新型汽车覆盖件钢板性能研究

UF340作为一种新型超细晶高强钢,在汽车外覆盖件的应用上具有替代HC180BD的潜力,研究了UF340力学性能和成形性能。结果表明,在塑性、加工硬化指数和各向异性方面,UF340与HC180BD具有相似的力学性能,与HC180BD相比UF340没有明显的烘烤硬化性,2种材料的成形性能基本一致。通过Keeler模型计算获得UF340的成形极限曲线与成形试验结果存在一定差异,采用线性分段拟合方式获得的成形极限图与试验结果吻合度更高,采用该方法获得的成形极限曲线可为新材料的成形应用提供参考。

Microstructure and Properties of 980MPa UltrafineGrained Cold Rolled Dual-Phase Steels

Two kinds of 980MPa grade cold rolled dual phase steels have been developed by designing C-Si-Mn and C-Si-Mn-Nb alloy systems.The microstructure of martensite in Nb-free steel is consisted of lath martensite and twined martensite with the volume fraction of 67%.However,the main hard phase in Nb-containing one is twined martensit with the volume percent of 59%.The size of martensite islands in Nb-containing steel is from 1μm to 3μm,and the size of NbC precipitates is from 15nm to 40nm.As to Nb-containing steel,the yield strength,tensile strength,yield ratio and elongation are 501MPa,1035MPa,0.48 and 17.5% respectively.Futhermore,Nb-containing steel has higher working hardening rate value above the critical strain 6.5%.And it decreases slowly with increasing the strain.This is mainly because of ultrafine grain size and nano-precipitates in ferrite,which improves the compatibility of phases and reduces the stress concentration at the phase interface.

P-RE复合超细组织耐候钢的理论与技术

深入研究了P、RE、晶粒细化和组织类型等因素对钢铁材料耐大气腐蚀性能的影响规律和作用原理。研究发现,P改善耐大气腐蚀性能显著,也可有效提高钢的强度,由较高的P含量所导致的钢铁材料的冷脆问题可通过晶粒细化或超细化控制而显著改善;RE可显著改善钢铁材料的耐大气腐蚀性能,其主要作用机理是:在钢中形成的RE化合物、RE/Fe金属间化合物和固溶稀土等在腐蚀薄液膜中水解,并在pH值较高的阴极沉淀,从而起到缓蚀作用;晶粒细化有益于提高钢铁材料的耐大气腐蚀性能。通过集成上述3项技术,开发了新型的P-RE复合合金化超细组织经济型耐候钢。所开发的新材料成本优势明显,强韧性高,耐大气腐蚀性能可接近Cor-ten B钢水平。

含Nb细晶高强IF钢的析出热力学和动力学

采用规则溶液亚点阵模型计算了新型含Nb细晶高强IF钢在不同温度(1073~1473 K)下碳氮化物析出相的平衡体积分数、组成成分及化学驱动力,各元素的平衡质量分数;采用经典形核长大模型计算了实验钢在不同温度(1073~1473 K)下位错处形核的临界核心尺寸、临界形核功及相对形核速率。结果表明,随着温度的降低,析出相的平衡体积分数增大,Nb C在析出相中比例逐渐增加,Nb N在析出相中比例逐渐降低,析出相的化学驱动力增大,固溶在钢中的各元素的质量分数降低;在位错处形核的临界核心尺寸、临界形核功减小,相对形核率增大。至1073 K时,N元素已基本析出,C和N在析出相的成分中基本达到平衡。

变形速率对细晶高强IF钢应力-应变曲线及显微组织的影响

以细晶高强IF钢汽车板为研究对象,在MMS-300热力模拟实验机上,测定了在变形温度为950、900℃时,变形速率分别为0.1、0.5、1、5和10 s-1的应力应变曲线。结果表明,IF钢在950及900℃变形时,应力应变曲线为动态回复型,流变应力随着变形速率的增加而增加;在两种变形温度下,变形速率为0.1、0.5 s-1时对流变应力的影响差异较大。同时通过显微组织观察可发现,随变形速率的提高晶粒变细。

