钇元素对6.5 % Si无取向硅钢组织、高温拉伸及断裂机制的影响

通过微观组织表征、高温拉伸和断口形貌分析,研究了钇（Y）元素对 6.5 % Si无取向硅钢组织、高温拉伸及断裂机制的影响。研究结果表明,添加Y元素可以在钢液中形成YS和YP的复合析出。YS和YP可以充当异质形核基底,提高形核率,细化凝固组织。热轧组织不均匀,由表层至芯部分别形成等轴晶、等轴晶/拉长晶和拉长晶的混合组织。退火后,热轧变形组织转变为等轴晶,含Y实验钢的退火组织得到明显细化。500 ℃时效处理后,含Y实验钢具备较低的有序度,300 ℃的拉伸断口呈现韧性断裂特征,断后伸长率达到20.2 %。相反,无Y实验钢发生脆性断裂,断后伸长率仅为2.1 %。研究结果证实,Y元素可以通过组织细化和降低有序度提高6.5 % Si无取向硅钢的中温塑性。     

液-固相轧制复合法生产含硅中锡/钢复合轴瓦带的凝固组织

采用液—固相轧制法可以稳定、连续生产AlSn8Si2．5Pb2Cu0．8Cr0．2覆钢双层轴瓦带。通过金相照片显示其组织与铸造组织相似，但柱状晶(胞状晶)更为细小、发达，组织内Si，Sn等元素分布均匀，在液—固相轧制复合工艺条件范围内，浇注温度对胞状晶组织结构有较大影响，退火则使Sn，Si元素聚集、球化。     

550MPa级低合金高强钢的试制

文章详细阐述了550 MPa级低合金高强钢的关键试制方案,包括化学成分、热轧工艺、冷轧工艺、退火工艺。研究了合金元素、生产工艺对产品组织及性能的影响。试制结果表明,550 MPa级低合金高强钢微观组织主要由铁素体与弥散分布的TiC析出相组成,其主要强化机制为细晶强化与析出强化。试制钢带屈服强度为556～581 MPa,抗拉强度为622～653 MPa,延伸率为14.0%～16.5%,满足相关标准及产品应用要求。     

热轧钢材一体化组织性能控制技术

钢铁材料先进热轧-冷却-热处理一体化组织性能控制技术是针对热轧钢材关键生产工艺进行的一系列原始技术创新。开发"轧制-冷却"同步化工艺装备,研制"温控+变形"相耦合的新一代控制轧制技术,结合轧后超快速冷却技术,充分发挥细晶、析出、相变综合强化作用,获得理想的微观组织形态,提升产品综合力学性能。在此基础上,针对高端产品研发先进热处理技术,满足高强度高均匀性淬火工艺需求。通过对热轧-冷却-热处理一体化组织性能控制技术创新,可实现热轧钢材生产流程系统控制,促进热轧钢铁材料性能的全面提升,保证钢铁材料性能稳定性,减少合金元素用量、降低钢材生产成本。     

超细晶钢理论及技术进展

叙述了由国家973项目:“新一代钢铁材料的重大基础研究”所开展的超细晶钢理论及技术进展。形变相变耦合、纳米析出相引起超细晶以及机械制造用钢的超细晶热处理是3 个主要手段。相应的组织性能预报、细晶钢的焊接及化学冶金高洁净、凝固均质化及细化是制造和应用的关键技术。     

合金的形变时效强化研究

钢材在制造过程中经常通过不同程度的形变及相变来获得所需要的强度和韧性,以满足部件生产所必需的工艺性能和使用要求。近来人们通过控制轧制来提高钢材的性能,就是利用这一手段控制钢的组织状态,这方面的工作已有不少论文发表。本文介绍我们早期做的形变——相变复合强化的部分工作,目的是探求获得奥氏体细化品粒、析出的第二相均匀弥散、基体亚结构细化的适当工艺。     

“高温大变形+超快冷”工艺在管线钢生产中的应用

通过热模拟和实验室热轧试验,研究了"高温大变形+超快速冷却"工艺和传统TMCP工艺下试验钢显微组织的区别和强韧性规律。结果表明,超高冷却速率使过冷度变大,形核率升高,新相形核主要以晶内形核为主。"高温大变形+超快速冷却"工艺得到的细化针状铁素体、高密度位错以及弥散细小的析出物保证了材料的综合性能,使热轧钢板综合性能达到了X90标准,并且轧制力比传统TMCP工艺低1 000~7 000 kN。高温大变形后的弛豫过程使组织严重粗化,强韧性明显降低。     

