M-A岛高温回火转变产物对核电SA508-3钢冲击韧性影响机制

利用SEM、TEM、XRD和EBSD等微观分析手段,研究了核电SA508-3钢马氏体(M)-残余奥氏体(A_(R))岛(M-A岛)高温回火转变对冲击韧性的影响机制。结果表明,正火态SA508-3钢中M-A岛呈块状,以A_(R)为主。M-A岛经650℃高温回火后,转变成铁素体和M_(3)C碳化物组成的析出相聚集区。沿析出相聚集区边缘分布的粗大M_(3)C易诱发裂纹萌生而发生解理断裂,导致SA508-3钢低温冲击韧性偏低。进一步研究表明,深冷或回火预处理将M-A岛转变成过渡产物,可改善正火态SA508-3钢650℃高温回火后析出相聚集区中M_(3)C的尺寸、形态和分布,进而在一定程度上提高了SA508-3钢低温冲击韧性,其中400℃预回火处理效果最佳。这是由于,经400℃预回火后,M-A岛中A_(R)将完全转变成细小的贝氏体,其内部具有高密度板条亚结构和渗碳体,为M_(3)C在析出相聚集区内均匀析出提供形核点;同时,400℃预回火也减少了M-A岛边缘位错密度和相变残余应力,避免了650℃高温回火过程中M_(3)C在原块状M-A岛边缘形核和迅速长大,有利于M_(3)C在析出相聚集区内均匀弥散分布。

正火冷速对10MnNiCr船体钢M-A岛和韧性的影响

采用Gleeble试验机模拟了10MnNiCr钢正火处理的连续冷却过程,观察了不同冷速下的显微组织,绘制了CCT曲线,测试了显微硬度和冲击功。结果表明：当该钢以0.167~15℃/s的速度冷却时,形成了M-A岛状组织;随着冷速提高,M-A岛附近的基体组织从粗大的多边形铁素体变为细化的贝氏体铁素体,岛的尺寸减小,与基体之间的硬度差值减小,冲击韧性改善。

透射-电子背散射衍射技术表征双相钢中马氏体-奥氏体岛的相结构及晶粒取向

为研究高强度低屈强比双相钢中马氏体-奥氏体岛(M-A岛)的精细结构及晶粒取向差关系,利用自制的透射-电子背散射衍射(T-EBSD)样品台和透射电镜样品,在扫描电镜上完成了纳米级高分辨电子背散射衍射(EBSD)表征。通过优化工作电压、倾转角度、工作距离、探头距离、步长等参数,确定了最佳实验条件:工作电压为30kV,倾转角度为30°~38°,步长为15nm,最终获得了高质量的透射菊池花样,实现了微观组织的精细表征,将常规EBSD的分辨率提升了一个数量级。同时,利用透射电镜的高分辨透射电子显微术(HRTEM)进行了验证。EBSD分析结果表明,LYR690钢中M-A岛内部存在超细铁素体、铁素体与奥氏体混合相、残余奥氏体和马氏体等4种结构。残余奥氏体主要以两种形态存在:一种为数百纳米级别的独立晶粒,其与周边铁素体存在超过15°的大角度取向差;另一种为铁素体晶粒中分布的细微奥氏体结构,其与铁素体晶粒的取向差小于10°。

硅在低碳合金钢中作用的研究(Ⅱ)——硅对低碳贝氏体钢组织和性能的影响

硅作为低碳贝氏体钢中的一种主要合金元素,在一定含量范围内可有效地提高钢中残留奥氏体量及其热稳定性和机械稳定性,从而使钢的强韧性得到改善。本文试验表明,随着硅含量增加,低碳贝氏体钢的强度和韧性呈先增加后降低的规律变化,在某一硅含量下强度和韧性同时达到最大。在冷却速度Vt=156℃/min时强度和韧性都达到最大的硅含量为1.62%;在Vt=7.5℃/min和0.9℃/min时硅含量为1.99%。由于硅含量和冷却速度不同,在低碳贝氏体钢中存在四类不同形态的M-A岛:第一类为全马氏体岛;第二类为全残留奥氏体岛;第三类为中心是马氏体外围是残留奥氏体的岛;第四类是外围是马氏体中心是残留奥氏体的岛。其中第二、三类M-A岛有利于提高钢的韧性。

