V-Ti-N微合金非调质无缝油井管钢中碳氮化物的热力学计算

用包括奥氏体γ相和两个碳氮化物相三相溶解度间隙平衡处理的方法计算了V-Ti-N微合金非调质油井管钢中的碳氮化物析出.计算结果表明,此钢奥氏体中的析出模式为1473℃时TiN即开始析出;其后部分TiN逐渐转变为复合(TixV1-x)(CyN1-y)颗粒,而其他的TiN直到低温仍保持其化学性质;最后富V-C的V(CxN1-x)在846℃开始析出.实验数据验证了这种析出模式.计算结果支持了中碳含钒微合金钢中800℃以下奥氏体中的析出对其后的奥氏体分解相变具有明显的调控作用的观点.

Nb-V复合微合金化中碳非调质钢的连续冷却转变

利用Formastor-Digital膨胀仪测定了Nb-V复合微合金化中碳非调质钢的连续冷却转变曲线（CCT曲线）,并测定了不同冷速下实验钢硬度的变化。分析了不同Nb、V含量对中碳非调质钢连续冷却转变的影响。结果表明,随着Nb、V含量的增加,相变点温度随之降低,并使得转变过程中珠光体、贝氏体转变区域变宽,组织中相应的体积分数增加。冷速在0.08-1℃/s时,组织主要为铁素体和珠光体;当冷速大于2.5℃/s时,开始发生贝氏体转变,随着冷速的进一步增加,贝氏体含量越来越多,并在5℃/s时出现马氏体组织。Nb-V复合微合金化实验钢受冷速的影响较大,随冷速的增大实验钢的显微硬度也随之提高。冷速分别在10℃/s和30℃/s时,硬度突然增大。

C和N含量对V-N-Ti微合金非调质钢组织的影响

研究了C含量0．26wt％～0．42wt％及N含量0．0041wt％～0．021wt％变化对中低碳v—N—Ti微合金非调质钢锻态组织的影响。结果表明，C、N含量对V—N—Ti微合金非词质钢锻态组织中先共析铁素体的数量及分布存在显著影响。钢中的N含量一定，C含量约为0．33wt％时，组织中形成的晶内铁素体数量最多、组织最细小均匀；钢中的C含量一定，锻态组织中先共析铁素体的数量随着N含量的增加而增加，但N含量对先共析铁素体数量的影响要远小于C含量的影响。采用基于经典形核和长大理论模型计算所得析出动力学结果很好地解释了上述现象。

Nb对V-Ti复合微合金化曲轴用非调质钢组织、性能的影响

研究了 Nb对一种 V- Ti复合微合金化曲轴用非调质钢组织、性能和晶粒度的影响。结果表明 :加 Nb后组织细化、韧性提高 ,强度随铌含量的上升先降后升。根据实验室研究结果制定了工业生产的合金化方案、工艺流程 ,成功生产出实际晶粒度级别为 6～ 7级的 15 0～ 15 5 m m圆钢供用户制造曲轴 ,各项指标满足用户要求。

V-N微合金化生产非调质N80石油管

采用V-N合金微合金化和控温轧制技术取代传统的调质生产方式,获得了具有稳定性能,满足APISpec5CT标准要求的N80级油井管产品。现场轧制实验表明:此技术是可行的,不仅简化了生产工序,而且降低了钢材成本。

Nb-V复合非调质钢热变形行为的研究及其热加工图

采用Gleeble-3800热模拟试验机对Nb-V复合非调质钢在变形温度950～1150℃、变形速率0．1～10s^-1、变形量为60％下进行单道次压缩试验，研究了Nb-V复合非调质钢的动态再结晶行为，并测得动态再结晶激活能为Qd=353．80kJ／mol。基于动态材料模型建立了其在常见变形量之下的热加工图。结果表明，该Nb-V钢在变形温度为1050～1150℃、应变速率为0．1～0．3s^-1的条件下功率耗散效率值最大，可为确定最佳的热加工工艺参数提供依据。

轧制比和Nb对V-Ti微合金非调质钢组织及性能的影响

通过金相、扫描、透射电镜研究不同轧制比工艺下V-Ti、Nb-V-Ti两种微合金化非调质钢的微观组织及机械性能。结果显示:Nb-V-Ti非调质钢轧制比大于10时,冲击韧性值可以达到50 J,而V-Ti非调质钢的轧制比却需要大于15以上,才能达到类似的冲击韧性值。从相同轧制比对比也可以发现,Nb-V-Ti非调质钢的冲击性能明显优于V-Ti非调质钢,这是因为Nb能够显著提高非调质钢的奥氏体粗化温度,有效阻止奥氏体晶粒的快速长大,细化非调质钢晶粒,降低珠光体片层间距,使渗碳体呈粒状或球状分布;另外,Nb能促进V-Ti非调质钢中细小含铌碳化物的弥散析出,细化基体组织,同时提高非调质钢的强度。因此,Nb-V-Ti复合非调质钢经过未再结晶区变形后可获得均匀细小的铁素体-珠光体组织,且在900℃未再结晶区进行大轧制比变形能够有效改善Nb-V-Ti非调质钢的强韧性。

