含Nb细晶高强IF钢的析出热力学和动力学

采用规则溶液亚点阵模型计算了新型含Nb细晶高强IF钢在不同温度(1073~1473 K)下碳氮化物析出相的平衡体积分数、组成成分及化学驱动力,各元素的平衡质量分数;采用经典形核长大模型计算了实验钢在不同温度(1073~1473 K)下位错处形核的临界核心尺寸、临界形核功及相对形核速率。结果表明,随着温度的降低,析出相的平衡体积分数增大,Nb C在析出相中比例逐渐增加,Nb N在析出相中比例逐渐降低,析出相的化学驱动力增大,固溶在钢中的各元素的质量分数降低;在位错处形核的临界核心尺寸、临界形核功减小,相对形核率增大。至1073 K时,N元素已基本析出,C和N在析出相的成分中基本达到平衡。

含Nb细晶高强IF钢热变形行为的析出热力学

以新型含Nb细晶高强IF钢为研究对象,运用规则溶液亚点阵模型计算了实验钢从均热(1523K)冷却至室温(293K)的各个工艺过程中碳氮化物析出相的平衡体积分数、析出相的组成成分、各组元的平衡质量分数。计算结果表明,从均热到冷却至室温(1523K^293K)的过程中,随着温度的降低,固溶于基体中的Nb、C、N元素的质量分数逐渐减小,析出相平衡体积分数先增大后减小,NbN在析出相中比例逐渐降低,NbC在析出相中比例逐渐增加。至室温(293K)时,Nb和N元素几乎全部析出,碳氮化物不再继续析出。

冷轧压下率对含Nb细晶高强IF钢织构形成机制的影响

以含Nb细晶高强IF钢热轧板为研究对象,研究了冷轧压下率对实验钢冷轧织构以及再结晶织构形成影响。结果表明,退火后铁素体晶粒细化,强度提高。实验钢经冷轧后主要的织构为{112}<110>、{111}<112>、{111}<110>、{001}<110>,并且随冷轧压下率增加,织构组分无变化,各组分强度整体增加。再经退火后,在α线上织构减弱,甚至一些织构逐渐消失。提高冷轧压下率时,织构峰值逐渐由{001}<110>转为{111}<110>。对于γ取向线,峰值由{111}<110>取向变为{111}<112>取向,最终{111}<112>比{111}<110>取向强度大。实验钢再结晶机制由定向形核和选择生长共同作用的结果,并且随冷轧压下率增大,{111}面织构强度增大,所以r(塑性应变比)值增大,深冲性能提高。

冷轧压下率对含硼和铌细晶高强IF钢组织与性能的影响

以含硼和铌细晶高强IF钢为研究对象,通过改变不同的冷轧压下率对试验钢进行连续退火实验。采用光学显微镜和透射电镜进行显微组织观察,并用拉伸试验机进行力学性能测试,得到了不同冷轧压下率下细晶高强IF钢的显微组织和力学性能的变化规律。试验结果表明,随着冷轧压下率的升高,试验钢的晶粒尺寸变小且分布不均,屈服强度和抗拉强度有所升高,r值升高,n值降低。

退火温度对含铌细晶高强IF钢组织与性能的影响

以含铌细晶高强IF钢为研究对象,在不同的退火温度下对实验钢进行模拟连续退火实验。采用OM和TEM对实验钢进行了显微组织和钢中析出二相粒子形貌的观察,得到不同退火温度下对细晶高强IF钢力学性能影响和二相粒子的析出规律,为实验钢的低屈服现象提供依据。在实验钢中晶界周边形成的无沉淀区PFZ带是典型的显微结构特点。实验结果表明,随着退火温度的升高,实验钢晶粒尺寸变大,强度下降,n值和r值有一定提高,部分第二相粒子溶解聚集长大。

退火时间对细晶高强IF钢的织构和晶界特征分布的影响

以细晶高强IF钢为研究对象,在退火温度850℃、不同退火时间下对试验钢进行罩式退火试验。通过拉伸试验、电子背散射衍射技术(EBSD)等,研究了不同罩式退火时间对细晶高强IF钢再结晶织构和晶界特征分布的影响。结果表明:随着保温时间的延长,重位点阵晶界的出现频率先增加后减少,在40 min时达到峰值,这与晶粒度及晶粒均匀性有关,与再结晶织构强度也密切相关。晶粒尺寸适当,且均匀性好,重位点阵出现率越大,有利织构强度越高。当退火温度为850℃、保温40 min时,试验钢具有最强的γ纤维织构,最高的n、r值,和较好的晶界特征分布。

