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。

Effect of aging treatment on irradiation-induced segregation of high Mn-Cr steel

To investigate the effect of aging treatment on irradiation-induced segregation of high Mn-Cr steel, specimens for electron-beam irradiation were prepared from the high Mn-Cr austenitic steel which was solution treated at 1 373 K for 1 h and aging treated at 573 K for 1 000 h, respectively. The electron-beam irradiation was performed at 573 K up to doses of 5.4 dpa in a 1 250 kV HVEM and irradiation-induced segregation analyses were carried out by an EDX in a 200 kV FE-TEM. The results show that void formation is not observed in both solution treated and aging treated ones. The amount of Cr segregation at the grain boundary decreases in the aged one; however, that of Mn is not changed in solution treated one.

微合金钢等温过程中带状组织演变规律研究

采用热模拟试验机、金相显微镜和扫描电镜研究了微合金钢在等温过程中的带状组织演变规律,并对其形成机理进行了分析。结果表明:试样在650~700℃等温时,带状组织为铁素体/马氏体。在550~600℃等温时,带状组织为针状铁素体/马氏体,且随着等温温度的下降,针状铁素体的体积分数不断升高。Mn的带状偏析是导致该等温期间不完全转变现象的根本原因。当等温温度降到450℃时,组织全部为针状铁素体,带状组织基本消失。

变速器输出轴断裂失效分析

某车型综合耐久试验过程中变速器输出轴发生断裂。通过化学成分检测、显微组织观察、断口形貌及能谱分析等方法,对由20CrMnTi制成的变速器输出轴断裂原因进行分析。结果表明,原材料熔铸凝固过程中铬(Cr)、锰(Mn)元素扩散速率较慢在枝晶间汇集,晶间液相区溶质元素在晶界造成元素偏析,从而析出Cr、Mn化合物使晶界弱化,在后续热处理工艺产生内应力和相变应力的综合作用下,弱化的晶界上产生微裂纹。当承受交变载荷时,微裂纹沿原奥氏体晶界逐步向内扩展,最终导致零部件断裂。工程使用端可借鉴文章介绍的失效分析方向,控制使用端此类失效问题的发生。

直接淬火高性能钢冷裂纹形成因素研究

通过电子探针、扫描电镜、硬度对比及formastor模拟机,对直接淬火高性能钢冷裂纹的形成因素进行研究,通过不同的轧制冷却工艺确定了合适的终冷温度,并采取缓冷措施。

焊后热处理对中锰TRIP钢激光焊接接头组织及力学性能的影响

为解决中锰钢焊接接头的脆性断裂问题,研究了焊后热处理工艺对厚度为1.6 mm的中锰TRIP钢激光自熔焊接接头组织、静态力学性能以及锰元素分布的影响,热处理温度选择Ac1(奥氏体开始转变温度)和Ac3(奥氏体转变终止温度)之间,这和中锰钢轧制温度是相同的,可以保证更高的强度和韧性。研究结果表明:焊态试样焊缝区主要为马氏体组织,热处理后焊缝主要组织为回火马氏体,并伴有碳化物析出;在620℃热处理3 min后,焊接接头抗拉强度无明显提高,但延伸率相对于焊态接头提高了1 959.2%,主要原因是热处理缓解了锰元素在晶界上的偏析。焊态接头失效断口为典型的脆性断裂,并出现了较多的二次晶间裂纹,热处理后的接头失效断口出现了较多的凹坑和韧窝,呈现良好的韧性断裂特征。在热处理后试样的应力应变曲线中发现了二次屈服,通过VIC-3D数字图像关联(DIC)技术发现这是吕德斯带穿越焊缝遇到硬度较高的马氏体组织导致应力突增所致,最终在母材处发生颈缩并断裂。

