终轧温度和卷取温度对Ti-V微合金钢组织及析出物的影响

使用Gleeble-3800热机械模拟机对Ti-V微合金钢进行6道次压缩变形试验,在给定的始轧温度1 050℃、应变速率1 s-1及道次间歇时间10 s的条件下,研究不同终轧温度和卷取温度对其组织和析出物的影响.结果表明:当终轧温度从850℃降低至775℃时,铁素体晶粒尺寸从15.1μm减小至3.8μm;降低终轧温度具有细化铁素体晶粒尺寸的效果.Ti-V微合金钢在不同变形条件下均有析出现象,当终轧温度为800℃、卷取温度为550℃时,析出物颗粒尺寸既有粗大的,也有细小的,平均颗粒尺寸为34.6 nm,主要以弥散的分布形式存在,也有链状的分布形式,其形貌大部分为球形或椭圆形,小部分为立方形、矩形或不规则形.从热力学角度分析,析出物的形貌特征主要取决于界面能,当界面能起主导作用时,其形貌为球形;当析出物长到足够大,界面能不起主导作用时,其形貌则转变为立方形或矩形.此外,Ti-V微合金钢在不同的变形条件下都有较高的位错密度,这是因为析出物对位错的钉轧作用会让其他滑移系新位错源开动,出现多滑移现象,从而提高位错密度,产生位错强化.

循环热处理对Ti-V微合金钢组织和力学性能的影响

研究了循环热处理对Ti-V微合金钢组织和力学性能的影响。根据显微组织观察结果对各个循环次数的试验钢晶粒尺寸进行统计和计算,并结合SEM二次电子像揭示了试验钢在循环热处理过程中的组织演变规律,进而解释了晶粒细化机制;对试验钢进行TEM实验,观察了沉淀相粒子的尺寸、成分随循环次数的变化规律。并对不同循环次数下的试验钢进行了室温抗拉强度和冲击韧性实验。结果表明,Ti-V微合金钢的平均晶粒尺寸随着循环次数的增加持续减小(至第7次循环);受复杂碳化物平均尺寸的影响,抗拉强度Rm随着循环次数的增加逐渐降低(自第1次循环开始);而冲击吸收功AKU则因平均晶粒尺寸和先共析铁素体比例的共同影响,随循环次数的增加先升高后降低,并在第3次循环时达到最大。

钒含量对Ti-V微合金钢CGHAZ韧性影响研究

现阶段'Ti氧化物冶金+V微合金化'复合技术用于研发大线能量焊接用钢已引起人们的广泛关注,这种复合技术能够充分利用在Ti的氧化物上析出的Ti、V碳氮化物粒子诱导焊接粗晶热影响区大量针状铁素体形核,改善CGHAZ韧性。本研究从运用Thermo-Calc热力学软件定量计算第二相颗粒固溶析出规律入手,考察了Ti、V、O、N等元素构成的氧化及碳氮化夹杂物在诱导AF形核中的关键作用。与此同时,在研究中也利用了热力模拟试验机、力学测量设备、高倍电镜等,对V含量为0、0.05%、0.1%的Ti-V微合金钢进行大线能量焊接、力学性能测量及形貌分析。通过分析试验结果得出V元素在提高Ti-V微合金钢强度和CGHAZ韧性的一般规律,并进一步阐述了Ti-V微合金钢CGHAZ中析出夹杂物诱导AF形核机制。

奥氏体变形温度对Ti-V复合微合金钢析出动力学及组织和硬度的影响

采用应力松弛法研究了不同奥氏体变形温度下Ti-V复合微合金钢沉淀析出的析出-温度-时间曲线(PTT曲线),并利用OM、TEM、Vickers硬度计等手段研究了奥氏体变形温度对Ti-V复合微合金钢微观组织、析出相及硬度的影响。结果表明,奥氏体中沉淀析出的PTT曲线总体呈典型的“C”曲线形状,最快析出鼻子点温度为960~980℃,对应的第二相粒子最快析出开始时间和结束时间分别为2.2 s和131.4 s;原始奥氏体晶粒尺寸随着变形温度的升高整体呈先减小后增大的趋势,且在1000℃左右晶粒最细小(102μm),该温度与PTT曲线的鼻子点温度相近,在鼻子点温度附近变形有利于细化原奥晶粒;析出相随着温度的升高逐渐增大,而粒子数目稍有减少;不同的奥氏体变形温度对硬度影响较小,HV硬度基本都处在360±12。

钒钛微合金钢循环热处理研究

研究了的循环调质热处理对钒钛微合金化35钢组织和力学性能的影响。借助金相观察对各个循环次数下的试验钢晶粒尺寸进行统计和计算,并解释了相应的晶粒细化机制;对试验钢进行TEM实验,观察成分随循环次数的变化规律。随后对不同循环次数的试验钢进行室温抗拉强度和冲击韧性实验。结果表明,平均晶粒尺寸在第一次循环后便显著减小,在随后的循环中基本保持不变。由于受累积回火软化作用和晶粒尺寸标准差RD连续波动的影响,随着循环次数的增加,抗拉强度Rm持续降低,冲击功AKU连续波动。

均热温度对Ti-V复合微合金钢组织演变和硬度的影响

利用OM、SEM、Vickers硬度计等手段研究了均热温度对Ti-V复合微合金钢组织转变及硬度的影响,并阐明了组织演变和硬度变化的原因。结果表明,Ti-V钢不同均热温度淬火后组织均为马氏体。随着均热温度由1000℃升至1250℃,Ti-V钢的硬度由333 HV降低到212 HV,原始奥氏体晶粒尺寸由52μm升至209μm。全固溶温度以上时,仍存在少量Ti N粒子,且随温度升高逐渐溶解,其对晶界的钉扎作用是阻止晶粒长大的主要因素。Ti-V钢原始奥氏体尺寸对硬度的影响随其尺寸的增大逐渐减小,均热温度应选择1220℃以下,以避免粗大晶粒。

Ti-V复合低碳钢在回火过程中MC型碳化物的析出与强化行为

利用维氏硬度计、OM(光学显微镜)、EBSD(电子背散射衍射)和TEM(透射电子显微镜)对在600℃回火不同时间后的Ti-V复合微合金化马氏体钢的维氏硬度、微观组织及析出相随回火时间的演变进行了研究。结果表明:随回火时间的增长,实验钢的硬度变化为先下降后上升再下降。前期由于位错密度降低,引起实验钢硬度下降。回火开始后,由于析出相的沉淀强化作用,硬度逐渐上升,并在回火1 h时达到峰值。回火1 h后,析出相开始粗化并引起位错密度降低,实验钢的硬度又开始下降,并在100 h时达到最低值。在回火过程中析出相的形状和尺寸都发生了明显变化。在回火1 h时实验钢的主要强化机制为沉淀强化,沉淀强化增量占总强度的34.9%,而在回火100 h时沉淀强化仍是钢中的主要强化方式。