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。

低碳微合金钢连续管低周疲劳性能研究

通过控制应变和控制应力方法,对12CrMnMoNi低碳微合金钢连续管管材进行了室温下的低周疲劳试验和循环应变硬化测试,分析了影响疲劳寿命的因素。结果显示,在0.4%~1.2%不同应变幅条件下,管材总体呈现循环软化现象,在1.2%大应变幅下疲劳寿命只有54次,是0.6%~0.8%应变幅的20%左右;在循环初始阶段,低应变表现为循环软化,高应变表现为循环硬化,临界应变(εc)介于0.8%~1.0%。在控制应力高于屈服强度5%时,平均疲劳寿命为318次,表明管材在承受较高载荷下仍具有良好的疲劳性能;同时,硬化指数对疲劳寿命有直接影响,在总循环次数的50%以内,随着循环次数的增加,硬化指数增加,表明该管材在循环过程中依靠硬化实现均匀变形的能力增强;细小的铁素体+M/A组元是实现良好疲劳性能的组织保障;断口SEM观察表明,疲劳裂纹起源于外表面,且伴有二次裂纹产生。

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。

低碳含铌微合金钢的连续冷却相变行为及显微组织

利用Gleeble-1500D型热/力模拟试验机,采用热膨胀法测定了不同铌含量低碳含铌微合金钢在不同冷速下的相变点,研究了奥氏体连续冷却时的相变行为及铌含量和冷却速率对该钢相变组织与硬度的影响。结果表明:随着铌含量和冷速的提高,γ→α相变温度降低,相变组织变得复杂,显微硬度升高;铌含量较低(小于0.024%,质量分数)的钢在冷速较低(3℃·s^(-1))时,显微组织为较粗大的铁素体和少量珠光体,冷速提高后主要是由尖角形、多边形铁素体和贝氏体组成的混合组织;铌含量较高(0.06%)的钢在高冷速(50℃·s^(-1))下出现了针状铁素体组织。

回火温度对含钒低碳微合金钢组织和性能的影响

研究了含钒低碳微合金钢经过不同温度回火的性能和组织的变化关系。数据表明,回火温度对钢的组织有一定的影响,在630℃左右回火显微组织较佳,随着回火温度的提高,其强度和硬度随之降低,但在600～630℃回火因有细小碳(氮)化钒析出,使其强度、硬度和冲击韧度都有一定的回升。

低碳含V微合金钢析出物的双亚点阵模型热力学研究

钢中碳氮析出物通过细晶强化和析出强化方式对钢的力学性能有非常重要的作用。基于规则溶液的双亚点阵模型(其中一个为金属亚点阵,另一个为间隙原子亚点阵)建立了碳氮化钒及碳氮化钛的热力学计算模型,用以研究析出物的析出开始温度、给定温度的奥氏体成分。经计算得V(CxN1-x)、Ti(CxN1-x)的析出温度分别是833℃、1343℃,最大的摩尔分数为7.8×10-4。

新热处理工艺对低碳Nb-Ti微合金钢组织性能的影响

采用不同的新淬火工艺路径,研究再加热温度和弛豫过程对低碳Nb-Ti微合金钢组织性能的影响.结果表明,试样经再加热后直接淬火时,随着再加热温度的升高,析出物数量迅速下降,尺寸增加且分布更加不均匀,且马氏体板条束增大,板条宽度减小;当再加热温度为850℃时,试样经弛豫至700℃后再淬火时,其析出物数目与直接淬火相比减少,平均尺寸增加且分布更加不均匀.当再加热温度为900℃经弛豫至700℃后再淬火时,Nb-Ti碳氮化物大量在原有析出物表面进一步析出;钢材最佳再加热温度为900℃,且空冷20 s时抗拉强度达到最大值,抗拉强度可提高24 MPa.

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．

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.

Nb对低碳微合金钢连续冷却相变行为的影响

结合膨胀法和金相观察绘制了无Nb和添加质量分数0.042%Nb的实验钢的动态CCT曲线,阐明了Nb对低碳微合金钢相变行为和相变组织的影响规律.结果表明,添加Nb可显著细化铁素体晶粒,抑制铁素体形成,促进贝氏体形成,使CCT曲线移向右下方,缩小铁素体和珠光体相变区,显著扩大贝氏体相变区.此外,添加Nb可显著增强细晶强化、析出强化和相变强化效果,使实验钢维氏硬度显著提高.