热轧含Ti微合金钢拉伸性能及冲击韧性的改善

为研究Ti对热轧钢板拉伸和冲击性能的影响，利用热轧试验机组对不同成分体系含Ti微合金钢采用不同的轧制工艺进行轧制试验，并采用OM、SEM、拉伸和冲击试验等方法对试验钢的微观组织和力学性能进行表征与测试。结果表明，低碳钢中加入一定量的Ti,可以显著提高钢的强度，但同时也会导致钢的冲击韧性明显降低。钢中析出的大颗粒的TiN和粗大的铁素体晶粒是导致含Ti微合金钢冲击韧性恶化的主要因素。通过在含Ti微合金钢中加入Nb,采用Ti-Nb复合强化，同时配合840℃低温终轧和560℃低温卷取工艺，可显著改善含Ti微合金的冲击韧性，使钢板获得高强、高韧的综合性能。     

CSP连轧过程中低碳钢的组织变化规律

对珠钢CSP生产现场同一低碳钢轧件的铸坯及不同道次变形后室温组织的研究表明：铸坯组织由细晶区（急冷层）和树枝晶区组成，随轧制道次增加，变形后轧件的室温组织细化，沿铁素体晶界分布的珠光体变得均匀，弥散，连轧前铸坯表面和心部的组织差异随着轧制道次增加逐渐减小，珠钢成品板组织细化的原因可以归结为大压下连轧工艺，钢中大量弥散析出的氧化物，硫化物和终轧后的层流冷却。     

退火工艺对高强细晶IF钢的显微组织与性能的影响

以新型的含铌高强细晶IF钢为研究对象,在实验室进行了热轧、冷轧以及轧后模拟连续退火试验.通过微观组织观察可以发现化学成分的改善、轧制及退火工艺的控制不仅可以使这种钢具有细小的晶粒,而且存在大量细小的析出物Nb(C、N);同时晶界附近析出物非常稀少,称之为PFZ带(晶界无析出物区),且仅存在于晶界的一侧.试验结果表明由于...     

钢铁结构材料的组织细化

采用组织超细化提高钢铁结构材料的强细性和使用寿命是上个世纪90年代中期以来的发展趋势。介绍了我国973第一批项目之一“新一代钢铁材料重大基础研究”的主要5种超细化方法，适用于不同强度和显微组织的钢类：具有铁素体 珠光体(F P)的碳素或低合金钢，采用强力轧制和形变诱导铁素体相交(DIFT)技术；在薄板坯连铸连轧现代流程下，采用第二相(析出相)的纳米化控制；具有低碳贝氏体或针状铁素体的微合金钢采用形变诱导析出(DIP)和中温相交控制；采用调质处理的合金结构钢，应用新的合金设计思路以提高界面温度，增加氢陷阱和二次硬化路线，快速超细晶热处理的综合技术；发展无碳化物贝／马组织和富碳残奥薄膜以做到中低温回火合结钢的强韧化优良配合。     

高强焊瓶钢HP345的研制与生产

介绍了首钢迁钢公司通过应用微量钒钛复合微合金化和控轧控冷技术研制与生产高强度HP345焊接气瓶用热轧带钢的过程。分析了批量生产的高强焊瓶钢HP345的化学成分、冶金质量和力学性能。结果表明：对0.17%C-0.25%Si-1.40%Mn成分体系的低碳锰钢进行钒钛复合微合金化（wv≤0.025%、wTi≤0.025%）,可以开发生产出符合国家标准和用户需求的低屈强比高强HP345钢。轧制时可以采用较高的终轧温度和卷取温度。复合添加的微量V、Ti元素对HP345钢的显微组织影响很小,没有明显的细晶强化作用,但有足够数量的析出相颗粒,从而产生明显的沉淀强化作用。     

Nb-V微合金化低钼型Q345耐火钢的开发

 为了推动耐火钢的市场应用,采用低碳、低钼(约0.2%)及铌、钒、钛的复合微合金化成分设计,成功开发出低成本Q345耐火钢。采用Formastor-Digital全自动相变测试仪测定了试验钢的连续冷却转变(CCT)曲线,利用Gleeble-1500热模拟试验机研究了变形后不同冷却工艺对试验钢组织及硬度的影响,并采用SEM、EBSD、TEM和物理化学相分析等手段对热轧及600 ℃高温拉伸试样基体组织及纳米第二相进行了详细表征,定量分析了试验钢室温及高温下的强度机制。结果表明,轧后760~780 ℃开始层流冷却、终冷温度为400~600 ℃,试验钢获得铁素体+贝氏体组织。经600 ℃高温拉伸后,试验钢中MC相的质量分数及处于18 nm以下的粒子质量百分比相对于热轧态试样分别提高了16.4%、9.8%,这些新析出的纳米级粒子在高温下起到了良好的沉淀强化作用,一定程度弥补了高温下因剪切模量下降和细晶强化失效导致的高温屈服强度的损失;固溶、沉淀强化为Q345耐火钢主要的高温强化方式。     

