硅对热轧低碳贝氏体钢组织和力学性能的影响

对不同硅含量的低碳贝氏体钢进行轧制,对轧制后的试样进行组织检验和拉伸试验,分析了该钢的显微组织和力学性能。结果表明:Si含量从1.0 wt%增加到1.5 wt%时,试样的微观组织基本相同,均为粒状贝氏体+M/A岛,其屈服强度、抗拉强度略有增加,伸长率基本相同,强度的增加主要来源于Si的固溶强化作用。Si含量从1.5wt%增加到2.0wt%时,该钢的显微组织明显变化,含硅2.0 wt%钢的显微组织为粒状贝氏体+板条马氏体+等轴铁素体,该钢的屈服强度及抗拉强度显著增加,但相比于含Si量1.5wt%的钢,伸长率、强塑积均下降,强度的提高主要是固溶强化、相变强化等的综合作用。比较三种低碳贝氏体钢,若只考虑钢的强度因素,则Si的添加量应达2.0 wt%;若只考虑钢种塑性及强塑积,则Si的添加量应为1.5 wt%。

奥氏体不锈钢晶粒细化对形变机制和力学性能的影响

利用相逆转变原理采用冷变形使得亚稳奥氏体转变为形变马氏体,采用不同温度和时间退火分别获得纳米晶/超细晶和粗晶奥氏体不锈钢。通过拉伸实验得到不同晶粒尺寸的奥氏体不锈钢力学性能,采用透射电镜观察形变组织结构并利用扫描电镜观察断口特征。结果表明:高屈服强度纳米晶/超细晶奥氏体不锈钢通过形变孪晶获得优良塑性;而低屈服强度的粗晶奥氏体不锈钢发生形变诱导马氏体效应,得到良好的塑性;两组具有不同形变机制的奥氏体不锈钢拉伸断口均为韧性断裂。形变机制由形变孪晶转变为形变诱导马氏体归因于晶粒细化导致奥氏体稳定性大幅度提高。

超快速冷却温度对高铌X80管线钢组织和性能的影响

对比观察不同超快速冷却温度下生产的高铌X80管线钢的显微组织和析出物,研究其组织和性能的对应关系,并分析了Nb在X80管线钢中的强化机理。结果表明,利用高Nb微合金化进行控制轧制,采用低超快速冷却温度有效提高钢材抗拉强度,获得了低屈强比X80管线钢,可应用于抗大变形管线钢的制造。

超快冷工艺对X100管线钢14.8mm热轧带卷力学性能的影响

试验研究终轧温度790-850℃,轧后用超快冷与层流冷却相结合,40-60℃/s冷令却至580℃,卷取温度380℃时X100管线钢（/%：0.05C,0.25Si,1.97Mn,0.008F,0.002S,0.26Cu,0.36Cr,0.38Ni,0.22Mo,0.03V,0.02Ti,0.09Nb,0.029Als）14.8 mm热轧带卷的组织和力学性能。结果表明,该钢带卷的晶粒度为13.5级,带状组织0-0.5级,组织为粒状贝氏体＋马氏体,并含有0.2-0.8μm马氏体/奥氏体岛,-20℃冲击功265-277 J,具有良好的综合力学性能,满足《天然气输送管道X100螺旋缝埋弧焊管用热轧板卷技术条件》标准要求。

氧化物粒子和Nb元素对大热输入焊缝金属显微组织及冲击性能的影响

母材焊接时通过交互结晶及成分稀释对焊缝金属的组织和性能产生影响。研究了母材中氧化物粒子及Nb元素对大热输入焊接的焊缝金属显微组织及冲击性能的影响。结果表明,氧化物粒子通过熔合线过渡到焊缝金属中,促进了焊缝金属中针状铁素体的形成。Nb元素细化了熔合线区域的晶粒,使以其为基底结晶的焊缝金属的柱状晶宽度减小。以上两个因素使得含氧化粒子和Nb元素的母材相比较于无氧化物粒子和不含Nb元素的母材,形成的焊缝金属韧性较高。因此,在选用焊接材料时一定要考虑母材的影响。

