冷却速度和回火温度对高强度低合金钢组织与力学性能的影响

在Formastor-FII全自动膨胀仪上,测定了试验钢在不同冷却速度下膨胀量与温度的关系,测定了不同冷速下相转变后的显微组织和显微硬度;并对生产试验中不同回火温度下的显微组织及力学性能进行了分析。研究结果表明:试验钢冷却速度大于0.826℃/s时,室温组织全部为贝氏体;当冷却速度为0.278~0.139℃/s时,室温组织为马氏体+贝氏体;当冷却速度为0.139~0.056℃/s时,室温组织为贝氏体+极少量马氏体;当冷却速度小于0.056℃/s时,室温组织全部为贝氏体。随着冷却速度的增加,转变产物硬度逐渐增大。当冷却速度达到16.52℃/s以上时,试验钢在250℃回火后抗拉、屈服强度最高,可达到1900 MPa、1600 MPa左右,且具有良好的塑性,断面收缩率约为50%,伸长率约为13%。

铌对高强度低合金钢的组织和强化机制的影响

研究了铌的质量分数分别为0.021%、0.081%和0.17%的高强低合金钢热轧态的组织和力学性能,并通过计算分析了3种钢的强化机制。研究结果表明,铌含量的提高抑制了珠光体的形成,促进了针状铁素体的形成,细小的碳氮化铌析出相增多;随铌含量的增加,细晶强化作用差别不大,沉淀强化效果明显增大。

冷却速度对高强度低合金钢组织和性能的影响

采用热模拟试验机、拉伸试验机以及光学显微镜等设备,根据CCT曲线和拉伸实验的结果,研究了冷却速度对700MPa级超级钢组织和性能的影响。在实验室热轧实验的基础上,比较了500MPa和700MPa两个强度级别HSLA钢的组织和性能随冷却速度的变化情况。结果表明,冷却速度对两种钢的影响不同:冷却速度增大时,500MPa级钢的晶粒明显变细,而700MPa级钢的晶粒尺寸变化不大。

复合微合金化高强度低合金钢奥氏体相中碳氮化物析出热力学数值模拟

基于多元第二相固溶析出理论开发了定量计算复合微合金化高强度低合金(HSLA)钢奥氏体相中碳氮化物析出热力学数值模拟计算模型。采用所开发的模型,模拟了奥氏体中多元碳氮化物和AlN相互作用时的析出开始温度,对不同奥氏体化温度下及不同化学成分的C-Nb-V-Ti-Al-N体系的微合金钢的奥氏体平衡成分、碳氮析出物成分和摩尔分数等进行了模拟和分析。

铜对高强度低合金钢焊缝金属韧性的影响

采用埋弧焊方法,通过改变焊丝铜含量来改变焊缝金属中的铜含量,研究铜对高强度低合金钢焊缝金属韧性的影响。结果表明,随铜含量增加,焊缝金属上平台冲击功呈下降趋势;-40℃及更低温度条件下,焊缝金属铜含量为0.358%时,其低温韧性最好。组织分析结果显示,焊缝金属的组织主要由先共析铁素体、粒状贝氏体以及针状铁素体组成。随铜含量变化,针状铁素体的生成量明显不同,当焊缝金属中铜含量为0.358%时,最有利于形成针状铁素体。

高强度低合金钢晶粒细化理论及技术

论述了高强度低合金(HSLA)钢晶粒细化理论及强度提高途径,综述了高强度低合金(HSLA)钢晶粒细化技术及近年来的研究成果,探讨了超细晶技术的理论依据及存在问题。为高强度低合金钢组织超细化技术的理论研究和实际工程应用提供参考。

光照对高强度低合金钢大气腐蚀的影响研究

目的针对高湿热高光照地带的金属材料腐蚀严重问题,研究高强度低合金钢在模拟海洋大气环境下的光照对腐蚀的影响规律。方法采用电化学及光电化学方法分析腐蚀产物的光电效应。结果光照降低了高强度低合金钢阻抗,加速了高强度低合金钢大气腐蚀速率。结论高强度低合金钢在光照下的腐蚀产物具有半导体性质,其光生电子和光生空穴参与了高强度低合金钢基体的电化学反应过程。