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。

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。

屈服强度800MPa的低碳微合金钢

研究了不同成分特征的含锰低碳微合金钢通过往轧控冷后回火的组织与力学性能．Ｍｎ含量为１．７％～２．３％的试验钢轧后经快冷和中温回火获得了高强度和一定的塑性、韧性．其中含０．０６％Ｃ，２．３％Ｍｎ，０．２１％Ａｌ和微量Ｎｂ，Ｔｉ，Ｂ的快冷回火钢屈服强度（０．２）超过８００ＭＰａ，延伸率大于 １４％，室温冲击韧性１３４～１７４．５ Ｊ／ｃｍ２，－４０℃冲击韧性为 １０３—１１０Ｊ／Ｃｍ，具有由变形奥氏体转变成的细小贝氏体组织．

Zr处理对含Ti低碳微合金钢中氮化物的影响

以含Ti低碳微合金钢为研究对象,通过实验和热力学计算研究了Zr质量分数对钢中氮化物的影响规律.结果表明:随着钢中Zr质量分数由0.0020%增加至0.0200%,钢中氮化物数量密度和面积占比明显增加,氮化物类型逐渐由TiN变为(Ti y,Zr 1-y)N,(Ti y,Zr 1-y)N中Zr/Ti原子数比逐渐增加,(Ti y,Zr 1-y)N由以TiN为主转变为以ZrN为主.热力学计算结果发现精炼过程无TiN,ZrN等氮化物析出,氮化物主要在凝固过程析出.当钢中Zr质量分数为0.0020%时,凝固过程只有TiN析出;而当Zr质量分数≥0.0046%,逐渐有ZrN在凝固末期析出.随着凝固过程温度的降低,(Ti y,Zr 1-y)N具备热力学析出条件.当钢中Zr质量分数由0.0046%增加至0.0200%,(Ti y,Zr 1-y)N开始析出温度逐渐增加,TiN在(Ti y,Zr 1-y)N中占比逐渐减小.最后,当采用Zr-Ti复合脱氧时,钢中Zr质量分数应控制在0.0020%~0.0050%.

低碳Nb-Ti-Cr-Mo微合金钢热变形行为及组织演变

利用Gleeble-3800热模拟机研究了低碳微合金钢在变形温度850~1100℃、应变速率0.01~10 s^(-1)条件下的热变形行为,观察并分析了不同热变形条件下显微组织演变过程。基于真应力-真应变曲线,建立了应变补偿Arrhenius本构关系模型,并采用标准统计参数对其精确度进行了评估。结果表明,当变形温度为900℃,变形速率为0.1 s^(-1)时,合金的显微组织主要为压扁的变形晶粒,随着温度的升高,变形晶粒晶界处产生新的再结晶晶粒,温度到达1100℃时,发生完全的再结晶,再结晶的发生有利于马氏体板条的细化,原奥氏体晶界是主要的形核位置;模型预测的平均绝对相对误差和相关系数分别为4.753%和0.9895,为该合金的热加工工艺提供一定的技术参考和理论依据。

奥氏体变形条件下低碳微合金钢中的贝氏体相变

采用Gleeble1500热模拟机对低碳MnNbTi钢进行了奥氏体区变形和变形后的冷却试验,借助于光学显微镜和扫描电镜分析了变形和冷却速度对显微组织的影响。结果表明,随着奥氏体形变量的增大,奥氏体向铁素体的相变增加,向贝氏体的相变减少,贝氏体中的铁素体和小岛由细长条状逐渐向近等轴状变化,铁素体板条间的小岛逐渐变化为存在于某些铁素体的晶界上。随着变形后的奥氏体冷却速度增大,铁素体量减少,贝氏体量增加,粒状贝氏体也逐渐由板条贝氏体所取代。

外加陶瓷颗粒细化低碳微合金钢晶粒

真空条件下,在低碳微合金钢中加入微米级ZrC陶瓷颗粒,使其成为钢在热轧时奥氏体的形变核心及其形变诱导铁素体的再结晶核心以细化晶粒.研究了添加不同体积分数ZrC粒子对低碳微合金钢组织和力学性能的影响.结果表明,通过本实验研究出的颗粒外加方式可使ZrC颗粒有效分散于钢中,对钢的组织产生明显的细化作用,可使钢的晶粒细化到5.5μm,钢的强度得到较大幅度的提高,钢的显微组织为铁素体.当加入ZrC颗粒的体积分数为1.1%时,可获得最佳综合力学性能.