含Nb-Ti微合金钢第三脆性区铸坯缺陷

采用金相显微镜、复型萃取、SEM、TEM对析出物的形貌、尺寸、数量进行统计分析,并利用Gleeble-1500热模拟试验机,系统研究了含Nb-Ti微合金钢第三脆性区的热塑性。结果表明：温度在950-700℃范围内时,断面收缩率最小为25.7%。析出物以TiN、Nb（CN）为主,950℃时粒子尺寸在50nm左右。随着温度的降低,粒子数量密度由51个/μm2增加到580个/μm2,尺寸随之减小。975℃的抗拉强度及临界应力分别为58.3、61.0 MPa。975℃以上,临界应力小于抗拉强度,不易发生沿晶断裂。975℃以下时,晶粒变形临界应力大于抗拉强度,产生沿晶断裂。

连铸高铝氮积齿轮钢第三脆性区形成机制与控制

钢中的Al、N含量对连铸及其后续加工热塑性和奥氏体晶粒度控制有重要影响,这也是高温渗碳钢与各种Al脱氧钢广泛关注的问题。使用Gleeble 3800热/力学模拟试验机测定了一种轨道交通用高铝氮积齿轮钢(SCM420H)的高温热塑性,并结合差示扫描量热仪(DSC)分析、AlN析出热力学模型以及Schwerdtfeger热塑性特征值计算模型揭示了其第三脆性区的形成机制与调控途径。结果表明,高铝氮积齿轮钢第三脆性区低谷温度范围为750~850℃,这是由应力诱导先共析铁素体膜的产生与AlN粒子的大量析出共同导致的。Schwerdtfeger热塑性特征值计算模型可以较准确地预测高铝氮积齿轮钢第三脆性区的上限温度与最小面缩率,但由其预测的热塑性曲线下限温度偏高,应进一步考虑先共析铁素体膜析出的影响,并依据A_(r3)温度对其进行修正。高Al高N齿轮钢第三脆性区的下限温度取决于其先共析铁素体开始析出温度,主要与钢种成分和铸坯冷却速率相关,连铸生产中可控性有限;但其上限温度则与铸坯应变速率、冷却速率以及钢中的Al、N含量和AlN析出行为均有关联,调控空间较大,应该是连铸生产中合理控制铸坯热塑性与表面裂纹倾向的正确途径。

返温工艺对微合金化S355钢高温塑性的影响

针对S355连铸坯的横裂纹问题,利用Gleeble热模拟设备,研究了常规工艺下S355钢的高温力学性能,测定了其第三脆性区的温度范围。结合热拉伸试样显微组织观察、断口形貌观察,分析了S355钢第三脆性区的脆性机理,探讨了返温工艺对S355钢高温塑性的影响。常规工艺实验结果表明,微合金化S335钢的第三脆性区温度范围为667~850℃,750℃时断面收缩率最小,断口呈现为冰糖状,裂纹沿奥氏体晶界扩展,为典型的沿晶脆性断裂。返温工艺实验结果表明,S335钢在750℃变形时的断面收缩率最小,但较常规工艺提高了21%,第三脆性区的塑性得到明显改善,且断口上出现少量韧窝,是以脆性断裂为主的复合断裂类型。结合金相组织观察及高温力学性能实验结果可知第三脆性区脆性出现的主要原因是沿奥氏体晶界形成的网状铁素体导致。返温工艺明显改善S355钢高温延塑性的原因可归结为奥氏体晶粒的细化、铁素体百分比增加及其网状特征的弱化。

含锰钢表面裂纹成因分析及控制

寿光巨能特钢生产的以CM690含锰钢存在表面裂纹情况,高倍显微镜下发现裂纹附近存在大量的铁素体偏析条带。对裂纹以及铁素体条带进行分析发现,裂纹起始于铸坯表面,在后续的加热过程中导致裂纹两侧出现脱碳以及铁素体偏析条带。通过对相关设备加强管理以及对工艺进行优化,缺陷得到了有效控制,含锰钢开裂比率降至0.5%以下。

船板钢连铸坯的高温力学性能及断口液膜现象

为解决钢厂高强度船板钢连铸坯经常出现的中间裂纹等内部缺陷问题,从该钢种连铸坯中间裂纹区域获取试样,并对其进行了高温力学性能测试。结果表明,低温脆性区(即第三脆性区)的温度范围为750～925℃,在900～950℃温度区断口处存在较多液膜。综合断口形貌、液膜存在的温度范围以及断口纵断面金相组织等方面进行分析,认为950℃时塑性开始下降的主要原因是由于断口处存在液膜,并推断液膜的形成原因为晶界处形成了(FeS+FeO)或(MnS+FeS+FeO)低熔点共晶相。同时,该试样在750～950℃区间内塑性下降的发生机制可以大致归结为:900～950℃区间内由于低熔点共晶相液膜作用导致塑性下降;850～900℃之间由于低熔点共晶相液膜与晶界铁素体膜复合作用导致塑性下降;850℃以下由于晶界铁素体膜作用导致塑性下降。