酸性环境中高强度低合金钢抗SSC性能及氢渗透机理研究

依据NACE TM 0177-2005标准A法SSC实验结果,结合高强度低合金钢的成分、组织、力学性能分析,研究其抗SSC性能,探讨固溶氢含量、氢渗透速率与高强度低合金钢抗SSC性能的关系。研究结果表明:在加载应力为85%YSmin的条件下,抗酸性C110钢通过了NACE TM 0177-2005标准A法检测,具有良好的抗SSC性能。在NACE TM 0177-2005标准A溶液中,抗酸性C110钢的固溶氢含量及氢的有效扩散系数分别为5.2 m L/100g和3.22×10-7cm2/s,相比于普通P110钢,其非金属夹杂程度较低,固溶氢含量及氢的有效扩散系数较小;抗酸性C110钢的稳态氢扩散电流密度及原子氢晶格扩散系数分别为54.1μA/cm2和9.7×10-7cm2/s,相比于普通P110钢,其稳态氢扩散电流密度及原子氢晶格扩散系数较小。随着溶液p H值降低,酸性增强,抗酸性C110钢的氢晶格扩散系数仅稍微增大,在较低p H值的酸性环境中,相比于普通P110钢,C110钢仍具有良好的抗SSC性能。

Ni对高强度低合金钢中富Cu相析出特征的影响

将两种不同Ni含量高强度低合金钢(1.5 Ni和2.0 Ni,%,质量分数)900℃水淬后630℃时效处理2 h,利用金相显微镜(OM)、高分辨透射电镜(HRTEM)和原子探针层析技术(APT)对钢的微观组织、力学性能以及纳米相析出特征进行了深入研究。结果表明:2.0 Ni钢的强度和冲击吸收功(-60℃)均高于1.5 Ni钢。两种钢的金相组织无明显差异,组织均为板条贝氏体和粒状贝氏体混合组织。1.5 Ni钢中,富Cu相为孪晶fcc结构,多呈椭球状,等效半径和数量密度分别约为3.5 nm和1.5×10^(22)m^(-3);而2.0 Ni钢中,富Cu相为9R结构,多呈球状,等效半径和数量密度分别约为2.9 nm和2.9×10^(22)m^(-3)。这是由于Ni含量的提高,导致富Cu相的临界形核功降低,形核位置增多;同时,Ni、Mn原子偏聚在富Cu相/基体界面,有效降低了富Cu相/基体的界面能,导致富Cu相较稳定,不易长大、熟化。因此,2.0 Ni钢中富Cu相尺寸相对细小,数量密度也相对较高,析出强化效果更明显。

建筑用高强度低合金钢的成分优化

针对目前生产的厚度在35～55mm／1范围Q590D钢板的低温冲击韧度不稳定问题，对新旧两种成分的高强度低合金钢Q590D的显微结构和力学性能进行了分析。结果表明，使用新化学成分得到的成品钢材的各项性能均符合要求。旧化学成分钢的低温抗冲击性能不稳定是由其成分设计不合理所致。

进口高强度低合金铌钒钢板失效分析

通过对进口输变电铁塔用高强度低合金铌钒钢板在拉伸试验后出现分层开裂的现象 ,采用SEM、EDAX进行微观分析 ,发现试样内部有大量的夹杂物的存在 ,这些夹杂物主要是含有钙、氧、硫、锰等元素。上述带有缺陷的高强度低合金铌钒钢板若应用到实际工程中 ,会影响铁塔的寿命。

炉内带钢速度对420 MPa级高强度低合金钢组织性能的影响

高强度低合金钢(HSLA钢)的性能波动问题备受瞩目。文中借助光学显微镜(OM)检测和通过拉伸试验方法,研究了炉内带钢速度对420 MPa级HSLA钢组织性能的影响。结果表明,均热温度为800℃,炉内带钢速度在100~160 m/min范围内时,带钢厚度方向上的表层、1/4处和心部都存在逐渐增多的纤维铁素体,铁素体再结晶没有充分完成。当炉内带钢速度降低时,纤维铁素体减少,强度降低,断后延伸率提高。由于降低炉内带钢速度会影响产量,可以通过升高均热温度来实现铁素体再结晶分数的提高。

基于响应面法的700MPa高强度低合金钢带冷冲压回弹分析

高强度低合金钢在冷冲压过程中会出现回弹缺陷。使用某钢企研发的700 MPa级高强度低合金钢板进行了U形件冷冲压成形。为了提高回弹预测的准确性,采用有限元模拟和响应面相结合的方法进行了回弹分析。基于响应面法建立了响应面模型,得到了减少回弹的最佳工艺参数组合。结果表明：对于5 mm厚的700 MPa级高强度低合金钢板,摩擦系数0.20、压边力80 kN时,且压边力施加方式采取成形前期小后期大的加载方式,可以获得较小回弹值的板料。