Nb-V-Ti微合金化0.37C-1.45Mn非调质钢动态再结晶行为

借助Gleeble-3800热模拟实验机研究了真空感应炉熔炼,并锻成φ25 mm棒材的Nb-V-Ti微合金化0.37C-1.45Mn非调质钢(/%:0.37C,0.60Si,1.45Mn,0.025Nb,0.078V,0.017Ti)在950~1150℃,形变速率0.1~10 s^(-1),形变量60%的单道次压缩的奥氏体动态再结晶过程。结果表明,Nb-V-Ti微合金化0.37C-1.45Mn钢形变温度越高,形变速率越低,则发生动态再结晶的形变储能越小,越容易发生动态再结晶。试验用钢因含有Nb而动态再结晶激活能较高,为Q_λ=353.80 kJ/mol。

Effect of Nb-V Microalloying on Microstructures and Mechanical Properties of Medium Carbon Non-Quenched and Tempered Steel

Based on optical microscope(OM),transmission electron microscope(TEM) and mechanical performance measurement,the microstructures and mechanical properties of Nb-V micro-alloying non-quenched and tempered steels have been studied.The results showed that the microstructure consists of ferrite and pearlite,in which there exists a lot of intragranular ferrite.Niobium carbide is the main form of carbonitrides,Nb-enriched carbonitrides refine grains,V-enriched carbonitrides have precipitation strengthening effect,which promotes the toughness of the studied steel.The mechanical properties for steels 1,2 and 3 have met the standards required by high load automobile crankshaft,in which the comprehensive property for No.2 is the best.

一种汽车用微合金非调质钢的连续冷却转变

测定了一种汽车用微合金非调质钢的过冷奥氏体连续冷却转变曲线,研究了冷却速率对相变组织及显微硬度的影响。结果表明:试验钢的临界点A c3为838℃,A c1为732℃;当冷却速率小于0.2℃/s时,试验钢的连续冷却转变产物为铁素体、珠光体和贝氏体;当冷却速率为0.2℃/s时,转变产物中出现马氏体;当冷却速率为5℃/s时,铁素体、珠光体消失,转变产物为贝氏体和马氏体;随着冷却速率的增大,马氏体含量逐渐增多,贝氏体含量逐渐减少,甚至完全消失;当冷却速率增大至20℃/s时,转变产物均为马氏体;随着冷却速率的增大,试验钢的显微硬度呈先快速增长,后增长速率变缓的趋势。

33Mn2V油井管用钢奥氏体晶界的显示

利用控温控时水浴锅 ,采用热化学侵蚀法对不同热处理和热机械处理状态 33Mn2V微合金非调质钢奥氏体实际晶粒的金相显示方法进行了研究。结果表明 ,采用自来水 30mL和适量苦味酸并滴加少量盐酸的腐蚀方法可清晰显示 33Mn2V微合金钢奥氏体实际晶粒。晶界显示难易程度与样品状态密切相关 ,晶界线的宽度与首次显示时间有关。

贝氏体型非调质钢的试制

为降低钢结构件的成本,开发了一种新型的贝氏体高强度钢。该钢种属普通低碳合金钢,其特点是以价格较低的V,Mn,Cr取代昂贵的Ni,Mo,B等进行合金化,勿需热处理,生产工艺简单。铸坯的加热和压下制度与其它钢种类似,采用控温轧制和轧后空冷提高钢的强度和韧性。结果表明:试验钢板的抗拉强度较高,均在860MPa以上;且随着终轧温度的提高,钢的冲击韧性得到改善。

新型油井管钢33Mn2V的动态再结晶规律研究

采用 Gleeble- 15 0 0热 /力模拟仪压缩变形实验 ,研究了微合金非调质钢 3 3 Mn2 V的动态再结晶规律。绘制出其动态再结晶图 ,发现其发生动态再结晶的临界变形量较小。通过回归计算出其热变形方程式 ,确定了 σP、εP和 Z的关系 。