细晶高强IF钢退火时间研究

选择新型细晶高强IF钢为研究对象,在实验室进行了热轧、冷轧及罩式退火实验。利用光学显微镜、透射电镜复型和电子背散射衍射(EBSD)技术,研究了不同退火时间对细晶高强IF钢显微组织、析出相及织构的影响。结果表明,选择合适的退火时间,晶粒变得细小、均匀。细晶高强IF钢在退火过程中析出大量的Nb C、Nb(CN)相;随退火时间延长,钢中析出相粒子偏聚长大。为了获得较强的有利织构及优异的冲压性能,实验钢退火时间应选定在5 min。

加热过程中细晶高强IF钢奥氏体晶粒长大规律研究

通过显微组织观察实验,对细晶高强IF钢在不同加热温度和保温时间下奥氏体晶粒长大规律进行研究。结果表明:随加热温度升高、保温时间延长,奥氏体晶粒尺寸逐渐增大。由实验结果可知细晶高强IF钢的晶粒粗化温度为1050℃,晶粒粗化时间为40 min。为保证微合金元素充分固溶,同时获得细小的奥氏体晶粒,生产中将加热温度控制在1050~1100℃、保温时间控制在30 min^40 min。通过对实验数据进行非线性回归建立了细晶高强IF钢奥氏体晶粒长大规律的数学模型,模型的计算结果与实验结果基本吻合。

细晶高强IF钢无沉淀析出区的形成机制及其对材料性能的影响

采用透射电子显微镜(TEM),对细晶高强IF钢在不同退火温度条件下无沉淀析出区(PFZ)的形成机制及其对材料力学性能的影响规律进行研究。结果表明,由于析出相粒子的固溶和粗大化与晶界迁移造成的扫动效应,导致仅在晶界一侧形成独特的无沉淀析出区,退火过程中无沉淀析出区优先在晶界经过的区域形成。在退火过程中,随着退火温度的升高,细晶高强IF钢无沉淀析出区的平均宽度增大,其屈服强度降低,n值逐渐增加。

Nb含量对低合金高强钢微观组织和力学性能的影响

本研究设计了4组Nb添加量依次为0、0.025%、0.085%、0.180%的低合金高强钢,通过OM、SEM/EDS和力学性能测试,研究了Nb微合金钢的微观组织和强韧化机制。结果表明,未添加Nb的钢组织由粗大的多边形铁素体和少量贝氏体组成,而Nb微合金钢组织主要由细小的针状铁素体和贝氏体构成,且随着Nb含量的增加,析出相NbC的数量增多,晶粒逐渐细化。当Nb含量为0.085%时,钢具有最佳的综合力学性能,这可以归因于硬质相贝氏体以及细小的晶粒所带来的细晶强化作用,另一方面,弥散分布的细小析出相NbC(尺寸分布在50~300 nm)保证了钢的组织均匀性,0.085%Nb钢表现出最为稳定的低温冲击韧性。

退火时间对细晶高强IF钢二相粒子析出行为的影响

以细晶高强IF钢为研究对象,在退火温度850℃,不同退火时间下对实验钢进行了退火实验。采用OM观察实验钢的显微组织,采用TEM,EDX对钢中析出的二相粒子进行微观形貌观察和成分分析,得到细晶高强IF钢在退火过程中第二相粒子的析出规律。实验结果表明:细晶高强IF钢在罩式退火过程中析出大量的NbC,Nb(C,N)第二相;随着保温时间的延长,钢中析出的二相粒子有长大的趋势;不同保温时间下细晶高强IF钢的铁素体晶界附近都可以观察到PFZ的存在,PFZ的宽度随着保温时间的延长而增大。

变形温度对含Nb双相钢显微组织的影响

通过单道次压缩及连续冷却实验,研究了变形温度(810—720℃)对具有超细原始奥氏体晶粒的含Nb双相钢显微组织的影响.实验结果表明:实验钢最终组织为铁素体加马氏体的双相组织.压缩过程中,实验钢应力-应变曲线上出现峰值,且峰值应力随变形温度的降低先增大后减小;随着变形温度的降低,铁素体的含量先增大再减小,但增减幅度不大,在最低变形温度(720℃)时,铁素体晶粒尺寸降低到2.8μm,弥散分布于铁素体晶界上的马氏体含量达到22.7%;随着变形温度的增加,铁素体晶粒硬度减小,最低可降至230 GPa;EBSD取向分析显示,随着变形温度的降低,组织中小角度晶界增多.

