440MPa冷轧钢带的冲压开裂的原因分析

针对440MPa冷轧钢带冲压开裂现象,采用光谱成分分析、金相显微镜微观组织观察、扫描电镜微观断口检验等分析手段对失效原因进行全面分析。结果表明,钢带成分、性能满足技术协议要求,钢带局部存在硫化物夹杂,在冲压过程中以夹杂为源头的应力集中,诱发了裂纹产生。通过向钢液中添加稀土元素、钙处理等方式,诱导夹杂物变性处理,或通过延长精炼搅拌时间,促进钢液中夹杂物上浮,可达到净化钢液、优化冲压性能的效果。

农用收割机滚筒用440MPa冷轧钢带的研发与制备

针对农用收割机滚筒制造用钢提出的母材均质化、高强度、易成型的质量提级需求,采用低碳、低硅、高锰,加铌、钛的微合金化成分设计,配合控轧控冷及罩式退火工艺,成功研制开发了农用收割机滚筒用440MPa冷轧钢带。所得冷轧退火钢带组织以铁素体+点状(部分球状)渗碳体为主,屈服强度≥350MPa,抗拉强度≥450MPa,断后伸长率≥27%,钢带综合性能较好,保证强韧性的基础上,兼顾较好的折弯成型及焊接性,实现了低成本、高性能农用车制造专用钢带的批量制备,满足农用收割机滚筒制造加工要求。

440MPa级HSLA钢焊缝低温韧性分析

采用自制的2种实心焊丝对440 MPa级HSLA钢进行了对接MAG焊(80%Ar+20%CO_(2)),通过对比分析2种焊缝的显微组织和夹杂物尺寸及成分,对2种焊缝低温韧性出现显著差异的原因进行了阐释。结果表明,J1焊丝的焊缝由针状铁素体、侧板条铁素体、先共析铁素体和M-A组元组成,而J2焊丝的焊缝由针状铁素体和M-A组元组成;2种焊丝的焊缝中夹杂物的粒径分布、尺寸、数量和成分差异小,不是导致2种焊缝低温韧性出现显著差异的主要原因;与J1焊丝的焊缝相比,J2焊丝的焊缝中针状铁素体含量升高、M-A组元含量降低、条状和块状M-A组元占比降低,是导致其低温韧性显著优于J1焊丝的主要原因。

440 MPa级高强钢焊条熔敷金属组织与低温冲击韧性研究

为满足440 MPa级高强钢对焊接材料的需求,研制了三种焊条,并进行了熔敷金属焊接试验,使用光学显微镜、扫描电镜和透射电镜等手段研究了熔敷金属组织与低温冲击韧性.结果表明,随着Mn,Ni,Cr和Cu含量的增大,熔敷金属的-40℃平均冲击吸收功从35.7 J逐渐增至96.3 J,低温冲击韧性逐渐提高;随着Mn,Ni,Cr和Cu含量的增大,虽然熔敷金属中M23C6型碳化物含量逐渐增大,但是熔敷金属的CCT曲线逐渐右移,相变温度逐渐降低,使得针状铁素体含量逐渐增加,铁素体板条尺寸逐渐减小和板条间交织状分布趋势逐渐增强,M-A组元含量及尺寸逐渐减小,是低温冲击韧性逐渐提高的主要原因;含Cu熔敷金属中夹杂物外层会形成CuS,针状铁素体形核更容易,有利于低温冲击韧性提高.

终轧温度与终冷温度对440 MPa级船体钢组织与性能的影响

围绕船体钢强度升级与高效焊接的需求,设计了低C-Nb-V复合微合金化钢,研究了不同终轧温度与不同终冷温度下440 MPa级船体钢的组织与力学性能。结果表明:在未再结晶区终轧,随着终轧温度的降低,钢的晶粒得到细化,临界区轧制使钢中大小角度晶界密度大幅提高,同时带状珠光体逐渐退化,组织由铁素体+珠光体逐渐演变为准多边形铁素体+少量珠光体,在力学性能上体现为强度逐渐提高而-40℃冲击功保持稳定。随着终冷温度的降低,晶粒细化不明显,但是钢中大、小角度晶界密度显著提高,钢的组织由铁素体+珠光体转变为准多边形铁素体+珠光体,再转变为贝氏体+针状铁素体,在力学性能上体现为强度与-40℃冲击功的一并提高。

