Nb对GH4169合金管材组织性能的影响

采用真空感应、电渣重熔、真空自耗、均匀化热处理、锻造、热挤压、冷轧、热处理等工艺得到Nb含量分别为4.90%和5.30%的两种GH4169合金管,在其他成分基本保持一致的情况下,研究了Nb含量对GH4169合金管材组织性能的影响。结果表明,在相同的热处理工艺下,随着Nb含量的增加,Nb含量越高,晶粒尺寸越细小;200℃和室温抗拉强度、屈服强度都随着Nb含量的增加而增加;且在GH4169合金管材中的析出相含量也增加。GH4169合金管在不同的固溶热处理和相同的时效热处理工艺下,得到GH4169合金管材的晶粒度尺寸在4.0~7.0级,晶粒尺寸越小,管材的抗拉强度和屈服强度越高;在相同的晶粒度下,Nb含量越高,管材的抗拉强度、屈服强度都随着Nb含量的增加而增加。

冷却速度和Nb含量对X80管线钢MA岛的影响

以高Nb X80管线钢为研究对象,利用金相显微镜、扫描电镜和透射电镜等实验设备对钢中MA岛的尺寸、形貌及分布特征进行了研究和分析.研究结果表明,高Nb X80管线钢热轧后,适当提高冷却速度可使钢中MA岛的形貌和分布更为细小和均匀,高的Nb含量促进了条状MA岛的生成.通过调整高Nb X80管线钢的合金成分和热轧后的冷却速度,均可减少MA岛对钢性能产生的不利影响.

大尺寸高Nb-TiAl合金制备工艺研究

通过工艺试制总结出一套制备大规格高Nh—TiAl合金铸锭的工艺路线，并对铸锭轴向、径向成分进行检测分析，观察其显微组织。结果表明：采用三次真空自耗熔炼，熔速控制在4-5kg／min，补缩时慢速降电流即可获得理想的Ф220mm高Nb-TiAl合金铸锭；Al元素沿铸锭径向在1／2R处含量最高，表现出沿凝固方向低一高一低的变化规律，沿铸锭轴向Al元素含量从底部到顶部依次减小；Nb元素含量沿铸锭径向从边缘、1／2R处和中心处逐渐降低，沿铸锭轴向Nb元素含量从底部到顶部也依次减小；高Nb—TiAl合金铸锭边缘处得到细小的近片层组织，1／2R处和芯部晶粒充分长大得到较为粗大的片层组织。

高Nb成分X80级管线钢焊接性分析

通过高Nb+Cr、高Nb+Mo两种成分钢板的制管试验,从夏比冲击韧性、焊接接头硬度、焊缝化学成分等方面对两种成分钢板的焊接性进行了全面的对比。结果表明,Mo元素对焊缝和热影响区的性能改善起着重要作用,其细晶强化作用能有效提高焊缝的强度和韧性。在数据分析的基础上,提出了高Nb成分X80级管线钢焊接工艺的优化建议。

硅含量与氧化温度对含Nb高强钢氧化行为的影响

为了更真实地反映工业生产实际工况中硅含量与氧化温度对Nb高强钢氧化行为的影响,设计了4种不同的氧化温度,采用与工业现场类似的加热制度对不同Si含量的含Nb高强钢进行氧化。采用扫描电子显微镜及能谱仪分析了氧化铁皮形貌及确定氧化铁皮各层结构。研究了硅含量及氧化温度对含Nb高强钢氧化行为的综合影响。结果表明:在相同氧气含量及氧化时间下,含Nb高强钢的氧化增重取决于氧化温度及硅含量的综合作用;当加热温度低于1 173℃(硅酸亚铁熔点)时,硅含量增加,氧化铁皮总量减少;当加热温度高于1 173℃时,硅含量增加,氧化铁皮总量增加;当硅含量较高时(1.21%,质量分数),试样的氧化增重曲线主要遵循线性规律。

厚规格高Nb成分X80M管线钢探伤不合原因分析及改进措施

针对集中出现的厚规格高Nb成分X80M管线钢探伤不合问题,利用光学显微镜、扫描电镜及能谱仪等检测手段,对钢板缺陷处进行检测分析。结果表明:钢板中心富集的铌、钛夹杂物是导致探伤不合的直接原因,而冶炼中LF精炼过程温度低,净空小,钢水加热及搅拌效果差,致使加入的铌铁未完全溶解或溶解的铌分散不均匀,是导致探伤不合问题的根本原因。

高铌低碳贝氏体钢奥氏体晶粒的长大行为

采用金相法测定了在不同温度(950~1 270℃)下固溶不同时间(30~150min)后高铌低碳贝氏体钢的奥氏体晶粒尺寸,研究了其奥氏体晶粒的长大行为;计算了试验钢中铌的固溶含量,建立了奥氏体晶粒长大数学模型并进行了试验验证。结果表明:在1 220~1 270℃温度区间内试验钢奥氏体晶粒尺寸增加值最大,其次为1 100~1 150℃区间的;由于1 000℃时试验钢中合金渗碳体的快速溶解,使得950~1 000℃区间内的晶粒尺寸增加值大于1 000~1 050℃区间的;计算得到1 150℃时的固溶铌质量分数达到0.088%,此时绝大部分NbC已经溶解,导致1 100~1 150℃温度区间内奥氏体晶粒的快速长大;在950~1 270℃范围内,试验钢的奥氏体晶粒长大激活能为154.4kJ·mol^(-1),由晶粒长大模型计算得到的奥氏体晶粒尺寸与实测值较吻合。

