高碳当量灰铸铁微钛合金化的生产尝试

在生产条件下,用加入TD含钛硅铁合金微钛合金化的办法生产高强度灰铸铁。在CE为3.80%～4.01%的条件下,抗拉强度达270～303MPa,相对强度、相对硬度和品质系数均达到较好水平。

氮含量与终轧温度对钛微合金化高强钢CGLC700低温冲击韧性的影响

针对钛微合金化高强钢CGLC700低温冲击韧性差的问题,通过热力学计算与高温原位观察,采用电子背散射衍射、透射电镜、扫描电镜和光学显微镜对含Ti高强钢的夹杂物、第二相粒子、断口形貌和低温冲击韧性等进行了研究。结果表明,含Ti高强钢低温冲击韧性差的原因与钢中大尺寸脆性夹杂物和Ti(C,N)、TiN析出相有关。将钢中w[N]从0.0049%降低至≤0.0035%时,可以有效降低钢中脆性夹杂物的数量和尺寸,从而提高钢材冲击韧性;终轧温度从885~895℃降低至875~885℃,可以促使纳米级TiC第二相粒子析出和大角度晶界的生成,并降低有效晶粒尺寸,从而明显改善钢材的低温冲击韧性;同时降低氮含量至≤0.0035%与终轧温度在875~885℃时,钛微合金化高强钢中平均晶粒尺寸从3.1μm降至2.7μm,小尺寸有效晶粒占比高,大尺寸夹杂物及数密度降低,大角度晶界中占比增长了16.6%,钢材低温冲击功可以从14.75 J提高到37.35 J。

中宽热轧钢带含铝钛微合金化工艺工业实践

为进一步促进低合金高强度结构钢新品种开发拓展,降低微合金化成本,在凌钢120t转炉及中宽热带机组上对含铝钛微合金工艺进行开发,利用Ti微合金化沉淀及细晶强化作用,针对低合金高强度结构钢进行工艺成分设计,对轧制的板带进行检验后,结果满足GB/T1591-2018国标要求。含铝钛微合金化工艺的打通不仅提高了产品质量及强度,还可大幅降低生产成本。

宁钢Q355B钛微合金化生产实践

近年来,工业领域稳步发展,对工程用钢的要求也越来越高。低合金高强度结构钢Q355B质量提升,成为各钢企的竞争点,对Q355B进行钛强化成为主流方向之一。文章梳理了钛元素控制难点,总结了宁钢Q355B钛微合金化试验方面的工作,重点就如何提高钛元素的收得率、稳定性进行了阐述,以供参考。

钛微合金化对Q355B钢性能的改善研究

与碳素结构钢相比,钛微合金化后的高强度结构钢具有低成本、更优性能的特点。现场通过试验生产钛微合金化结构钢Q355B,对比成分调整前后钢性能的差异,通过金相分析钛微合金化后不同卷取温度下的组织状态。结果表明:成分调整后不仅可以改善铸坯内部质量,而且通过控制铸坯凝固后钛的氮化物析出,可细化轧前奥氏体晶粒及扩大未再结晶区温度范围,延缓再结晶过程,细化转变后的铁素体晶粒(抑制奥氏体再结晶),使整个厚度方向的组织细化,从而达到提高强度的同时也提高韧性的目的,获得较好的综合力学性能。

钛微合金化X70管线钢的研制开发

通过钛-铌复合微合金化经济型成分设计、洁净钢冶炼技术及恰当的TMCP工艺,充分发挥钛、铌微合金元素的析出强化作用和细晶强化作用,获得均匀细小的针状铁素体组织,在晶粒内部弥散分布着纳米级含钛析出相,在成本显著降低的基础上,成功研发出综合性能优异的X70级管线钢热轧卷板。检验结果表明,产品的微观组织优良,力学性能稳定,低温冲击和落锤性能优异,具有高强韧性能匹配。