锌液中Al含量对440MPa级高强IF钢镀层的组织结构及抑制层的影响

应用SEM和EDS研究了锌液中不同Al含量对镀层组织结构和抑制层的影响,进而确定440MPa级高强IF钢镀层成形性的最佳Al含量。结果表明,随着锌液中Al含量的增加,纯锌层与基体界面处ζ相明显减少,Al的富集程度增加,抑制层的晶粒逐渐长大,致密性增加。当锌液中Al含量为0.25%时,镀层成形性最好。

热输入对船用440 MPa级低合金高强度钢焊缝组织及性能的影响

研制了一种Mn-Si-Ni-Cr系实心焊丝,用于新型船用440 MPa级低合金高强度(HSLA)钢焊接,采用热输入11.5,16.5和21.5 kJ/cm对该钢材进行了熔化极活性气体保护电弧焊,并使用光学显微镜、扫描电镜和透射电镜等设备重点研究了热输入对焊缝组织及性能的影响.结果表明,随着热输入的增大,焊缝组织先以粒状贝氏体和板条贝氏体为主转变为以针状铁素体为主,再转变为以针状铁素体、侧板条铁素体和先共析铁素体为主,而且焊缝中M-A组元含量、直径大于1μm的夹杂物占比和夹杂物的平均直径均逐渐增大;随着热输入的增大,焊缝硬度不断减小,焊缝、熔合线和熔合线+2 mm处的冲击韧性均先增大后减小,同时焊缝的耐腐蚀性能也先增大后减小;3种焊接接头的板拉伸弯曲试样均在母材处断裂,弯曲试样均完好.

不同焊接方法下440 MPa级海洋工程用钢焊接接头组织和力学性能研究

使用CO2气体保护焊和手工电弧焊对16 mm厚的440 MPa级海洋工程用钢板进行了对接试验,对比了两种焊接方法下焊接接头的组织和力学性能。结果表明,CO2气体保护焊焊缝组织主要为针状铁素体、侧板条铁素体和少量残余奥氏体,而手工电弧焊的焊缝组织主要为针状铁素体、粒状贝氏体以及少量残余奥氏体,两者热影响区粗晶区组织均为板条结构;气体保护焊焊缝的硬度低于手工焊的,且其接头硬度分布更不均匀;相对于手工电弧焊,气体保护焊焊缝强度较高,塑性较差,-40℃下的冲击功远低于手工电弧焊的;两者冲击断口均为准解理断口形貌,但手工焊断口有许多延性脊,改善了韧性。

MnS偏析对440 MPa级冷轧低合金高强钢塑性影响浅析

针对CSP流程生产的440 MPa级冷轧低合金高强钢屈服强度异常升高问题,通过金相显微镜、SEM对比,分析了正常(A)试样和异常(B)试样拉伸断口显微形貌及金相组织。结果表明,B试样中存在大量MnS析出物并聚集偏析,MnS偏析导致440 MPa级冷轧低合金高强钢塑性指标偏低,材料冲压成形性能较差。工业化生产440MPa级冷轧低合金高强钢过程中针对塑性较差问题,可以通过降低C含量至0.055%、降低S含量至50 ppm和适当提高连铸机拉速至4.6 m/min的措施有效降低MnS偏析,从而提高了材料的冲压成形性能,大大降低了产品在市场质量异议风险。

440 MPa级高强钢焊缝金属的断裂韧性

使用自研的Si-Mn-Ni气保护实心焊丝对440 MPa级高强钢进行MAG焊,并在系列温度下进行冲击试验、疲劳裂纹扩展速率试验和裂纹尖端张开位移试验,研究了焊缝金属的断裂韧性和显微组织对断裂韧性的影响。结果表明:焊缝金属的韧脆转变温度约为-48.4℃;随着恒幅载荷(13~17 kN)的增大载荷循环次数N减小、疲劳寿命降低,且在应力强度因子范围ΔK相同的情况下疲劳裂纹扩展速率da/d N总体上随着恒幅载荷的增大而减小;焊缝金属的CTOD值δ为0.481~0.781 mm,有效特征值δ_(0.2BL)为0.5103 mm,CTOD值δ的离散系数仅为16.5%,表明焊缝金属的良好断裂韧性满足海洋工程的技术要求;阻碍裂纹扩展能力较强的针状铁素体使断裂韧性提高,而阻碍裂纹扩展能力较弱的准多边形铁素体和易诱发微裂纹的M-A组元使断裂韧性降低。