超快冷工艺对高铌X80管线钢抗腐蚀性能的影响

依据NACE标准,研究了采用新型超快速冷却工艺生产的X80管线钢抗硫化物应力腐蚀开裂(SSCC)、抗氢致开裂(HIC)和抗CO2等腐蚀的情况。SSCC腐蚀实验表明,产生开裂的临界应力值在65%σs(390MPa)左右,超过此临界值,试样的腐蚀敏感性较高,抗腐蚀能力较差,在95%σs加载水平下,应力敏感性极高。HIC腐蚀实验表明,裂纹敏感百分比、裂纹长度百分比和裂纹厚度百分比均为零。抗CO2腐蚀实验表明,在CO2压力为0.1MPa条件下,平均腐蚀速率为0.6843mm/a。研究表明采用新型超快冷工艺生产的X80管线钢具有优良的抗SSCC腐蚀性能、抗HIC腐蚀性能和抗CO2腐蚀性能。

热处理工艺对60CrNiMo钢组织与力学性能的影响

研究采用多步低温等温贝氏体转变工艺处理后60CrNiMo钢组织与力学性能,用金相显微镜、扫描电镜及透射电镜观察60CrNiMo钢相组织,并进行硬度、拉伸和冲击等力学性能测试。结果表明,经淬火+亚温淬火+高温回火处理的60CrNiMo钢可得到细小均匀的二次回火马氏体+铁素体混合组织,其力学性能得到改善;采用三步低温等温贝氏体转变工艺可有效减少材料块状残余奥氏体和细化贝氏体晶粒,从而提高60CrNiMo钢力学性能。

热输入对Q420FRE钢焊接热影响区组织和力学性能的影响

采用全自动埋弧焊法研究不同热输入对智能型耐火钢Q420FRE焊接热影响区微观组织和力学性能的影响。结果表明,随着焊接热输入的增大,熔合线及粗晶区组织没有明显粗化,组织类型及组成也没产生明显变化,均由粒状贝氏体和少量针状铁素体组成;细晶区组织为铁素体和珠光体;未相变区组织为粒状贝氏体和针状铁素体。随着热输入的增加,在热影响区Q420FRE钢表现出一定程度的软化,软化区域向母材方向推移并稍有扩大。热影响区Q420FRE钢的高温屈服强度和拉伸强度以及低温冲击韧性随焊接热输入的增加而降低,而其低温冲击韧性在-40℃低温下仍保持在240~330J的高水平。

回火温度对超高强韧船体结构钢力学性能的影响

借助OM、SEM、EBSD及力学性能测试等手段,研究了回火温度对低碳超高强韧船体结构钢显微组织及力学性能的影响。结果表明,经不同温度(500~650℃)回火2 h后,试验钢的显微组织均为回火索氏体,随着回火温度的升高,钢中析出渗碳体数量及大角度晶界含量逐渐增加;力学性能测试结果显示,试验钢的抗拉强度和屈服强度随回火温度的升高而降低,屈服强度在回火温度区间内均在782 MPa以上,达到超高强度船体钢的要求;试验钢的塑性和韧性随着回火温度的升高有所提升,延伸率和室温冲击吸收功分别保持在12%和212 J以上,且当回火温度为650℃时,试验钢于-80℃下的冲击吸收功高达64 J,这主要与钢中大角度晶界含量有关。

等温温度和时间对超级贝氏体钢Fe-0.40C-2.2Mn-1.5Si相变和组织性能的影响

以超级贝氏体钢Fe-0.40C-2.2Mn-1.5Si为对象,通过热模拟试验、扫描电镜、X射线衍射分析和拉伸试验等方法,研究等温转变温度和保温时间对试验钢的贝氏体相变、微观组织和力学性能的影响。结果表明,随着等温转变温度的降低,钢的显微组织中贝氏体形貌从颗粒状贝氏体转变为板条状贝氏体,其强度逐渐提高,但伸长率和强塑积先增大后减小;随着保温时间的增加,钢的抗拉强度逐渐降低,而伸长率和强塑积逐渐增大,因此可通过适当延长相变时间来改善钢的综合力学性能;在350℃下保温90min时,试验钢显微组织中残余奥氏体体积分数最大,且具有最大强塑积。