冷轧压下率对含Nb细晶高强IF钢织构形成机制的影响

以含Nb细晶高强IF钢热轧板为研究对象,研究了冷轧压下率对实验钢冷轧织构以及再结晶织构形成影响。结果表明,退火后铁素体晶粒细化,强度提高。实验钢经冷轧后主要的织构为{112}<110>、{111}<112>、{111}<110>、{001}<110>,并且随冷轧压下率增加,织构组分无变化,各组分强度整体增加。再经退火后,在α线上织构减弱,甚至一些织构逐渐消失。提高冷轧压下率时,织构峰值逐渐由{001}<110>转为{111}<110>。对于γ取向线,峰值由{111}<110>取向变为{111}<112>取向,最终{111}<112>比{111}<110>取向强度大。实验钢再结晶机制由定向形核和选择生长共同作用的结果,并且随冷轧压下率增大,{111}面织构强度增大,所以r(塑性应变比)值增大,深冲性能提高。

细晶高强IF钢连续冷却相变的研究

用MMS-300热力模拟实验机测定了细晶高强IF钢汽车板在变形温度为950℃时的静态和动态CCT曲线,通过实验可以发现,变形条件和冷却速度对相变点的影响很大,变形加速了铁素体相变;随冷却速度的提高,铁素体转变区域增大。从透射电镜照片分析可知,随冷却速度的增加,铁素体晶粒内部位错密度增高,晶粒内部有Nb(C、N)、NbC析出。

加热过程中细晶高强IF钢奥氏体晶粒长大规律研究

通过显微组织观察实验,对细晶高强IF钢在不同加热温度和保温时间下奥氏体晶粒长大规律进行研究。结果表明:随加热温度升高、保温时间延长,奥氏体晶粒尺寸逐渐增大。由实验结果可知细晶高强IF钢的晶粒粗化温度为1050℃,晶粒粗化时间为40 min。为保证微合金元素充分固溶,同时获得细小的奥氏体晶粒,生产中将加热温度控制在1050~1100℃、保温时间控制在30 min^40 min。通过对实验数据进行非线性回归建立了细晶高强IF钢奥氏体晶粒长大规律的数学模型,模型的计算结果与实验结果基本吻合。

42CrMoVNb细晶高强钢的疲劳行为

研究了不同热处理制度下得到的3种晶粒尺寸的42CrMoVNb细晶高强钢的疲劳性能.结果表明,它们的光滑疲劳试样S-N曲线在106-107周期范围内无平台出现,疲劳极限消失. SEM断口观察表明,光滑试样疲劳裂纹起源位置与寿命长短密切相关,测量了长寿命试样疲劳断裂源夹杂物的位置及尺寸.通过对实验数据的初步分析,给出了夹杂物及奥氏体晶粒尺寸应控制的水平.

含Nb细晶高强IF钢热变形行为的析出热力学

以新型含Nb细晶高强IF钢为研究对象,运用规则溶液亚点阵模型计算了实验钢从均热(1523K)冷却至室温(293K)的各个工艺过程中碳氮化物析出相的平衡体积分数、析出相的组成成分、各组元的平衡质量分数。计算结果表明,从均热到冷却至室温(1523K^293K)的过程中,随着温度的降低,固溶于基体中的Nb、C、N元素的质量分数逐渐减小,析出相平衡体积分数先增大后减小,NbN在析出相中比例逐渐降低,NbC在析出相中比例逐渐增加。至室温(293K)时,Nb和N元素几乎全部析出,碳氮化物不再继续析出。

细晶高强IF钢无沉淀析出区的形成机制及其对材料性能的影响

采用透射电子显微镜(TEM),对细晶高强IF钢在不同退火温度条件下无沉淀析出区(PFZ)的形成机制及其对材料力学性能的影响规律进行研究。结果表明,由于析出相粒子的固溶和粗大化与晶界迁移造成的扫动效应,导致仅在晶界一侧形成独特的无沉淀析出区,退火过程中无沉淀析出区优先在晶界经过的区域形成。在退火过程中,随着退火温度的升高,细晶高强IF钢无沉淀析出区的平均宽度增大,其屈服强度降低,n值逐渐增加。

590MPa级高强度汽车大梁钢的组织与性能研究

通过在碳锰钢基础上添加铌钛微合金化元素,成功开发出铁素体+珠光体组织的高强度大梁用钢,该钢钢质纯净、晶粒细小、强度高、耐疲劳性好,已成功应用于重型载重车纵梁制造。

