Ti微合金化高强耐候钢的析出相观察和物理化学相分析

通过TEM和物理化学相分析手段定量研究了Ti微合金化高强耐候钢中析出相的结构、形貌、粒度和质量分数。研究结果表明：Ti微合金化高强耐候钢中的析出相有Ti（C，N）、TiC、TiN和Ti4C2S2；析出强化的强度随着析出粒子质量分数的增加和粒径的减小而增加，小于10nm的析出粒子对强度的贡献比较大；较低的卷取温度将会抑制TiC粒子的析出，从而降低析出强化的作用。

珠钢Ti微合金化高强耐候钢系列产品开发与应用

在薄板坯连铸连轧流程上,经过对Ti微合金化技术研究,有效地解决了Ti微合金化性能波动大的问题,开发出屈服强度450～700 MPa高强耐候钢。通过对试制钢的组织性能和应用研究,表明该产品具有良好的通板性能,成形性能和焊接性能,满足集装箱和汽车制造行业要求,具有广阔市场前景。

卷取温度对Ti微合金化高强耐候钢组织性能的影响

采用中试轧制试验、拉伸试验和光学显微镜等检测手段,分析了卷取温度对Ti微合金化高强耐候钢显微组织和力学性能的影响。结果表明:卷取温度为500℃时,显微组织主要为铁素体、粒状贝氏体,铁素体平均晶粒尺寸为6.2μm;卷取温度为540℃时,显微组织主要为铁素体、粒状贝氏体和珠光体,铁素体平均晶粒尺寸为8.6μm。卷取温度由540℃下降到500℃时,由于细晶强化、析出强化和位错强化三者的综合作用使屈服强度增加36.5 MPa,其中,细晶强化使屈服强度增加21 MPa,沉淀强化和位错强化使屈服强度增加15.5 MPa。

Ti微合金化高强耐候钢的成分设计研究

基于EAF—LF—CSP流程，以集装箱板的成分为基础，研究了Ti的加入范围，设计出高强耐候钢中的化学成分，开发出屈服强度为450～700MPa的高强钢。

Ti微合金化高强耐候钢的成分设计研究

基于珠钢EAF-LF-CSP流程，以集装箱板的成分为基础，研究了Ti的加入范围，设计出高强耐候钢中的化学成分，开发出屈服强度为450-700MPa的高强钢。

TSCR流程生产钛微合金化高强耐候钢中的析出物

运用电子显微镜和化学相分析等多种实验手段研究了Ti微合金化高强耐候钢中的析出物,并在热力学计算的基础上分析了其析出过程.结果表明:钢中主要存在TiC,TiCN,Ti4C2S2,Ti N等析出物,连轧前Ti N的析出过程已基本完成;大量纳米尺寸的TiC球形析出物粒子在铁素体的位错线上分布;Ti含量增加改变了MC相的粒度分布,小尺寸粒子的体积分数显著增加,增强了沉淀强化的效果.

钛微合金化高强度耐候钢成分设计及熔炼

在普通耐候钢Q450NQR1成分的基础上,通过理论计算,设计出一种钛含量为0.04%～0.10%、屈服强度为520～750 MPa的高强度耐候钢。按照成分设计要求,采用高频真空感应炉在1 873 K条件下熔炼钢样,并对不同钛加入量的钢样进行成分和组织结构分析。结果表明,熔炼的钢样中氧含量为(17～26)×10-6,氮含量为(12～66)×10-6,钛含量为0.006 1%～0.059 0%;钢样组织主要由铁素体和珠光体构成,随着钢中钛含量的增加,晶粒明显细化,钢组织渐趋均匀。SEM分析表明,钢中长方体的TiN夹杂,是以球形的Al2O3、MgO和钛氧化物夹杂为核心生长的,必要时在微合金化处理之前将钢中的氧含量降低到一定程度。

Ti微合金化高强机械用钢控轧控冷工艺研究

研究了Ti微合金化高强机械用钢铸坯析出物加热回溶、再结晶和连续冷却相变规律,分析和探讨了TMCP工艺对钢板组织、析出物析出以及力学性能的影响规律。结果表明,生产Ti微合金化高强机械用钢热轧卷板应采用大于1220℃的加热温度,同时严格控制粗轧温度、终轧温度和卷取温度,充分发挥细晶强化和析出强化作用,使钢板强韧性匹配良好。