基于ABAQUS的车用高强度低合金钢裂纹扩展研究

高强度低合金钢在汽车结构件中的应用对轻量化设计具有重要影响。以有限元软件ABAQUS为平台,利用扩展有限元法(XFEM)对车用高强度低合金钢的单边裂纹扩展进行仿真研究,分析单边缺口高强度低合金钢试件在拉伸载荷作用下的裂纹扩展过程和应力分布。结果表明,扩展有限元法能够准确地模拟裂纹扩展过程,对计算高强度低合金钢的寿命具有重要意义。

屈服强度700MPa高强度低合金汽车钢板研发进展

全面梳理了国内外生产屈服强度700 MPa高强度低合金钢板的相关规范,系统调查了大量文献资料中相关研究动态,对比分析了不同厂家及材料牌号的工艺技术特点。研究表明:国内外绝大多数钢厂意识到了Nb、V、Ti、Ni、Cr、Mo、B等单元素微合金化对屈服强度700 MPa高强度低合金钢板性能的影响显著,其在提高强度、韧性、抗冲击性、塑性、焊接性等性能的同时,明显降低生产成本,在商用车轻量化方面具有显著优势。今后国内外研发的高强度低合金钢板仍主要以单一元素微合金钢为主,尤其是以铌微合金化和钛微合金化为主要发展趋势。

高强度低合金结构钢组织性能试验研究

为推动高性能材料在压力容器制造中的应用,提升压力容器整体服役性能,针对不同工艺生产的Q420D、Q460D、Q550D与Q690D这4种典型高强度低合金结构钢的化学成分、显微组织、冲击性能、拉伸性能及硬度等指标进行了试验研究。研究结果表明,Q420D与Q460D显微组织均主要由铁素体+珠光体组成,Q550D与Q690D显微组织均由粒状贝氏体组成。与Q420D相比,Q460D、Q550D、Q690D在强度、硬度以及冲击韧性方面性能较优,满足压力容器用钢技术要求,可应用于国内压力容器制造中。结合组织性能均匀性进行综合评价,认为Q550D在压力容器制造中具有较好的性能优势。

高强度低合金中厚钢板的现状与发展

回顾了高强度低合金中厚钢板的发展历程 ,评述了几类典型的高强度低合金钢 ,并基于钢的轧制工艺与复相组织强韧化理论 ,提出了一种新的高强度中厚钢板组织设计——仿晶界型铁素体 /粒状贝氏体 ( FGBA/BG)复相组织。

高强度低合金钢(HSLA)的研究进展

高强度低合金钢是在普通碳素钢基础上发展起来的,由于其强度适中、加工性好且经济适用而在汽车、船舶与海洋工程以及桥梁等基础设施建设方面得到了广泛的应用。由于对钢材性能要求的不断提高,尤其是焊接性能和低温韧性,因此铜沉淀强化高强度低合金钢受到极大的重视而迅速发展起来。首先介绍了高强度低合金钢的发展历程,结合强化机制重点介绍了双相高强度低合金钢和含铜高强度低合金钢的开发思想,并对高强度低合金钢的基体相显微结构控制和强化方式进行了评述;随后对等温冷却和连续冷却过程中高强度低合金钢的相变尤其是铜沉淀相的析出过程进行了介绍;最后介绍了富铜纳米相的概念以及表征纳米相的方法,评述了合金元素对富铜纳米相形成的影响。

高强度低合金镀锌板的开发

阐述了利用美钢联法热浸镀锌工艺生产高强度低合金热镀锌板的合金设计思想以及热轧、冷轧工艺、热镀锌工艺对产品性能的影响,为更高强度结构镀锌板的开发提供了参考。

高强度低合金钢S700MC焊接冷却组织转变规律研究

针对高强度低合金钢S700MC,其在焊接时,由于焊接冷却速率的不同,导致了组织、硬度也会发生变化。在Gleeble1500D热模拟机上,模拟出焊接的加热环境,然后采用模拟焊接冷却的方法再把试样冷却至组织转换结束。然后观察其金相组织,测定组织成分的百分含量,测定其硬度。试验结果表明,在焊接时,尤其是在其焊接后冷却的后制程中,因为其冷却速率的不同,试样的金相组织及硬度也会发生一定规律的变化。