大热输入焊接DH36钢焊接粗晶区组织与性能分析

利用焊接热模拟的方法,对比研究了大热输入焊接DH36钢焊接粗晶区的组织与性能.结果表明,低碳、低锰及低碳当量+微钛处理的合金设计可显著改善钢大热输入焊接粗晶区的组织与性能.随着t8/5的增大,大热输入焊接DH36钢粗晶区的组织由细小(尺寸<1μm)的板条状马氏体-奥氏体岛(M-A岛)组织转变为大尺寸块状M-A岛组织,同时组织中先共析铁素体数量增多,尺寸增大.降低钢中的Mn元素含量可显著促进先共析铁素体的形成,抑制硬质相M-A岛的产生,但过多的粗大先共析铁素体形成会降低HAZ的低温韧性.M-A岛和先共析铁素体共同作用决定着大热输入HAZ的性能.

轧制工艺对CSP生产低碳贝氏体高强钢组织和性能的影响

研究了CSP工艺生产低碳贝氏体高强钢的工艺控制与显微组织和力学性能的关系。通过比较不同终轧温度和卷取温度对低碳贝氏体高强钢组织性能的影响,得出钢板最终组织为不同比例的铁素体加贝氏体复相组织,且随着终轧温度和卷取温度尤其是卷取温度的降低,组织中贝氏体的体积分数增多,组织更加细小均匀,并且可以获得细小弥散的M-A组织和析出粒子,从而提高钢的屈服强度和韧性。

超快冷下X70管线钢热轧工艺及显微组织

研究了14.2 mm X70管线钢轧后经超快冷＋层流冷却、层流冷却两种冷却制度后的显微组织及力学性能,讨论了超快冷＋层流冷却下实验钢强韧化机制.结果表明：两种冷却制度下实验钢力学性能均满足API SPEC 5L X70要求,超快冷＋层流冷却下实验钢强度、塑性及韧性较高,综合力学性能良好;不同冷却制度下显微组织均为贝氏体铁素体＋针状铁素体＋M-A岛混合组织,其中超快冷＋层流冷却下针状铁素体、M-A岛组织更加细化;超快冷＋层流冷却下实验钢主要强韧化机制为细晶强化与纳米析出强化;实验钢理想轧后冷却工艺为：820~840℃终轧＋超快冷至450~500℃＋层流冷却至350~400℃＋卷取.

Mn对船板钢大热输入焊接CGHAZ组织性能的影响

采用焊接热模拟的方法研究了Mn元素含量对EH36船板钢焊接粗晶区组织与性能的影响.结果表明,Mn含量对EH36钢大热输入焊接粗晶区的低温韧性存在显著影响.Mn元素含量较高(1.58%)或较低(0.56%)时,粗晶区的低温韧性均差.当Mn含量等于1.20%时粗晶区的低温韧性最高.Mn含量对EH36钢大热输入焊接粗晶区的组织同样存在显著影响.Mn含量较低(0.56%)时,粗晶区的主要组织为粗大的先共析铁素体,其宽度约为30μm;而Mn含量较高(1.58%)时,粗晶区组织则以硬质相M-A岛状组织为主.先共析铁素体和硬质相M-A岛状组织共同决定着船板钢焊接粗晶区的韧性.

回火对Si-Mn-Mo系贝氏体钢组织性能的影响

研究了淬火后不同温度回火对Si-Mn-Mo系贝氏体钢显微组织与力学性能的影响。结果表明,采用淬火后回火的工艺可以显著提高Si-Mn-Mo系贝氏体钢的强度和塑性。淬火后300℃回火与350℃回火,该钢的力学性能相差不大,而450℃回火后强度、硬度相对较低,韧塑性略有提高。组织观察表明,该钢为贝氏体铁素体和残余奥氏体(片状和块状M-A岛)的复合组织,适当温度回火可以促进块状M-A岛分解,增加板条铁素体含量,提高残余奥氏体的机械稳定性,进而稳定其组织性能。.