Ti微合金化冷轧高强钢的再结晶温度研究

采用半小时等温法、显微硬度测量和金相组织观察等试验手段,研究了Ti微合金化冷轧高强钢的再结晶温度。结果发现:不同变形量的冷轧板再结晶规律基本相同,再结晶温度随变形量增加略有降低;640℃以下为回复阶段,随着温度升高,等轴晶大量形核长大,硬度迅速降低,到840℃再结晶晶粒反常长大;该钢种的再结晶温度高达700～710℃,钢中大量纳米级TiC析出物和溶质原子是再结晶温度提高的主要原因。

钒氮微合金化高强耐候钢开发研究

进行了450、550 MPa高强耐候钢的成分设计和冶炼,通过热膨胀试验并结合金相组织,分析了该高强度耐候钢的相变规律。利用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜以及拉伸试验对该试验钢的组织结构、第二相粒子的析出行为以及力学性能进行了研究,分析了钒氮微合金化对高强耐候钢析出强化和细晶强化的作用。结果表明:在钒钢中添加氮元素不但增强了析出强化效果,而且还能细化晶粒,提高耐候钢的综合力学性能。

N-Ti微合金化高强钢中的含Ti析出物

利用Gleebe1500热模拟试验机,对氮钛微合金化高强钢在薄板坯连铸连轧工艺下进行了热模拟试验,对模拟各工序下的Ti(C,N)析出物形貌进行观察和分析,并通过热力学、动力学分析了其析出的原因和条件,研究了Ti(C,N)析出物在热轧工艺中变化的全过程。研究表明:连铸过程中主要有直径200 nm的液析TiN;铸坯均热后有直径为50~100 nm的固析TiN,在原始奥氏体晶界和枝晶偏析带析出直径为100~200 nm的TiC;连轧后主要有形变诱导析出分布均匀、直径为10~30 nm的TiC;卷取后在铁素体中析出直径为6~15 nm弥散分布的TiC。

Nb微合金化对热轧700 MPa超高强耐候钢组织和性能的影响

试验超高强耐候钢(/%:0.062～0.065C、0.29～0.30Si、1.23～1.27Mn、0.49～0.52Cr、0.19～0.20Ni、0.29～0.31Cu、0～0.20Mo、0.035～0.060Nb)由50kg真空感应炉熔炼,在实验室锻成60mm×60 mm方坯并热轧成4 mm板材,末道次温度880℃,水冷至600℃炉冷。用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜和万能拉伸试验机研究了Nb和Nb-Mo微合金化对该钢组织和力学性能的影响。试验结果表明,0.060%Nb钢较0.035%Nb钢晶粒更细,强度提高～70 MPa,但伸长率相同;与未加Mo的0.035%Nb和0.060%Nb钢相比,0.035%Nb-O.20%Mo钢M/A相明显增加,并出现大量贝氏体组织,抗拉强度增加,但屈强比和伸长率降低。

Ti-Nb微合金化对低碳高强度钢组织和性能的影响

0.153Ti-0.038Nb和0.080Ti-0.062Nb两种Ti-Nb微合金化低碳钢(/%:0.061～0.075C、0.22Si、1.76～1.77Mn、0.002～0.003S、0.006P、0.003Als、0.003 8～0.004 2N、0.004 0～0.004 5O)由50 kg真空感应炉冶炼,轧成10 mm板,终轧温度880℃,水冷至630℃。试验结果表明,两种Ti-Nb微合金化钢的析出物均为(Nb,Ti)(C,N)复合析出物;当Ti含量由0.080%增加至0.153%,同时Nb含量由0.062%降至0.038%时,钢屈服和抗拉强度分别从558 MPa和653 MPa提高至633 MPa和756 MPa,屈强比、伸长率和断面收缩率变化较小。表明,添加Ti代替部分Nb进行复合微合金化可提高钢材强度,降低生产成本。

高Ti微合金化热轧高强度汽车结构用钢的开发

通过热模拟实验,观察了Ti在钢中液析以及TiN、Ti4C2S2、TiC等固态析出物的微观形貌。根据实验结果,制定了工业试制工艺参数,试制的高Ti微合金化热轧高强度汽车结构用钢板屈服强度、抗拉强度和伸长率均满足要求,低温冲击韧性较好。