钛对铌-钛微合金化700L大梁钢组织和性能的影响

对不同钛含量的700L汽车大梁钢母材及熔化极性气体保护焊(MAG)焊接后试样的显微组织、力学性能进行对比研究。结果表明:钛含量为0.11%时,试验钢显微组织中铁素体晶粒为3~5μm,还有少量的变形带,屈服强度为678 MPa,抗拉强度为760 MPa,伸长率为17.0%;钛含量为0.07%时,显微组织中铁素体晶粒为4~8μm,还有少量的珠光体颗粒,屈服强度为658 MPa,抗拉强度为734 MPa,伸长率为24.0%;MAG焊接后,两种试验钢的强度升高10 MPa左右,但伸长率分别降低1.0、3.0个百分点,背弯180°(d=2a)性能合格;随着钛含量的增加,试验钢的热影响区显微组织得到细化,低碳马氏体含量有所增多。

低合金高强度钢钛微合金化进展

总结了钛在低合金高强钢中的析出行为,包括析出物的种类、形态、尺寸及析出动力学;讨论了钛的碳化物、氮化物及硫化物对材料组织和性能的影响;概述了钛微合金化在低合金高强钢中的工业应用进展、难点及可能的研究方向。

卷取温度对钛微合金化钢组织与性能的影响

与铌钒微合金化钢相比,钛微合金化钢有更低的成本,因此设计了一种低碳钛微合金化热轧高强钢,并利用扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)等仪器研究了不同卷取温度对实验钢组织和性能的影响.结果表明:卷取温度对实验钢的组织与力学性能有较大的影响,300℃卷取时得到板条贝氏体和粒状贝氏体的混合组织,400和470℃卷取时得到粒状贝氏体组织;实验钢的屈服强度和抗拉强度均随卷取温度的升高呈现出先下降再上升的规律,延伸率呈现出先升高再下降的规律,分析认为力学性能的变化主要由相变强化、析出强化以及M-A岛的尺寸和形态共同决定;470℃卷取时实验钢有较好的综合力学性能,屈服强度和抗拉强度分别达到了700和865 MPa,延伸率达到了18.9%.

钛微合金化高强度耐候钢成分设计及熔炼

在普通耐候钢Q450NQR1成分的基础上,通过理论计算,设计出一种钛含量为0.04%～0.10%、屈服强度为520～750 MPa的高强度耐候钢。按照成分设计要求,采用高频真空感应炉在1 873 K条件下熔炼钢样,并对不同钛加入量的钢样进行成分和组织结构分析。结果表明,熔炼的钢样中氧含量为(17～26)×10-6,氮含量为(12～66)×10-6,钛含量为0.006 1%～0.059 0%;钢样组织主要由铁素体和珠光体构成,随着钢中钛含量的增加,晶粒明显细化,钢组织渐趋均匀。SEM分析表明,钢中长方体的TiN夹杂,是以球形的Al2O3、MgO和钛氧化物夹杂为核心生长的,必要时在微合金化处理之前将钢中的氧含量降低到一定程度。

TSCR流程生产钛微合金化高强耐候钢中的析出物

运用电子显微镜和化学相分析等多种实验手段研究了Ti微合金化高强耐候钢中的析出物,并在热力学计算的基础上分析了其析出过程.结果表明:钢中主要存在TiC,TiCN,Ti4C2S2,Ti N等析出物,连轧前Ti N的析出过程已基本完成;大量纳米尺寸的TiC球形析出物粒子在铁素体的位错线上分布;Ti含量增加改变了MC相的粒度分布,小尺寸粒子的体积分数显著增加,增强了沉淀强化的效果.