热处理工艺对高碳贝氏体钢组织与力学性能的影响

借助OM、SEM、XRD等手段,对比研究了一步、两步等温贝氏体转变工艺及QPB(淬火+配分+贝氏体转变)工艺对高碳贝氏体钢(w(C)=0.79%)显微组织与力学性能的影响。结果表明,采用一步等温贝氏体转变工艺处理试验钢时,当等温温度同为250℃,随着保温时间的延长,钢中贝氏体转变越充分,块状残余奥氏体尺寸降低,组织更为均匀细小;而在较低温度下(200℃)等温处理时,钢中残余奥氏体含量显著降低,贝氏体铁素体板条更细小,材料的强度和硬度提高,而塑性和韧性下降。两步等温贝氏体转变工艺处理(250℃×24 h+200℃×72 h)的试验钢中贝氏体铁素体板条平均尺寸约为82 nm,残余奥氏体体积分数为21.4%,获得了最佳的综合力学性能,抗拉强度达到2040 MPa,伸长率为12.5%,冲击韧性为21 J。QPB工艺提高了贝氏体转变速率,大大缩短了热处理时间,最终得到马氏体+贝氏体铁素体+残余奥氏体的组织,试验钢同时也获得了良好的强度和塑韧性。

轧制压下量对低碳超细晶粒钢Q235B组织及性能的影响

低碳钢Q235B奥氏体化后淬火得到马氏体组织,然后在室温下进行多道次轧制,总压下量分别为50%与70%,随后在500～650℃退火2 min制备低碳超细晶粒钢,研究轧制压下量对超细晶粒钢组织及性能的影响。采用光学显微镜和扫描电子显微镜观察显微组织演变,用能谱仪分析析出物颗粒化学成分,在Instron-5969拉伸试验机上进行拉伸实验。结果表明,冷轧+退火马氏体起始组织可以制备超细晶钢,强度相比原始钢强度提高近一倍。此外,随着压下量的增加,再结晶温度降低,渗碳体颗粒易长大,不利于超细晶钢机械性能的提高。相同退火工艺下,压下量增加,铁素体晶粒及渗碳体尺寸长大,其综合机械性能降低。

热处理工艺对低温贝氏体钢微观组织及力学性能的影响

利用SEM、EBSD、XRD及力学性能测试等手段,对比研究了一步、两步等温贝氏体转变及贝氏体转变+深冷处理工艺对低温贝氏体钢显微组织及力学性能的影响。结果表明,相较于一步等温贝氏体转变工艺,两步等温贝氏体及贝氏体转变+深冷处理均可降低钢中块状残余奥氏体含量,细化晶粒;与两步等温贝氏体转变相比,深冷处理可以极大缩短工艺时间,所得材料在获得相近强度的同时,会牺牲部分韧性;两步等温贝氏体处理后,试验钢强塑积达到了19.66GPa·%,U型冲击吸收功可达80J,其综合力学性能最优。

二氧化锰对石煤提钒直接酸浸的影响

以湖北某地石煤为原料,用硫酸+氟化钙+二氧化锰体系直接浸出石煤原矿中的钒,考察了二氧化锰用量、氟化钙用量、硫酸浓度、浸出温度、液固比以及浸出时间等因素对钒浸出率的影响。试验结果表明,氟化钙和二氧化锰用量分别为原矿质量的6%和0.5%、硫酸浓度18%、液固比2.0m L/g、浸出温度95℃、浸出时间6h的条件下钒的浸出率可达84.94%。结合浸出液ICP分析、浸出渣XRD分析和FTIR分析及SEM-EDS分析、热力学分析可知,浸出过程中,氟化物可使含钒矿物得到一定程度的结构破坏,增加了含钒矿物的裸露表面,而适量二氧化锰的引入有利于云母结构的破坏,并且强化了裸露表面上低价钒向高价钒的转化,增强了钒的释放,因此提高了钒的浸出率;另外,适量二氧化锰可促使三氟化铁更容易形成,降低铁的浸出率。

12Cr2Mo1R压力容器钢动态CCT曲线研究

在Gleeble-1500热模拟机上利用热膨胀法测定了12Cr2Mo1R压力容器钢的动态连续冷却转变(CCT)曲线,观察和分析了不同冷却速度下的相变和组织,绘制了实验钢种的动态CCT曲线。实验结果表明,奥氏体变形后,铁素体和珠光体转变区向左上方移动,贝氏体转变温度降低,马氏体转变开始温度降低.