0.03Nb-0.15Ti微合金化低碳高强度钢的动态再结晶

通过Gleeble 1500热模拟试验机试验研究了Nb-Ti微合金化低碳钢(/%:0.06C,0.22Si,1.80Mn,0.03Nb,0.15 Ti,≤0.007N,≤0.002S)10mm带钢在850~1100℃,以应变速率0.1~20.0 s^(-1),总变形量75%单道次压缩变形时动态再结晶,由真应力-真应变曲线,结合加工硬化率曲线,得出动态再结晶临界应变0.4~0.7和完全再结晶应变量1.1~1.4。该钢的热变形激活能为618.225 kJ/mol。根据试验结果得到Zener-Hollomon方程和动态再结晶状态图,利用Johnson-Mehl-Avrami(JMA)方程法得到再结晶体积分数实际值,采用Epsilon-P模型对实验数据进行回归,得到试验钢的再结晶动力学模型。

Ti微合金化超高强度工程机械用钢研制

在实验室研制了不同Ti、Nb含量的热轧钢板,并对钢板进行了轧后冷却试验,研究了Ti、Nb微合化和热轧工艺对钢板组织和力学性能的影响。在实验室研究基础上,采用微合金化工艺路线,通过控轧控冷工艺,终轧后层流冷却工艺(卷取温度采用590℃),成功试制了700 MPa级工程机械用钢。结果显示,试验钢的屈服强度大于700 MPa,抗拉强度大于785MPa,并具有良好的冲击性能、成形性能。试验钢的组织为铁素体+少量珠光体+微量马氏体,同时,在铁素体的基体上存在大量纳米级的弥散析出或相间析出的(Nb,Ti)(C,N)析出相,有效提高了试验钢的强度。

ASP技术生产微合金化高强耐候钢工业试验研究

介绍了鞍钢2150ASP生产线采用Nb微合金化技术开发高强度耐候钢的过程,并与传统工艺进行了比较。该高强耐候钢带力学性能及冷弯、焊接性能均满足标准要求和用户协议要求,使用情况良好。

薄板坯连铸连轧流程Ti微合金化高强钢开发与应用

在薄板坯连铸连轧流程上，经过对Ti微合金化技术研究，有效解决了Ti微合金化强度性能波动大的问题，开发出屈服强度450～700MPa高强钢。对试制钢组织性能和工业应用分析研究，表明该产品通板性能良好，通板强度差30MPa左右；成形性能良好，d=0时冷弯测试全部合格；同时还具有良好焊接性能，焊接后，强度波动较小，均在母材部位断开；试制钢显微组织为珠光体和铁素体，晶粒均匀细小，平均尺寸为4～8／μm；实物质量满足集装箱和汽车制造行业要求，具有广阔市场前景。

960MPa级Nb-Ti微合金化高强钢中第二相粒子回溶行为研究

研究了960MPa级Nb—Ti微合金化高强钢中第二相粒子在不同温度和保温时间下的回溶行为。研究结果表明，原始样品中存在尺寸与形状明显不同的3种类型的第二相粒子：尺寸大于1μm的方形TiN粒子；尺寸为0．2～1．0μm的方形和椭球形TiS或Ti（C，S）粒子；尺寸在0．5μm以下的球形、方形和椭球形Nb—Ti复合析出物。随着加热温度的降低，小尺寸析出相数量不断增加。当加热温度为1150℃时，随着保温时间的延长，小尺寸球形和椭球形的析出相逐渐溶解，大尺寸方形析出相数量逐渐增加，且棱角变得模糊。综合考虑Nb—Ti微合金化高强钢中第二相粒子能够充分溶解及原始奥氏体晶粒尺寸，960MPa级Nb—Ti微合金化高强钢的加热温度选择1250℃、保温时间选择80min较合适。

Ti微合金化450～550 MPa级耐候钢组织性能研究

设计了屈服强度达450-550MPa级高强耐候钢化学成分，在实验室进行冶炼和热轧试验，测试和观察了试验钢的力学性能和显微组织，分析了Ti含量对Ti微合金化耐候钢性能的影响。结果表明，试验钢的金相组织主要为在多边形铁素体基体上分布少量的珠光体；Ti微合金化耐候钢具有足够的强度和塑性，随着W（Ti）从0．025％增加到0．07％，试验钢的屈服强度从360MPa增加到550MPa；采用传统控轧控冷工艺可生产出屈服强度达450～550MPa级高强耐候钢。