回火温度对低合金高强度贝氏体钢组织和性能的影响

研究了回火温度对一种低温压力容器用低合金高强度(HSLA)贝氏体钢组织和性能的影响。结果表明,经过910℃淬火后组织为粒状贝氏体,贝氏体板条界面及板条上分布有条状或块状M-A岛。回火温度在350~550℃区间升温时,M-A岛分解析出渗碳体;回火温度为635℃时,M-A岛完全分解为细小弥散的渗碳体颗粒;回火温度升至700℃时,贝氏体铁素体组织发生再结晶,板条结构消失,成为块状铁素体结构,渗碳体明显粗化。随着回火温度的升高,抗拉强度降低,伸长率和-50℃冲击功增加,屈服强度先升高后降低,冲击断口由脆性解理断口向韧性纤维断口变化。经过910℃淬火+635℃回火后达到最佳的强韧匹配度,抗拉强度为606 MPa,-50℃冲击功达到279 J。

345MPa级别耐火钢高温状态下组织及析出相

为生产出优质耐火建筑用钢,研究345MPa级别耐火钢在高温下组织及析出相的变化对力学性能的影响,重点分析了M-A岛在耐火钢中的作用。结果表明,试验耐火钢的组织由铁素体、少量粒状贝氏体和M-A岛组成的混合组织;试验耐火钢在高温状态下具有稳定性良好的M-A岛和在基体或晶界中析出Nb和Ti的第二相质点,是耐火钢在高温下具有良好性能的重要原因。

控轧控冷双相高强度X100管线钢的组织与性能

为了提高石油输送管线钢的等级及韧性,对超低碳微合金钢通过控制轧制后的三阶段冷却,在实验室试制了X100高钢级管线钢,并对其显微组织与力学性能进行了分析。结果表明:试验钢在拉伸过程中没有明显的屈服点,屈服强度达770 MPa,屈强比为0.80,伸长率达到21.3%,-20℃冲击功为179 J,均符合标准要求,具有良好的综合力学性能;试验钢在冷却过程中发生了位错回复、亚晶形成、形变诱导析出、针状铁素体以及板条贝氏体的转变、析出物长大和碳化物偏聚等,形成了针状铁素体和贝氏体双相组织为主及部分M-A岛和孪晶的显微组织。

贝氏体抽油杆钢性能的研究

介绍了 FG2 0高强度抽油杆钢的化学成分、热处理工艺、力学性能、组织特点及强韧化机理。在 FG2 0钢的成分基础上通过去钒提钛和降低碳、锰含量提高硅含量两种方式调整化学成分 ,使试验钢得到典型的粒状贝氏体组织 ,与 FG2 0钢相比 ,抗拉强度差别不大 ,而伸长率和断面收缩率明显提高。通过降低回火后冷却速度和时效处理两种热处理工艺 ,使 FG2 0钢伸长率和断面收缩率显著提高。

回火温度对建筑结构钢Q460qD组织和力学性能的影响

对轧态Q460qD钢板进行450-600℃保温60 min的回火试验,通过显微组织观察、拉伸性能测试等方法研究了回火温度对Q460qD钢组织结构和力学性能的影响。结果表明：轧态Q460qD钢组织由细小针状铁素体、粒状贝氏体和M-A岛组成。经过450-600℃保温60 min回火处理后,随着回火温度的升高,组织中M-A岛逐渐分解,尺寸也越来越小。600℃×60 min回火后,M-A岛基本分解完全。随着回火温度的升高,Q460qD钢抗拉强度先降低再升高,屈服强度逐渐升高,屈强比逐渐升高。