矩形钢管高强混凝土中长柱轴压构件的试验研究与理论分析

进行了 10根矩形截面钢管高强混凝土中长柱轴压构件的试验研究 ,目的是分析长细比、含钢率和截面长宽比对中长柱轴压构件的影响。同时 ,采用数值分析的方法 ,编制了适用于矩形钢管高强混凝土轴压构件的非线性计算程序 ,理论分析结果和试验结果进行了对比 ,两者吻合较好。在此基础上 ,利用所编制的非线性分析程序 ,分析了含钢率、钢材屈服强度、混凝土强度和截面长宽比等因素对轴压构件长细比 -稳定系数相关曲线的影响。研究结果表明 :构件的稳定承载力主要和长细比有关 ,随着长细比的增大迅速降低 ;截面长宽比在 1 0～ 1 6的范围内变化时 ,对稳定系数和相对跨中挠度的影响很小。

焊接热循环对含铜时效钢HAZ组织与力学性能的影响

研究了焊接热循环对含铜时效钢焊接热影响区组织与性能的影响。结果表明,经历单次热循环后,含铜时效钢焊接热影响区不同区域性能存在显著差异。粗晶区冲击韧度最差,这主要是奥氏体的晶粒长大及粒状贝氏体的增多所致;两相区是热影响区的“软化区”,母材中析出相的粗化及重溶和铁素体量的增多是导致两相区硬度降低的主要原因。二次热循环对模拟HAZ组织和性能有显著影响,粗晶区+两相区是二次热循环中性能最差的区域。基体中部分析出物的粗化或回溶以及组织中铁素体量的增加是导致两相区硬度降低的主要原因;大尺寸粒状贝氏体的增多是导致该区域韧性下降的主要原因。

CFRP-方钢管高强混凝土中长柱的轴压性能

目的研究内置CFRP圆管的方钢管高强混凝土轴压中长柱的受力全过程,得出内置CFRP圆管的方钢管高强混凝土轴压中长柱的工作机理和静力性能,为更进一步的研究奠定基础.方法在6根内置CFRP圆管的方钢管高强混凝土轴压中长柱试验的基础上,比较分析了6种构件不同的破坏形态、荷载—纵向应变曲线、荷载—横向应变曲线以及各种因素对承载力的影响.结果在加载过程中,对比于同等尺寸的普通方钢管高强混凝土构件,构件的弹性段明显增加,构件的破坏形态均为失稳破坏,达到极限承载力后,构件的承载力有反弹.结论CFRP的存在有效地延缓和抑制了高强混凝土中剪切斜裂缝的产生,使方钢管的约束作用得到充分发挥,内置CFRP圆管轴压中长柱的极限承载能力相比于普通方钢管高强混凝土轴压中长柱有了显著的提高.

低合金高强钢冷轧产品HC420LA的研制与开发

文中介绍了新钢低合金高强钢HC420LA的生产工艺流程,并对研制开发过程进行总结。研究通过合理的成分设计,采用固溶强化、细晶强化为主要强化手段,向钢中加入可以阻止奥氏体长大、推迟奥氏体再结晶温度以及增加铁素体形核率的合金元素;通过合适的生产工艺控制,如采用大压下量轧制破碎原奥氏体晶粒、增加未发生再结晶奥氏体内的变形带、加大冷却速度及降低卷取温度等,最终获得晶粒尺寸均匀细小、力学性能稳定的产品,成功开发出汽车用低合金高强度冷轧钢带HC420LA,满足了用户对汽车用钢的要求。

重型挂车大梁用含铌钢的开发与应用

随着商用车向轻量化、高性能、安全、环保、节能的方向发展,汽车用材的选择正面临着更大的挑战。重型挂车的大梁必须具有一定的冲击韧性、较高的横向冷弯性能和抗疲劳性,同时要求尺寸精度高,板形好。传统的Mn-Ti体系的产品很难满足要求,采用Nb-Ti复合产品设计以后,材料性能得到了极大改善,产品性能与汽车路面试验等都满足用户要求,市场前景广阔。

汽车齿轮用渗碳钢20MnCr5晶粒度的影响因素

汽车齿轮用20MnCr5系列渗碳钢在高温长时间下处理易发生奥氏体晶粒粗大现象。本文通过分析对比实验,在规定的热处理工艺条件下,增加钢中的氮含量,并添加细晶元素Al、Nb,保证钢中适当的铝氮比,并利用Nb元素的强细晶作用,使钢材的奥氏体晶粒度经长时间高温处理可以达到7级以上,没有发生混晶缺陷,满足了汽车齿轮渗碳钢奥氏体晶粒度的要求。

含铜HSLA钢的热处理及强化机理概述

含铜HSLA钢的使用环境比较恶劣,对其强度和低温冲击韧性的要求较高,需要通过热处理来达到高强度和较高的低温冲击韧性要求。含铜HSLA钢中的主要强化元素是铜,铜主要通过两种强化方式来强化钢的力学性能:一种是细晶强化,另一种是沉淀强化。其中,沉淀强化是铜强化的主要方式。

连退工艺对Nb+B-IF钢显微组织与性能的影响

以Nb+B-IF钢为研究对象,对其连续退火工艺进行了模拟试验,运用光学显微镜和透射电镜分析技术对不同加热速率细晶高强IF钢显微组织进行了研究。结果表明,随着加热速率提高,饼状铁素体数量增多,晶粒尺寸逐渐增大,屈服强度、抗拉强度和r值升高,n值降低,无沉淀析出区体积分数增大,形状更加稳定。