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.

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。

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。

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。

钛微合金化热轧高强钢奥氏体晶粒粗化行为

对钛微合金化热轧高强钢奥氏体晶粒粗化行为进行了实验研究。结果表明:当保温时间相同时,随着加热温度的升高,实验钢奥氏体平均晶粒尺寸呈现出先缓慢上升后迅速上升的趋势;当加热温度相同时,实验钢奥氏体平均晶粒尺寸随着等温时间的延长呈抛物线规律长大,1150℃加热奥氏体平均晶粒尺寸与保温时间的经验公式为:D1150℃=17.1 t0.2385,1250℃加热奥氏体平均晶粒尺寸与保温时间的经验公式为:D1250℃=29.9 t0.2916。综合考虑加热温度与保温时间对实验钢奥氏体晶粒尺寸的影响,并考虑微合金元素的溶解与析出规律,实验钢的加热温度定为1250℃左右,保温时间定为40 min较合适。

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。

珠钢Ti微合金化高强耐候钢系列产品开发与应用

在薄板坯连铸连轧流程上,经过对Ti微合金化技术研究,有效地解决了Ti微合金化性能波动大的问题,开发出屈服强度450～700 MPa高强耐候钢。通过对试制钢的组织性能和应用研究,表明该产品具有良好的通板性能,成形性能和焊接性能,满足集装箱和汽车制造行业要求,具有广阔市场前景。

钒氮微合金化高强耐候钢开发研究

进行了450、550 MPa高强耐候钢的成分设计和冶炼,通过热膨胀试验并结合金相组织,分析了该高强度耐候钢的相变规律。利用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜以及拉伸试验对该试验钢的组织结构、第二相粒子的析出行为以及力学性能进行了研究,分析了钒氮微合金化对高强耐候钢析出强化和细晶强化的作用。结果表明:在钒钢中添加氮元素不但增强了析出强化效果,而且还能细化晶粒,提高耐候钢的综合力学性能。

Ti微合金化高强耐候钢的析出相观察和物理化学相分析

通过TEM和物理化学相分析手段定量研究了Ti微合金化高强耐候钢中析出相的结构、形貌、粒度和质量分数。研究结果表明：Ti微合金化高强耐候钢中的析出相有Ti（C，N）、TiC、TiN和Ti4C2S2；析出强化的强度随着析出粒子质量分数的增加和粒径的减小而增加，小于10nm的析出粒子对强度的贡献比较大；较低的卷取温度将会抑制TiC粒子的析出，从而降低析出强化的作用。

Nb微合金化对热轧700 MPa超高强耐候钢组织和性能的影响

试验超高强耐候钢(/%:0.062～0.065C、0.29～0.30Si、1.23～1.27Mn、0.49～0.52Cr、0.19～0.20Ni、0.29～0.31Cu、0～0.20Mo、0.035～0.060Nb)由50kg真空感应炉熔炼,在实验室锻成60mm×60 mm方坯并热轧成4 mm板材,末道次温度880℃,水冷至600℃炉冷。用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜和万能拉伸试验机研究了Nb和Nb-Mo微合金化对该钢组织和力学性能的影响。试验结果表明,0.060%Nb钢较0.035%Nb钢晶粒更细,强度提高～70 MPa,但伸长率相同;与未加Mo的0.035%Nb和0.060%Nb钢相比,0.035%Nb-O.20%Mo钢M/A相明显增加,并出现大量贝氏体组织,抗拉强度增加,但屈强比和伸长率降低。

铌钛微合金化550 MPa级高强耐候钢的开发

采用铌钛微合金化工艺在2250 mm热连轧板带生产线开发了屈服强度为550 MPa级高强耐候钢,通过拉伸实验、冲击实验和72 h周期浸润腐蚀实验对实验钢板的性能进行了分析,结合金相显微镜(OG)、电子背散射衍射(EBSD)、透射电子显微镜(TEM)和电化学工作站对实验钢板的显微组织和腐蚀行为进行了研究,结果表明:实验钢板屈服强度为550 MPa,韧脆转变温度低于-80℃,腐蚀速率为Q345B的50%,综合性能优异。显微组织由铁素体、珠光体和粒状贝氏体组成,铁素体平均晶粒为4.5μm,体积分数为64.8%,晶粒内存在高密度位错和纳米级铌钛复合析出相,晶粒细化对屈服强度的贡献为259 MPa。经过72 h周期浸腐蚀实验后,实验钢板的Cu在内锈层富集,Cr在外锈层富集,进一步促进致密锈层生成,提高锈层自腐蚀电位和阻抗,增强锈层对基体的保护作用。