ЭИ835(Х25Н16Г7АР)奥氏体热强钢试制

ЭИ835钢是一个用锰和氮补充合金化的经济型奥氏体抗氧化钢。它适合于采用非真空感应+电渣重熔的工艺路线来冶炼。通过Ca处理,Ce脱硫和Ni-Mg微合金化,将S含量控制在50ppm以下,可以避免第四类低塑性。该钢中Mn的树枝晶偏析导致工艺塑性下降,性能各向异性,锻造前必须在1180℃充分均热。电渣锭在锻锤上锻造开坯时,第一火次宜于钢锭出炉后待其稍稍变凉,采取多面受力的小变形方案。

GH1835合金锻造工艺探讨

GH1835合金是一个用锰和氮补充合金化的经济型奥氏体抗氧化钢,该合金在锻造前必须在1180℃充分均热,因合金中Mn的树枝晶偏析会导致工艺塑性下降,性能产生各向异性,且电渣锭在锻锤上锻造开坯时,第一火次宜于钢锭出炉后待其稍微降温,采取多面受力的小变形方案。

后处理对选区激光熔化成型MnCu合金阻尼性能的影响

研究了后处理对激光选区熔化(Selective Laser Melting,SLM)成型MnCu阻尼合金的微观组织演变及阻尼性能的影响。结果表明,打印态MnCu合金形成了单一γ固溶体并具有良好的阻尼性能;打印态MnCu合金直接经435℃时效2.5 h空冷后微观形貌无明显变化。然而,此工艺处理导致扫描轨迹交界处微裂纹增加和孪晶组织减少,因此合金阻尼性能下降;打印态MnCu合金经885℃固溶处理1 h随炉冷却再经435℃时效2.5 h空冷后阻尼性能明显提升,当应变振幅达到0.1%时tanδ接近0.05,这是由于时效过程中Mn偏析使得合金晶格畸变程度增大。然而,延长时效时间至5 h后,α-Mn含量增多,恶化了合金的阻尼性能。

连铸坯宏观与半宏观偏析行为表征

为了深入了解连铸坯宏观偏析和半宏观偏析的分布特征,采用碳硫检测、化学分析、直读光谱、金属原位分析方法研究连铸坯厚度方向C、Mn元素宏观偏析行为;通过连铸坯低倍组织腐蚀和图像扫描处理方法探究半宏观偏析分布特征。研究结果表明,碳硫检测和直读光谱检测方法可定量分析C元素宏观偏析,而Mn元素适合采用直读光谱和金属原位分析方法,半宏观偏析可通过半宏观偏析面积比和半宏观偏析度实现定量表征。在连铸坯厚度方向,随着距铸坯表面距离的增加,C元素和Mn元素偏析不断波动,在铸坯中心处偏析较大。半宏观偏析主要存在于铸坯芯部,在枝晶转变区和铸坯中心处半宏观偏析度达到最大值。

600MPa抗震钢筋条带状异常组织的分析与控制

针对600 MPa钢筋横截面心部附近出现明显的条带状异常组织,采用金相显微镜、SEM、EDS及维氏硬度方法对试样进行分析。结果表明:心部条带状异常组织为退化珠光体,该条带状组织主要由于冶炼工序的铸坯存在Mn元素偏析,并在后续轧制过程中形成的条状偏析带。针对上述情况,通过提高转炉出钢合金窄成分控制、采用高碱度大渣量、优化结晶器电磁搅拌参数、中间包低过热度及水口全程密封浇铸措施,有效改善了铸坯心部的元素偏析,避免了钢筋条带状异常组织的产生,提高了产品质量。

高锰奥氏体低温钢拉伸断口开裂原因分析

采用光学显微镜、扫描电镜和力学试验的方法,分析了高锰奥氏体低温钢拉伸断口开裂的原因,结果表明,Mn、S元素存在严重偏析,生成的MnS夹杂物在轧制过程中形成MnS偏析带,MnS偏析带与基体的结合力较弱,在颈缩过程中形成的三向应力作用下,拉伸断口开裂。