HTP工艺生产X80管线钢的微观组织分析研究

以低碳高铌X80管线钢为研究对象,分析了钢的微观组织和析出的二相粒子。研究结果表明:高温轧制工艺(HTP)生产高铌钢的微观组织主要为针状铁素体,析出物大部分为附着在高热稳定性方形Ti N粒子上的圆形Nb(C,N)所形成的不规则复合析出。降低N含量并进行Ti/N比值调整能提高钢中固溶铌的含量,充分发挥高铌含量的作用。

锻造高铌TiAl合金高温蠕变与损伤行为

通过组织形貌观察和蠕变性能测定,研究了锻造态高铌TiAl合金的蠕变与损伤行为。结果表明:铸态高铌TiAl合金经等温锻造,层片晶团的平均尺寸由507μm减小到56.7μm。锻造态高铌TiAl合金在蠕变期间的变形主要发生在γ片层和等轴γ晶中,位错运动至相界/晶界受阻并堆积,可形成位错缠结或位错列,提高位错运动的阻力;其中,等轴γ晶粒中的位错缠结可发生束集促进动态再结晶,形成细小亚晶结构。柏氏矢量为[101]和[011]的位错分别在不同{111}面滑移形成位错网,γ相中的蠕变位错运动至位错网,与其相互作用,可改变原来的运动方向,促进其攀移。蠕变后期,孔洞首先在等轴γ晶区域产生,并在该区域聚集、长大和扩展,直至发生合金的蠕变断裂。这是高温蠕变期间的损伤与断裂机制。

铌含量对高强船板钢大线能量焊接粗晶区组织性能的影响

利用焊接热模拟方法研究了铌含量对高强船板钢大线能量焊接粗晶区组织和性能的影响。结果表明,随Nb含量增加,粗晶区中晶界铁素体减少,MA岛(粒状贝氏体)和板条贝氏体增多,Nb含量在0.038wt%时,板条贝氏体贯穿整个奥氏体晶粒,严重降低了粗晶区的低温韧性;同时,MA岛的形态也由块状变为长条状,同样降低了粗晶区的低温韧性。在大线能量焊接下Nb对高强船板钢的焊接性造成了不利的影响。

离心铸造高速钢辊环的研制

研究了高速钢成分、离心铸造工艺参数和复合变质处理对高速钢辊环性能的影响。结果表明 ,选择高V高Nb并经Y—K—Na复合变质处理的高速钢 ,在离心铸造条件下制造的辊环 ,具有成分偏析小、硬度高、硬度均匀性好等特点 ,用于高线预精轧机 ,其使用寿命比常用的合金铸铁辊环提高 5～

十五年来华北石油钢管厂高钢级管线钢管的开发和生产

简述了华北石油钢管厂微合金管线钢管的早期开发情况,重点回顾了自1993年陕京输气管道建设以来华北石油钢管厂高钢级管线钢管的发展历程和制管工艺、装备和技术的发展。我国的高钢级管线钢管的发展和进步是钢厂、管厂和研究院所紧密协作的结果,也得到了国际上许多专家的帮助。希望今后继续加强国内和国际合作,促进共同发展。

高Nb、Ti含量钢坯开裂原因分析及控制措施

采用酸洗、金相检测、能谱分析等方法,对高Nb、Ti含量钢坯在轧钢过程中的开裂原因进行研究,结果表明:大量析出的碳氮化物引起的内部微裂纹是造成高Nb、Ti含量钢开裂的直接原因。高温热塑性试验证实,高Nb、Ti含量钢在660～910℃下存在脆性温度区间。通过成分控制、稳定拉速、降低二冷段冷却速率以及稳定结晶器液面,可基本消除高Nb、Ti含量钢轧钢开裂现象。

Nb含量对Cu_(0.3)Cr_(2)Fe_(2)Ni_(3)Mn_(2)Nb_(x)高熵合金微观组织和性能的影响

采用电弧熔炼工艺制备了Cu_(0.3)Cr_(2)Fe_(2)Ni_(3)Mn_(2)Nb_(x)高熵合金,采用X射线衍射分析、扫描电镜、显微硬度计和浸入腐蚀测试对合金的物相结构、微观组织形貌、元素分布、硬度和耐酸蚀性能进行了研究。结果表明,x=0和x=0.2时,合金均由单一FCC固溶体相组成,而x=0.4时合金由FCC+Laves相组成。3种合金的枝晶区为富Cr-Fe的FCC相区,x=0和x=0.2时,合金的枝晶间分别为富Cu-Mn的FCC相区和富Nb-Ni-Mn的FCC相区,x=0.4时,合金的枝晶间为富Nb-Ni-Fe的Laves相区。x=0时,合金的显微硬度(HV)较低,约为127,x=0.4时硬度(HV)为203,这归因于Nb元素的固溶强化和Laves相的析出强化。在质量分数为2%的HNO溶液中,合金的浸入腐蚀速率随Nb含量增加呈先增大后减小趋势。由于合金中元素偏析度下降,且形成的Laves相耐蚀性较好,因而表现出较好的耐酸蚀性能,但仍弱于1Cr18Ni9Ti不锈钢。