磷钛微合金化超低碳高强钢的时效强化及力学性能

研究了含微量磷、钛高强钢的时效强化及力学性能。结果表明实验钢具有明显的时效强化效果。时效强化和加工硬化的综合作用可使钢材获得 12 0 0 MPa的强度和高于 10 %的伸长率。还可以借助加工工艺参数控制钢材强度和塑性的配合。讨论了这种新型微合金高强度钢的特点。

卷取温度对Ti微合金化高强耐候钢组织性能的影响

采用中试轧制试验、拉伸试验和光学显微镜等检测手段,分析了卷取温度对Ti微合金化高强耐候钢显微组织和力学性能的影响。结果表明:卷取温度为500℃时,显微组织主要为铁素体、粒状贝氏体,铁素体平均晶粒尺寸为6.2μm;卷取温度为540℃时,显微组织主要为铁素体、粒状贝氏体和珠光体,铁素体平均晶粒尺寸为8.6μm。卷取温度由540℃下降到500℃时,由于细晶强化、析出强化和位错强化三者的综合作用使屈服强度增加36.5 MPa,其中,细晶强化使屈服强度增加21 MPa,沉淀强化和位错强化使屈服强度增加15.5 MPa。

钛微合金化热轧高强钢奥氏体晶粒粗化行为研究

通过不同热处理工艺对钛微合金化高强钢奥氏体晶粒粗化行为进行了研究。试验结果表明，当保温时间相同时，随着加热温度的升高，试验钢奥氏体平均晶粒尺寸呈现出先缓慢上升后迅速上升的趋势；当加热温度相同时，试验钢奥氏体平均晶粒尺寸随着等温时间的延长呈抛物线规律长大；综合考虑加热温度与加热时间对奥氏体晶粒尺寸与第二相粒子固溶与析出行为的影响，试验钢的最佳加热温度为1250℃左右，最佳保温时间为80min左右。

钛微合金化低合金高强钢Q355MB的生产实践

泰山钢铁通过钛微合金化,配合控轧控冷技术(TMCP),成功开发出低碳低硅低锰的Q355MB钢种,该钢种在力学性能满足要求的同时,兼具良好的冷加工性和焊接性,且表面质量优于常规的Q355B产品,具有一定的推广价值。

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。

800 MPa级钛微合金化高强钢的开发

在某钢厂现有700MPa级高强钢的基础上,以下游用户需求为导向,通过对其化学成分进行优化,进一步提高Ti微合金元素含量,并制定针对性的轧制工艺,在1780热连轧机上成功试制了800MPa级低成本钛微合金化高强钢,通过对其进行性能检验,表明其具备良好的冷弯性能及焊接性能。分析认为,铁素体晶粒细化和TiC沉淀强化使钢的强度显著提高,同时保持良好的韧塑性。

ASP技术生产微合金化高强耐候钢工业试验研究

介绍了鞍钢2150ASP生产线采用Nb微合金化技术开发高强度耐候钢的过程,并与传统工艺进行了比较。该高强耐候钢带力学性能及冷弯、焊接性能均满足标准要求和用户协议要求,使用情况良好。

铌-钛微合金化高强钢连续冷却相变规律研究

利用Gleeble-3500热模拟试验机研究了Nb-Ti微合金化试验钢连续冷却相变规律。研究结果表明，试验钢在2～50℃／s的较大冷却速度范围内均可获得贝氏体组织，且随着冷却速度的增加，组织中粒状贝氏体的量下降，板条贝氏体的量增加；同时变形促进相变，有利于奥氏体中新相的形成。用热膨胀法建立了试验钢静态和动态条件下的CCT曲线，为Nb—Ti复合微合金化钢制定合理的控轧控冷工艺提供了依据。

珠钢EAF-CSP流程700MPa级钛微合金化高强钢的开发

介绍了屈服强度700 MPa级Ti微合金化高强钢ZJ700MC的成分设计、冶炼、连铸连轧工艺和力学性能,分析认为,铁素体晶粒细化和TiC沉淀强化使钢的强度显著提高,同时保持良好的韧塑性。该钢已实现工业化批量生产,并应用于集装箱及专用车辆制造。