33Mn2V非调质油井管钢的相变特性及其应用

研究了新型热轧非调质无缝油井管用 3 3 Mn2 V钢 ,实验确定了该钢在加热过程和 95 0℃奥氏体化后冷却过程的相变点 ,以及 110 0℃奥氏体化不变形条件下和 12 0 0℃奥氏体化并模拟实际穿管、轧管变形条件下的两种过冷奥氏体连续转变曲线。提出一种不同于业界至今仍普遍认同的观点 ,即“在线常化”技术不是生产 N80钢级非调质热轧油井管必不可少的工艺途径。

油井管钢33Mn2V静态再结晶的模拟研究

采用热 /力模拟技术研究了新型非调质油井管用钢 33Mn2 V在不同变形温度、变形速率、变形量和初始组织条件下的奥氏体静态再结晶行为。根据所得数据确定了其静态再结晶激活能 Q=115 .4 k J/ mol,并建立了 33Mn2 V钢静态再结晶量的经验模型 :X=1- exp[- 0 .2 2 314 (t/ t0 .2 ) 0 .4 8],t0 .2 =1.2 4 34- 1 0· d20 ·ε- 2 .36 87· ε- 0 .31 6 7· exp(QRT) ,式中道次间隔时间 t≥ 6 0 s时取 t=6 0 s。

氮在非调质钢中的作用

介绍了氮在非调质钢中所起的有益作用。在Nb ,V ,Ti三种微合金化元素中 ,钒有较高的溶解度 ,是非调质钢最常用也是最有效的强化元素。钒在钢中通过形成细小析出相起细化晶粒和沉淀强化作用。与碳相比 ,氮与钒有更强的亲和力 ,且氮化物更稳定 ,因此 ,氮对控制钒的析出起更重要的作用。大量研究结果表明 ,非调质钢中增氮改变了钒在相间的分布 ,促进V(C ,N)析出 ,使析出相的颗粒尺寸明显减小。因而氮增强了非调质钢中钒的沉淀强化作用 ,大幅度提高钢的强度。氮通过促进V(C ,N)析出 ,有效地钉扎奥氏体 -铁素体晶界 ,细化了铁素体晶粒。细小的V(C ,N)析出相促进晶内铁素体的形成 ,进一步细化了铁素体组织。对微钛处理非调质钢 ,增氮还提高TiN颗粒的稳定性 ,更有效地阻止奥氏体晶粒长大。充分利用廉价而丰富的氮 ,在保证一定的强度水平下 ,可节约贵重钒合金 ,进一步降低非调质钢的成本。因此 ,氮是非调质钢中经济有效的微合金化元素。

微合金化非调质钢C38N2动态再结晶行为

针对微合金化非调质钢热轧过程的变形特征,通过Gleeble-3800热模拟试验机研究了Nb-Ti-V非调质钢C38N2(/%:0.40C、0.52Si、1.42Mn、0.010P、0.047S、0.028V、0.025 Ti、0.022Nb)在950～1 150℃,变形速率0.1～10 s^(-1)变形量60%,单道次压缩时的奥氏体动态再结晶过程,计算得出C38N2钢的动态再结晶晶粒尺寸模型和动态再结晶状态图。结果表明,C38N2钢变形温度越高,变形速率越低,则发生动态再结晶的储蓄能越小,动态再结晶越易发生。C38N2钢的动态再结晶激活能Q_d=294.905 kJ/mol。

微合金非调质无缝钢管内折缺陷分析

N80级微合金非调质无缝钢管在生产中出现内折缺陷。采用金相检验、夹渣物的化学成分分析及扫描电镜观察等方法对该缺陷进行了分析。结果表明,连铸坯中心存在大量夹渣物,致使在穿孔轧制过程中形成内折缺陷。提出了改进措施。

微合金非调质40Mn2V钢管的变形抗力研究

采用Gleeble-1500热模拟实验机对微合金非调质40Mn2V钢管的变形抗力进行了研究。结果表明,变形温度越高,变形速率越低,钢管变形抗力越小。变形抗力对数值lnσ随着温度升高和变形速率对数值ln.ε的增大,分别呈线性减小和线性增大,且变形抗力与变形程度呈非线性关系。采用Matlab软件拟合出了微合金非调质40Mn2V钢管的变形抗力公式,其拟合度R为0.966 3。

电炉冶炼非调质钢38Mn6V工艺探讨

控制非调质钢38Mn6V中合适的[N]含量不但可以改善钢的机械性能,还可以节约钒铁的添加量,从而进一步降低非调质钢的成本。文章从炼钢角度分析了含氮非调质钢的成分设计原理、氮在钢中的作用、钒氮非调质钢的技术经济性,并简单介绍了钢中增氮的方法。