960MPa级铌钛微合金化超高强钢第二相粒子的溶解行为

采用透射电镜与能谱仪研究了960 MPa级铌钛微合金化超高强钢在不同加热温度及保温时间下第二相粒子的溶解行为。结果表明:试验钢中含有凝固过程中析出的尺寸大于1μm的方形TiN粒子,在锻造过程中应变诱导析出的尺寸为200nm^1μm的方形、椭球形TiS或Ti(C,S)粒子及尺寸小于500nm的方形、球形、椭球形(Nb,Ti)(C,N)析出相;随着加热温度的升高,第二相粒子的数量减少,尺寸增大,随着保温时间的延长,小尺寸第二相粒子的数量减少,大尺寸第二相粒子的数量增加且其棱角变得模糊,这些粒子均为铌与钛的复合析出物;为保证铌、钛的碳氮化物能够充分溶解于奥氏体中并具有合适的奥氏体晶粒尺寸,960 MPa级铌钛微合金化超高强钢合适的加热温度为1 250℃,保温时间为80min。

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。

钛含量对铌钛微合金化钢强度的影响

通过试验,研究了钛含量变化对铌钛微合金化钢组织和力学性能的影响。结果表明,随着钛含量增加,铌钛微合金化钢中的贝氏休体积分数对钢材屈服强度的影响程度没有明显变化,而Hall-Petch关系斜率减小。同时,对铌钛微合金化钢的强度计算模型进行了修正。

钛微合金化X70管线钢热变形方程的建立

在Gleeble热模拟实验机上进行了单道次压缩变形实验，研究了变形温度、变形速度和变形程度等对钛微合金化X70管线钢热变形行为的影响。实验变形温度为800-1100℃，变形速率为0．05～15／s，总变形量为75％。在实验变形条件下，所有试样均发生了动态再结晶。根据应力一应变数据，确定了钛微合金化X70管线钢的变形激活能Qdef，并建立了Z-Hollomen参数方程。

低成本钛微合金化Q345B钢组织性能的研究

通过采用低锰（w（Mn）=0.6%-0.8%）钛微合金化（w（Ti）=0.045%-0.060%）的成分体系以及控轧控冷工艺,成功试制出低成本钛微合金化Q345B带钢。结果表明：不同厚度规格带钢的屈服强度为413-468 MPa,抗拉强度为571-595 MPa,伸长率为25.3%-27.9%,常温冲击功为105-134J,冷弯性能合格,均满足国标要求。Ti的析出物有尺寸大小为50-100nm的方形TiN粒子和尺寸小于10nm的球形纳米TiC粒子,充分发挥了Ti的细晶强化和沉淀强化效果。

铌钛微合金化高屈服强度IF钢的开发

通过化学成分设计和冶炼、热轧及冷轧工艺的控制,研制出铌钛微合金化高屈服强度IF钢。测定了该钢的力学性能和成形极限图(FLD),分析了不同轧态的微观组织。结果表明,研制开发出的铌钛微合金化IF钢具有高的屈服强度和优良的成形性能。

硼钛微合金化结构钢的物理化学相分析

研究了硼钛微合金化结构钢析出相的电解萃取方法;通过测定电解残渣的溶解曲线,确定了碳硼化物与氮化硼相定量分离的条件;测定了不同试验钢中各析出相的结构和含量,以及含硼结构钢中的固溶体、碳硼化物和氮化硼中的硼含量。结果表明:文献中所推荐的用氯化钾和柠檬酸水溶液作电解液的电解条件并不适合本合金,确定了以四甲基氯化铵和乙酰丙酮的甲醇溶液为电解液的新的电解条件,在此条件下可以将碳硼化物和氮化硼相定量分离;不同样品的碳硼化物的溶解时间不同,可以通过电解残渣的溶解曲线来确定。本文所确定的电解萃取方法已用于硼钛微合金化结构钢的相分析。

终轧温度对钛微合金化Q345B钢组织与力学性能的影响

在Q345B钢的基础上,将锰的质量分数降至0.8%,并添加质量分数为0.05%的钛设计了钛微合金化Q345B钢;将该钢分别在820,850,880℃下进行终轧,研究了终轧温度对其显微组织和力学性能的影响。结果表明:随着终轧温度升高,试验钢的屈服强度和伸长率均表现为先升高后降低的趋势,在850℃达到最大,分别为490MPa和34.0%;抗拉强度则随终轧温度升高而逐渐降低,这主要是由铁素体晶粒尺寸随终轧温度升高而不断长大导致的;当终轧温度为850℃时试验钢可获得最佳的综合力学性能。