基于ANSYS接触分析的粘结-滑移数值模拟

采用通用有限元程序ANSYS 10.0对拔出试件进行了接触分析,对数值模拟中的材料模型定义、有限元模型的建立、接触单元生成及后处理等关键技术进行了系统的研究;重点介绍了使用Targe170和Conta174单元建立三维接触对的实用方法,建议了库仑摩擦模型中摩擦因数和胶着强度的取值,最终实现了基于ANSYS接触分析的粘结-滑移数值模拟。结果表明:该方法可对钢筋拔出过程中的接触摩擦力、接触压力及接触状态等问题进行研究,弥补了宏观试验的不足,模拟拔出试验中的粘结-滑移关系具有一定的可行性。

高强高韧耐蚀细晶粒特种钢筋生产技术研究概述

特种钢筋有着广阔的市场前景和应用价值。通过晶粒细化技术可以获得高强度、高韧性、耐腐蚀的细晶粒特种钢筋。该种钢筋性能优异,性价比高。结合广钢的实际生产项目介绍高强度、高韧性、耐腐蚀的细晶粒特种钢筋的特点和研究情况,并对生产中的关键技术、技术指标和获得超细铁素体晶粒的工艺过程及物理冶金过程进行介绍。

高强混凝土与钢筋粘结-滑移的数值模拟

在梁的非线性有限元分析中,钢筋与混凝土界面的粘结-滑移是十分复杂的问题.为研究粘结长度对梁力学性能的影响,以粘结长度为变化参数构造了三根模型梁.基于模型梁几何参数,利用以前学者由试验得到的粘结滑移曲线,采用非线性弹簧单元COMBIN39模拟了钢筋和混凝土之间的粘结滑移,建立了粘结滑移关系曲线与弹簧单元F-D曲线的转换技术.基于ANSYS强大的后处理功能对考虑粘结滑移问题的混凝土模型梁进行了细致的研究,在一定程度上丰富了梁式构件的数值仿真理论.

VN微合金化超细晶高强钢的组织性能研究

基于电炉薄板坯连铸连轧流程氮高的特点，采用VN微合金化的成分设计，通过炼钢、连铸、均热、轧制和冷却各工艺过程的控制研究，开发了VN微合金超细晶高强钢板。钢板屈服强度达到了550MPa级，铁素体晶粒尺寸达到了3．0～4．0μm，具有良好的韧性、冷成形性能和焊接性能，满足汽车、工程机械制造等行业的要求。

冷轧低合金高强钢X410LA产品开发

本文介绍了新钢低合金高强钢X410LA研究和生产试制情况,对该钢种的成分特点和强化机理进行了系统研究和分析。通过合理的成分设计,在固溶强化元素C、Mn的基础上,添加适量Nb、Ti等强碳化物形成元素,阻止奥氏体长大,推迟奥氏体再结晶温度以及增加铁素体形核率,可实现析出强化和细晶强化目的,同时通过合适的生产工艺控制,进一步保证了X410LA冷轧成品的金相组织和综合力学性能。目前已形成了一套适合新钢生产装备特点、经济可行、稳定成熟的汽车用冷轧低合金高强钢X410LA的生产工艺,满足了用户对汽车用钢的要求。

细晶高强IF钢静态软化行为的研究

以细晶高强IF钢为研究对象,在MMS-300热力模拟试验机上,利用双道次压缩实验,研究了细晶高强IF钢的静态软化行为。结果表明,变形温度越高,保温时间越长,静态软化率越大,且晶粒尺寸越大;通过Z-hollomen参数,计算出在ε=0.3、ε=1s-1的条件下,细晶高强IF钢的静态再结晶激活能为186.73kJ/mol,该钢易发生静态再结晶。

细晶高强钢S420M的开发生产实践

在S420M细晶高强钢开发中采用低C和Nb、Ti微合金化成分设计,选择LD转炉冶炼→LF炉精炼→RH真空精炼→连铸→控轧控冷工艺流程。通过对控轧控冷工艺进行优化调整,生产钢板的组织晶粒尺寸达3~7μm,综合性能良好,屈服强度、抗拉强度、延伸率和低温冲击韧性均远高于用户需求,满足供货技术条件的要求。

磁场参数对400MPa级超细晶粒钢MAG焊缝组织的影响

利用电磁搅拌技术研究了交变磁场作用下400 MPa级超细晶粒低合金高强钢MAG焊逢组织特征,分析励磁电流、磁场频率对焊逢显微组织的影响。结果表明,电磁搅拌能有效地改变焊缝金属的组织形态,使焊缝金属组织柱状晶转变为等轴晶,有效细化组织。励磁电流以及磁场频率增加,焊缝组织改进效果增大。但励磁电流以及磁场频率增大到一定程度时,电磁搅拌效果变差。