Zr-4合金表面铌合金化处理的组织与性能

通过对Zr-4合金进行激光表面铌合金化、电子束表面铌合金化和铌离子注入,分析了表面铌合金化后锆合金表层的显微组织,并测定了表面合金化后锆合金在酸性溶液中的极化曲线。结果表明,3种合金化方法可不同程度地提高Zr-4合金在酸性溶液中的耐腐蚀性能,铌离子注入的效果最为显著。

0Cr18Ni9钢表面等离子铌合金化层的显微组织和摩擦磨损性能

采用双辉等离子渗金属技术在0Cr18Ni9奥氏体不锈钢表面制备出厚度为22μm均匀致密的渗铌合金化层;分析了合金化层的成分、显微组织及其摩擦磨损性能。结果表明:铌合金化层主要由铌的碳化物(NbC、Nb6C5)和金属间化合物(Cr2Nb、Fe2Nb)组成,表面硬度较基体提高一倍左右,达到614 HV0.025;合金化层的摩擦因数(8.05×10-2)与基体的(7.97×10-2)基本相同;基体和合金化层均以粘着磨损和磨粒磨损为主要磨损形式,合金化层的磨损率较基体的明显降低。

铌微合金化HRB400E钢铸坯裂纹研究与控制

铌是热轧带肋钢筋常用微合金化元素,具有细化奥氏体晶粒、沉淀硬化作用,且与钒相比价格较低具有较好的性价比。但因其元素特性,在铸坯冷却过程中易形成贯穿性裂纹,轧制时钢材开裂而导致堆钢。本文通过研究铌微合金化铸坯裂纹形成机理,采取优化钢水成分、低过热度浇注、二次冷却工艺优化等措施,有效解决了铸坯裂纹问题,轧制过程因铸坯裂纹导致的万吨堆钢率由1.32支降低至0.04支。

铌微合金化高强钢中NbC析出相的生成机理

微合金化与热处理工艺是提升钢材性能最主要的两种方法.本文以DH980高强钢中NbC析出相为对象,研究了铌含量分别为210×10^(-6)、430×10^(-6)和690×10^(-6)和热处理温度分别为1000、1100、1200和1300℃的条件下,高强钢中NbC析出相的析出行为.使用高温硅钼炉熔炼DH980连铸坯并添加不同Nb含量进行铌合金化,再将所得水冷样置于硅钼炉中完成不同温度下的热处理实验,然后使用夹杂物自动扫描电镜对实验样品进行夹杂物扫描、统计.经分析,铌微合金化后的高强钢中主要的夹杂物为Al_(2)O_(3)、MnS和NbC,其中,NbC析出相的尺寸范围为0.7~6.0μm,而1.0~2.0μm尺寸的NbC居多.使用Factsage热力学计算软件计算NbC析出温度及析出量,随着钢中铌含量从210×10^(-6)增加至690×10^(-6),NbC析出相的最高析出温度逐渐升高,分别为1125、1200和1260℃,NbC析出率(NbC质量与所有夹杂物质量的比值)也逐渐从0.023%增加至0.047%、0.076%.MnS的析出温度为1450℃,不随Nb含量的变化而变化.钢中NbC析出量随着铌含量的增加而增加,也随着热处理温度的升高而增加.当热处理温度为1300℃时,NbC出现回溶现象,导致析出量减少.NbC尺寸主要与初始Nb含量、热处理温度、保温时间有关,NbC尺寸会随着Nb含量、热处理温度、保温时间的提高而增加.本研究中建立了高强钢中NbC析出动力学模型,预测了钢中铌含量、热处理温度、热处理时间对NbC析出相尺寸的影响.

