桥梁缆索用87MnSi钢线材微观组织演变对力学性能的影响

针对桥梁缆索用87MnSi钢线材的异常断裂现象,对其盘条和生产工艺过程中钢丝的微观组织和力学性能演变规律进行系统分析。结果表明,盘条组织由珠光体和少量的先共析铁素体组成,且渗碳体片层随机分布。冷拉拔后,渗碳体片层发生扭转弯曲或减薄纤维化,且部分渗碳体发生破碎溶解,溶解量为1.40%(占比9.69%)。热镀锌后,溶解的渗碳体发生球化。盘条(329.8HV)在冷拉拔-热镀锌-稳定化处理过程中的显微硬度呈现先增大(450.2HV)后减小(447.9HV)再增大(469.6HV)的变化趋势;冷拉拔过程中溶解的渗碳体使得钢丝硬度值上升至468.3HV,而热镀锌过程渗碳体的球化,导致硬度值下降至439.8HV,并恶化拉伸性能。当边部的渗碳体球化程度明显时,使得钢丝内外组织和力学性能存在较大差异,并在稳定化处理过程中因受力不均匀而导致断裂。

共析钢的过冷奥氏体动态相变和组织超细化

通过在Gleeble-1500热模拟试验机上进行单轴热压缩实验,研究了共析钢中过冷奥氏体在A_1-A_(r1)之间变形时的组织演变,探讨了共析钢中复相组织球化超细化的机理．结果表明:随着应变量的增加,片层珠光体在原始奥氏体晶界形成的铁素体生长前沿形核长大,并向原始奥氏体晶内推进,直至相变完成．片层珠光体生成后继续变形,发生渗碳体的溶断和球化,及铁素体的动态回复再结晶等轴化等过程．渗碳体的球化有两种机制,其一是由于Gibbs-Thomson效应,珠光体中片层状渗碳体发生溶断和球化,生成的大颗粒渗碳体主要分布在铁素体晶界;其二是纳米级渗碳体粒子伴随铁素体动态再结晶在晶内重新析出．实验证实,在合适的变形工艺条件下可以得到亚微米级铁素体与亚微米、纳米级颗粒状渗碳体的双相组织．

Cr和Al加速亚共析钢层状渗碳体球化的机理

根据亚共析精冲钢的实际生产情况并结合Gleeble热模拟试验,研究发现添加Al的质量分数为0.08%或Cr的质量分数为0.25%时均可加速热轧亚共析钢中层状渗碳体的球化速度。利用内耗技术研究了Cr元素、Al元素对渗碳体球化退火影响的机理。研究表明,Cr可降低C原子的扩散激活能,加速C原子扩散速度从而提高球化效率。Al则主要通过钉扎作用细化渗碳体片层间距,实现球状渗碳体尺寸细化的效果。

变形温度及冷却速度对0.46%C中碳钢组织转变的影响

通过热模拟试验并结合OM、SEM分析技术,研究了变形温度及冷却速度对0.46%C中碳钢组织转变的影响。结果表明,真应变为0.92,变形速率为10 s-1时,随着变形温度降低,形变诱导铁素体转变量增加。当变形温度为650℃时,形变诱导铁素体达到48.21%。当650℃变形后控冷时,在最终组织中均匀分布退化的珠光体和铁素体,其中铁素体平均晶粒尺寸为3.45μm,退化珠光体平均晶粒尺寸为5.83μm。冷却速度对钢的组织有重要影响,较小的冷却速度有利于形成球状渗碳体。

过冷对共析钢动态相变和组织演变的影响

将共析钢在600-700℃的过冷奥氏体状态下进行单轴热压缩,获得了亚微米级别等轴铁素体+纳米级别弥散分布球化渗碳体的复相组织,其组织演变经历动态相变、片层渗碳体球化、铁素体动态再结晶和纳米级别渗碳体颗粒析出等过程.随着形变温度的降低,过冷度增加,相变动力学过程加快.片层渗碳体的球化程度由球化时间和球化速度控制,形变温度升高使渗碳体球化速度加快,但是相变开始时间及动力学延迟使得用于渗碳体球化和熟化的时间相应缩短,导致球化程度降低.铁素体再结晶和等轴化过程则主要受位错迁移、渗碳体颗粒钉扎的影响,形变温度升高导致较高的等轴化发展速度.

30CrMo钢退火组织转变行为研究

通过对两种不同热轧冷却工艺的30CrMo钢热轧板,进行不同时间的实验室等温退火工艺模拟,采用金相显微镜、EBSD和显微硬度计对热轧板及退火板进行分析,观察等温退火后渗碳体的球化行为和铁素体的再结晶行为。实验结果表明,热轧超快冷却工艺有利于材料在等温退火过程中组织的转变,“冷轧+退火”工艺可以完全消除基体中的亚结构,确保获得充分再结晶的多边形铁素体组织。

镀锌钢绞线扭转脆断原因分析及改进

某厂家使用SWRH82B盘条生产镀锌钢绞线,在中心线扭转性能检测中出现不合格现象(扭转圈数低于10圈)。利用化学分析、金相检验、电镜扫描等手段对不合格样品进行分析,结果表明,材料经镀锌后的边部渗碳体球化、原始盘条的表面裂纹及索氏体片层间距大小是影响扭转性能不合格因素。通过控制缓冷工艺、优化连铸工艺、加强轧线工装管理以提高盘条质量,并适当调整镀锌时间,扭转性能得到有效提高。

轧后冷却路径对中碳钢扩孔性能的影响

利用超快速冷却技术,通过控制轧后冷却路径,调整不同的终轧温度和终冷温度,研究了冷却路径对热轧后经退火处理的中碳钢组织和扩孔性能的影响.结果表明,通过后续退火处理可以在铁素体基体上形成弥散分布的球化渗碳体组织;随着终轧温度和终冷温度的降低,退火处理后的渗碳体更加细小,且弥散程度提高,在扩孔实验中,当切向延伸率达到材料成形极限时,裂纹优先在冲孔的边缘出现,裂纹主要通过微孔集聚的方式形成;均匀细化的铁素体和球化的渗碳体组织能够明显提高实验钢的延伸率,有效阻止相邻微孔聚合,从而提高材料的扩孔性能.

中碳钢温变形微观组织演变

利用Gleeble-3500热模拟试验机研究了不同变形温度（550、600、650、700℃）和不同变形速率（0.001、0.01、0.1、1、10 s^-1）对热轧态中碳钢温变形过程中变形行为的影响,并结合热加工图探明了在细小晶粒铁素体基体上形成均匀分布细小渗碳体颗粒复相组织的最佳工艺窗口。结果表明,温变形过程中,会发生铁素体再结晶以及渗碳体片层动态球化行为,其微观组织演变对流变应力影响较大;根据绘制的热加工图,温变形的适宜温度区间为630~700℃,速率区间为0.30~10和0.001~0.007 s^-1,在该工艺区间变形,初始组织转变为细小均匀铁素体基体上分布着细小粒状渗碳体的复相组织。