碳含量与热处理对高铌钛铝合金微观组织及力学性能的影响

以Ti-44Al-8Nb-xC(x=0,0.3,0.6)合金为研究对象,研究了3种不同碳含量和两种不同温度的时效处理对合金的微观组织、显微硬度及高温拉伸性能的影响。结果表明:碳含量升高到0.6%时,合金中析出了Ti2AlC;时效温度从800℃升高到900℃时,含碳合金中析出了Ti_(3)AlC。碳含量的增加和时效温度的升高都有利于提升合金的显微硬度和850℃抗拉强度,显微硬度最高为(477.6±9.1)HV0.3,850℃抗拉强度最高为(605.07±5.01)MPa,较最低抗拉强度提高了32.7%。断后伸长率与合金中碳化物数量及尺寸有关,拉伸断口都表现为脆性断裂;碳含量为0.3%,经900℃时效后合金拥有最好的塑性,断后伸长率最高,为5.41%±0.42%,较最低伸长率提升了67.5%。

β-γ高Nb-TiAl合金准等温锻造过程模拟

采用Deform-3D有限元软件模拟了β-γ高Nb-TiAl合金Ti-45Al-8.5Nb-0.2W-0.2B-0.02Y(原子分数,%)的准等温锻造过程,分析了合金内部等效应力场、等效应变场、温度场的分布以及结合热压缩实验确定了该合金在特定工艺参数下的临界损伤因子.结果表明,随应变速率的增大,锻件的温度损失不明显,等效应力增大,最大等效应变值增加,变形均匀性系数下降,工件变形更加均匀.结合模拟和实验结果,确定了β-γ高Nb-TiAl合金在1150℃,应变速率5×10^(-2)s^(-1)条件下进行包套准等温锻造过程中的临界损伤因子为0.206.

CSP产线供冷轧Nb、Ti高强钢屈强比降低实践

对CSP产线供冷轧Nb、Ti高强钢屈强比降低工艺方案进行了研究,结合CSP产线特点,分析了不同卷取温度和层冷模式对冷轧Nb、Ti高强钢性能、组织及析出物的影响。结果表明,通过对CSP产线卷取温度及层冷模式的控制,可以降低冷轧Nb、Ti高强钢屈强比,且产品性能稳定。

Cr对低碳高铌X80管线钢静态再结晶的影响

通过Gleeble-1500D热模拟试验机研究了不同Cr含量的低碳高铌X80管线钢在相同变形工艺条件下的软化行为,采用补偿法计算了试验钢的静态再结晶百分率,分析了变形温度和道次间隔时间对静态软化行为的影响。结果表明:变形温度在900～980℃,Cr含量达到一定水平时,可以通过溶质拖曳作用显著降低奥氏体再结晶的进行;Cr的加入还可以增加NbC的固溶度、减小其析出驱动力而延迟其析出时间。

Mn含量对铸造高铌TiAl合金组织和性能的影响

选择两种Mn含量不同的高铌TiAl合金Ti46Al8Nb2Mn0.2B和Ti46Al8Nb1.3Mn0.2B,通过热等静压(HIP)及后续热处理,结合组织和力学性能的分析,研究了Mn含量对高铌TiAl合金的组织和性能的影响.XRD和SEM背散射电子实验结果表明:Mn含量较高的Ti46Al8Nb2Mn0.2B合金,经热等静压及循环热处理,得到的双态组织较粗大,并且有少量脆性β相存在;Mn含量较低的Ti46Al8Nb1.3Mn0.2B合金,经热等静压后直接在双相区长时间保温处理,得到了细小的双态组织,并且完全消除了β相.室温拉伸实验表明,Mn含量的降低提高了Ti46Al8Nb1.3Mn0.2B合金的力学性能,其延伸率、屈服强度和断裂强度分别达到2.4%、548MPa和660MPa.断口形貌分析表明,室温下两种合金都属于解理断裂.

真空悬浮熔炼高铌TiAl合金铸锭的成分组织均匀性

从宏观缺陷、化学成分分布、O含量和微观组织等几个方面,分析了真空悬浮熔炼制备高铌Ti Al合金铸锭的冶金质量。结果表明,经过合理设计锭模可以获得集中缩孔面积小、无裂纹的铸锭。真空悬浮二次熔炼获得的铸锭不同部位有成分>1at%的Al宏观偏析;采用优质原料,通过抽真空→熔化→充氩气→精炼的工艺路线可以使合金的含氧量达300μg/g。虽然存在Al宏观偏析,但是不存在原料未熔和在铸锭局部富集的现象,铸锭组织为近片层组织。