Ti6Al4V合金表面离子铌合金化及其耐磨性能研究

采用双辉离子渗技术对Ti6Al4V钛合金表面渗Nb,利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、显微硬度计、磨损试验机、电化学测试系统研究钛合金表面离子渗Nb合金化层的形态、结构、力学性能、摩擦学性能和电化学腐蚀性能,并探讨渗Nb改性处理对钛合金在3.5%NaCl溶液中腐蚀磨损行为的影响。结果表明,渗Nb工艺参数对合金化层的形态、结构和性能影响显著,高浓度渗Nb合金化改性层表现出良好的强化效果,显著地改善了Ti6Al4V合金的抗大气环境和抗NaCl溶液腐蚀磨损性能。Ti6Al4V合金基材和渗Nb层的耐磨性能在NaCl溶液中优于大气环境,其原因归于溶液的润滑作用和试样的良好耐腐蚀性能。

铌微合金化船用柴油机硼铸铁缸套组织与性能研究

采用铸铁-水玻璃砂复合型负压铸造浇注铌微合金化6170和6190型柴油机硼铸铁缸套,并对不同Nb含量对铸铁组织、硬度和抗拉强度的影响进行了研究。结果铸件尺寸精确,无铸造缺陷。Nb能细化晶粒和石墨,明显提高强度和硬度。其强化机理主要是硬质相强化、固溶强化和晶粒细化强化。w(Nb)的最佳量为0.25%。

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。

铌微合金化和控冷工艺开发HRB500抗震钢筋

采用扫描电镜、透射电镜、金相显微镜、闪光焊接及力学性能测试,对铌微合金化和控冷工艺开发的HRB500钢筋微合金析出强化效果、控冷细晶强化效果、显微组织、焊接性能及时效性等进行了试验研究。结果表明:通过控制钢中铌含量(质量分数)为0.027%～0.035%及合适的轧制温度,Nb(CN)析出量占总铌量的75.67%,析出强化效果明显;钢筋控冷后上冷床温度控制在670～700℃,细晶强化效果明显,抗震性能好;钢筋具有低应变时效性及良好的焊接性能;生产成本和钒氮微合金化工艺相比降低75元/t,经济效益显著。

铌微合金化热轧带肋钢筋表面裂纹研究

通过采用金相显微镜、扫描电镜及能谱分析等手段,对铌微合金化热轧带肋钢筋的连铸方坯质量及钢筋表面裂纹进行了分析研究。结果表明,连铸方坯上的中心疏松、中间裂纹和中心裂纹颇为严重,分析认为这些缺陷是浇注温度、冷却强度和拉坯速度等因素综合影响的结果。钢筋表面裂纹为纵向裂纹,主要是由表层及亚表层的夹杂物而并非连铸方坯内部裂纹所引起的,讨论了夹杂物对钢筋纵向裂纹扩展和分叉的影响,裂纹扩展时遇到难以变形的大颗粒夹杂易发生分叉。提出了优化冶炼和改进连铸工艺等相关措施并取得了良好的效果。

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。

铌钒微合金化对风电法兰用Q345E钢析出相的影响

采用Thermo-Calc热力学计算软件,对铌钒微合金化风电法兰用Q345E钢在400～1600℃存在的平衡析出相以及铌、钒在奥氏体相中的固溶规律进行了计算,并探讨了碳、氮、铌、钒元素含量变化对析出相的影响.结果表明：风电法兰用Q345E钢在400～1600℃存在的主要平衡析出相为MnS、AlN、MX#1（富含铌）、MX#2（富含钒）和M7C3相;MX#1相的主要组成元素为铌、碳、氮和少量的钒、铬,MX#2相的主要组成元素为钒、碳、铌、氮和少量的铬;MX#1相析出量和析出温度主要受钢中铌含量的影响,而受碳、氮、钒含量的影响不大.TEM分析表明,风电法兰用Q345E钢轧后析出相尺寸变化范围为几纳米到100纳米,大颗粒析出相为近似于立方形的富铌MX#1相,小颗粒析出相是球形或椭圆形的富钒MX#2相,这同热力学计算所得的MX#1相和MX#2相成分与析出温度基本吻合.