终轧温度对Q420qD建筑结构钢组织和力学性能的影响

通过Gleeble-3500试验机、显微组织观察、室温拉伸性能测试研究了不同终轧温度(820~880℃)对Q420qD钢组织和力学性能的影响。结果表明:在820~880℃时,随着终轧温度的降低,Q420qD钢组织逐渐细化,M-A岛平均尺寸减小,面积百分数降低,钢的抗拉强度、屈服强度和屈强比均逐步升高。终轧温度860~880℃时,Q420qD钢的强度和屈强比满足GB/T 19879-2015对Q420级建筑钢的性能要求。

热处理温度对345MPa级耐火钢组织及性能的影响

研究了不同热处理温度对345 MPa级耐火钢组织和性能的影响。结果表明,经过热处理后试验耐火钢的组织特征是由铁素体基体、少量粒状贝氏体和M-A岛组成的混合组织。随着热处理温度的升高,铁素体晶粒尺寸长大,粒状贝氏体和M-A岛数量减少,耐火钢的抗拉强度、屈服强度和屈强比下降,延伸率升高。在加热温度为800℃时,铁素体晶粒形状规则,贝氏体分布均匀,综合力学性能最好。

热轧工艺对低碳锰钼铌钢组织和性能的影响

研究了低碳锰钼铌钢终轧温度及轧后冷却速度对钢的显微组织和力学性能的影响。为了获得 50 0 MPa以上的屈服强度及较理想的综合性能 ,终轧温度以在 82 0～ 90 0℃之间为宜。轧后喷水冷却 ,有利于提高强度。通过用金相法和热磁法相配合测定出了钢的奥氏体等温转变曲线 ,间接地对此钢在各种条件下显微组织的形成规律有了较深入的了解。

热处理对Q460E低合金结构钢组织与性能的影响

研究了正火、回火对Q460E低合金结构钢组织与力学性能的影响.结果表明,920℃正火后的组织为细小的M-A岛弥散地分布在细小的贝氏体铁素体条间,从而决定了该钢具有较高的强韧性.200℃到500℃范围内回火,力学性能相对较为稳定且具有较高的强韧性,屈强比较低.600℃回火时力学性能相对较低,但也要比GB/T1591-1994规定的该钢的强韧性要高.分析认为强韧性降低幅度相对大的原因主要是粒状贝氏体的分解、碳化物的析出长大球化,分布在条状铁素体边沿,犹如上贝氏体,以及碳化物在晶界分布.200℃回火能够获得较高的强度和突出的韧性.回火过程就是粒状贝氏体分解变化,碳化物析出长大球化过程.

冷轧双相钢再加热过时效热处理实验研究

为提升DP590冷轧双相钢综合力学性能,利用CAS-300Ⅱ型连退模拟试验机,通过模拟退火实验,研究了冷轧双相钢再加热过时效工艺(R-OA工艺)中,不同再加热温度对其组织性能的影响,并与传统冷轧双相钢的生产工艺的组织性能进行分析对比,结果表明:R-OA工艺较传统工艺相比,马氏体周围有较多M-A岛组织;R-OA工艺再加热温度超过350℃时,实验钢屈服强度小于290 MPa,屈强比0.42,抗拉强度超过701 MPa,延伸率大于31.8%。

Ni含量对控轧控冷船舶用Nb-Ti微合金化NiCr钢组织和性能的影响

研究了0.31%Ni和0.88%Ni二种控轧控冷Nb-Ti微合金化NiCr钢的组织和性能。结果表明,船舶用钢控轧控冷获得粒状贝氏体、上贝氏体、针状铁素体、多边形铁素体及少量珠光体等组成的复合组织。控轧控冷造成铁素体晶粒尺寸细化,细小M-A岛增多。二种钢均获得较高的抗拉强度、屈服强度、伸长率和硬度,0.88Ni-0.32Cr钢性能优于0.31Ni-0.33Cr钢。船舶用钢-80℃试样纵向冲击功都在200 J以上,0.88Ni-0.32Cr钢甚至超过了300 J。该钢中最佳的Ni含量为0.88%Ni。由于控轧控冷造成了铁素体细晶强化、M-A岛复合强化、析出强化和位错强化,合金元素镍有效的提高了船舶钢的低温冲击韧性。