理磁选的方法实现夹杂物的无损分离。含钛夹杂物经过超声分散、滴撒夹杂物悬浊液的方式进行制样,并结合扫描电镜研究其形貌。研究发现:随稀土加入量的增加,含钛夹杂物形貌发生不同程度的改变。不添加稀土铈时,钢中含钛夹杂物为典型的长方体形貌。加入0.0038%稀土铈时,长方体含钛夹杂物转变为正方体含钛夹杂物。稀土加入量为0.0054%、0.0072%、0.0098%时,形成TiC-CeAlO3、Ti(C,N)-CeAlO3,含钛夹杂物逐步向椭球形、球形转变,从棱角分明的形状转变为具有光滑曲面的夹杂物并且含钛夹杂物的尺寸减小。随着稀土加入量的增加,钢中含钛夹杂物的析出数量增加,直径小于1μm的含钛夹杂物析出比例增加、含钛夹杂物的平均尺寸逐渐减小。