薄板坯连铸连轧工艺对铌微合金化高强度钢组织和性能的影响

首先建立薄板坯连铸连轧工艺的试验室模拟技术 ,并运用该模拟技术 ,研究薄板坯连铸连轧工艺(CSP)和传统板坯再加热工艺 (TRP)两种工艺对铌微合金化高强度钢的显微组织和力学性能的影响。研究结果表明 :CSP钢的晶粒细化效果不如 TRP钢 ,两者的平均铁素体晶粒尺寸分别为 8.17μm和 6 .30 μm。在CSP试验钢板中铌的析出量较大 ,特别是在铁素体中细小颗粒的铌的析出物较多 ,沉淀强化效果较强。 CSP试验钢的 σ0 .5和 σb 分别较 TRP工艺低约 4 0 MPa和约 2 5 MPa,同时其低温冲击韧性较好 。

回火对铌微合金化C-Mn钢的组织及性能影响

研究了低碳低合金铌微合金化钢经轧制快速冷却后回火过程中组织与力学性能的变化。结果表明,低碳低合金铌微合金化钢回火时弥散强化随钢中Nb含量的升高而增强。当钢中Nb含量高于0.042%时,抗拉强度及屈服强度在600℃回火2 h达到峰值。含0.023%Nb的钢在550℃回火时的抗拉强度达到最高值,而屈服强度在550℃和650℃回火时出现双峰值。低于600℃回火,全部试验钢中观察到回火贝氏体,700℃回火时,回火贝氏体消失,形成平衡组织。

铌微合金化Q345R钢的组织和性能研究

采用托伸试验、弯曲试验、冲击试验、金相以及电镜分析方法．研究了铌微合金化Q345R钢的力学性能、微观组织及强化机理。结果表明：Q345R具有较高的强度性能、良好的延伸性和低温冲击韧性；其组织均以铁素体＋珠光体＋少量回火索氏体组成，晶粒度为11～13级；杂质中MnS夹杂物较少，析出物为10-50nm弥散分布的Yb（C、N）；强度的提高主要是Nb细晶强化和析出强化作用引起的。

铌微合金化HRB400钢筋控轧控冷工艺实践

主要介绍了安阳钢铁股份有限公司用高速线材轧机及控轧控冷工艺生产铌微合金化HRB4 0 0钢筋的情况 ;同时对影响钢筋性能的因素进行了分析 ,指出采用铌微合金化。

富氮钒铌微合金化控冷工艺制备600MPa级抗震钢筋应用研究

采用拉力试验机、金相显微镜、透射电镜、X射线衍射仪、扫描电镜和冲击试验机对富氮钒铌微合金化控冷工艺制备的600MPa级抗震钢筋的力学性能、显微组织、析出相、断口形貌、冲击韧性及时效性进行了研究。结果表明:该钢筋具有良好的强韧性、抗震性及低应变时效性,力学性能优异。该钢的显微组织为铁素体+珠光体+少量细小贝氏体(含量5%~10%),组织配比及形态较好。该钢的铁素体基体、晶界及位错线上析出了大量尺寸2~20nm的细小弥散的V(CN)、Nb(CN)析出相,其析出相数量分别占总钒、总铌量的65%以上,起到了较好的沉淀强化及细化晶粒作用。该钢筋拉伸断口呈韧窝状,韧脆转变温度低于-30℃,具有较好的塑韧性和低温冲击韧性。

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。

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。

铌微合金化生产HRB400钢筋

介绍采用铌微合金化生产HRB400钢筋的工艺技术,包括合适的冶炼、连铸和轧制工艺。这一技术的采用降低了生产成本,为今后生产微合金钢积累了有益的经验。

铌氮微合金化及HRB400NbN钢筋开发

HRB400NbN钢筋是在铌微合金化工艺基础上,通过加入少量氮化硅锰(MnSiN)合金生产的。氮化硅锰能增加钢中NbN的析出,更充分地发挥铌的强化能力,从而减少铌铁加入量,达到降低成本目的。试验结果表明,铌铁消耗量比单纯用铌微合金化工艺减少40%。