微纳结构超高强度钢的现状与发展

微纳结构超高强度钢是兼具高强度、高塑性和高韧性的一类重要高性能钢铁结构材料。超细马氏体、贝氏体组织对于其强度起了决定性作用,对塑性和韧性起决定作用的为残留奥氏体。因此,如何通过调整化学成分和热处理工艺等手段调控残留奥氏体微结构,来实现精细组织结构和优良综合力学性能,成为新一代钢铁材料研究领域重要的课题。首先从钢铁材料强韧化机制出发,指出微观组织的精细化及硬相与软相的合理调控,是发展新一代钢铁材料的重要途径。然后针对近年来发展起来的超级贝氏体钢、Q&P钢、Q-P-T钢等具有微纳组织结构的超高强度钢,从合金设计、热处理工艺及组织结构与力学性能、磨损性能和疲劳性能的关系等方面进行综述与分析,最后指出微纳结构超高强度钢有待进一步深入研究与开发的问题。

Al-Mg/Ti-Mg脱氧钢中夹杂物诱发点蚀行为研究

以不同脱氧方式熔炼的海洋工程用钢为研究对象,利用SEM、EDS及Image-Pro Plus 6.0软件对钢中夹杂物形貌、组成及尺寸分布等进行表征,通过3.5%NaCl溶液中阳极极化及腐蚀实验对钢中夹杂物诱发点蚀的行为进行探究。结果表明,与Al-Mg脱氧钢相比,Ti-Mg脱氧钢中形成了含有TiO_x的复合氧化物,夹杂数量更多且平均尺寸更小(小于1μm),有利于MnS的异质形核析出及弥散分布;低腐蚀活性的含TiOx复合氧化物及高度分散、异质局部析出MnS夹杂具有较低的点蚀敏感性及自腐蚀催化作用,降低了点蚀的诱发及扩展,有效提高了钢的抗点蚀性能。

高碳铬轴承钢的成分设计和热处理工艺的研究进展

叙述了高碳铬轴承钢中Mn、Si、Cr、Mo和Al含量及热处理工艺包括马氏体淬火-回火,贝氏体等温淬火、贝氏体-马氏体和马氏体-贝氏体淬火以及纳米贝氏体钢的研究进展。近10年发展的高强度、高塑性和高韧性的纳米贝氏体钢,因其由纳米尺寸的超细贝氏体铁素体板条和板条间富碳的残余奥氏体薄膜组成的特殊组织结构导致其在耐磨和接触疲劳性能方面也具有优越性,该纳米贝氏体轴承钢有良好的应用前景。

甘肃某白钨浮选尾矿再回收白钨试验研究

对甘肃某白钨浮选尾矿再回收白钨进行了可选性试验,考察新型白钨浮选剂FX-6对低品位白钨矿的捕收效果。粗选试验结果表明,药剂用量在碳酸钠为1 800 g/t,水玻璃为2 000 g/t,FX-6为1 800 g/t的条件下开路一次粗选,白钨粗精矿WO3品位可以达到1.29%,回收率可以达到69%。粗精矿加温精选,在水玻璃用量70 kg/t时,两次精选后得到了白钨精矿WO3品位为56.86%,回收率为51.93%的良好指标。同时验证了FX-6新型白钨浮选药剂可以有效地用于尾矿白钨再回收。

耐火钢Q420FRE的SH-CCT曲线及相变动力学研究

利用热模拟试验测定耐火钢Q420FRE在不同焊接热循环下的热膨胀曲线,结合显微组织观察及硬度测试结果,绘制其焊接热影响区的连续冷却转变(SH-CCT)曲线,分析t_(8/5)(从800℃到500℃的冷却时间)对试验钢组织、硬度及相转变速率的影响。结果表明,在较大的t8/5范围内,Q420FRE钢热影响区组织均以贝氏体为主,硬度(HV0.2)变化范围为185~208,与母材基本相当;试验钢具有较高的贝氏体转变温度,随着t8/5的减小(除50、80s外),即冷却速率的增加,贝氏体相变开始温度和结束温度逐渐降低,相变速率增大,相变温度区间变化不明显;当t_(8/5)为50、80s时,相变速率有所降低,相变温度区间稍有增大。