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。     

Al-Cu-Mn合金复合纳米结构构筑及强塑性机制研究

211ZX铝合金是新一代Al-Cu-Mn系耐热高强韧铝合金，为进一步提升该材料的室温成形性、力学性能和工业应用价值，通过形变热处理工艺在该合金中构筑了由超细晶、纳米晶、位错网状结构和纳米析出相组成的复合结构，使纳米薄板材的拉伸强度和塑性同时得到提高。该工艺包括固溶处理、室温多道次累积轧制变形和后续低温时效。相较于传统T6态，复合纳米结构使合金的屈服强度提升了～213 MPa，与大变形制备的211ZX铝合金纳米薄板材相比，该复合纳米结构使合金的均匀延伸率提升了～5%。通过X射线衍射仪（XRD）、激光共聚焦显微镜（CLSM）和透射电子显微镜（TEM）等微观结构表征，结合强化机制的分析，研究发现细晶强化和析出强化对具备复合结构薄板材的材料屈服强度贡献最大。借助硬度、拉伸曲线、断口截面TEM分析、位错密度及纳米析出相的演变规律分析，可以明确位错回复和高密度的纳米析出相是提升211ZX铝合金板材塑性的主要因素。     

微钛处理15MnVN钢熔合线韧性的改善

针对桥梁用15MnVN钢焊接熔合线韧性恶化问题,在低碳、低硫化基础上进一步探索了微钛处理的效果。发观未经微钛处理的钢焊接粗晶区晶粒粗大,冲击韧性较差的主要原因是母材中原有的细小弥散的V(C,N)粒子经受不住焊接高温,绝大部分又重新固溶于基体中,且在焊后冷却条件下难于再析出。而加入微量钛(0.028％Ti的15MnVN钢的粗晶区晶粒及组织显著细化,冲击韧性显著提高。即使在较大线能量焊接的模拟条件下,稳定性较高的细小Ti,V(C,N)复合粒子仍然大量存在于粗晶区中,从而起到抑制晶粒长大,细化二次组织等作用,使熔合线韧性明显改善。     

GH169合金小棒材边缘的粗晶问题

针对ＧＨ１６９合金φ２０ｍｍ轧制棒材出现的边缘粗晶问题，对晶粒均匀及边缘粗晶两种棒材的低倍组织进行了比较，利用光学显微镜对边缘粗晶棒材热处理前后的高倍组织及δ相形貌进行了观察，并依据ＧＨ１６９合金的再结晶情况及δ相析出规律对观察结果进行了分析，得出结论：这种小棒材的边缘粗晶是由于轧制过程的不完全再结晶及δ相的不均匀析出造成的，并非成份偏析所致，而这种不完全再结晶又是由于终轧温度较低引起的，因此可采     

热轧钢材晶粒细化及其应用研究

细晶强化在材料科学工程中具有非常重要的地位。为此分析了细晶强化技术在不同热轧钢材行业中的研究概况,并讨论了其在棒线材、带材、中厚板等钢材中的开发应用情况。研究结果表明,热轧棒材在相同的变形量、变形温度以及化学成分的前提下,采用轧后强制冷却,可把晶粒度等级从7.0级提高到8.5级,使其屈服强度提高39.20%,抗拉强度提高23.23%;利用纳米级析出物对铁素体晶粒长大的阻碍作用,从而细化晶粒组织,并结合纳米级析出物在HSLA钢中的析出强化,可对屈服强度贡献80～120 MPa。通过对细晶强化及其应用技术的系统分析,并结合纳米晶块状金属材料的综合性能特点,提出了金属材料组织应适度细化。     

X80管线钢和管线钢管的组织细化

为满足X80管线钢和管线钢管的高强韧性要求,采取的组织细化的方法包括:反复再结晶细化奥氏体晶粒;结合Nb微合金化技术的未再结晶区控制轧制;添加Mo推迟高温相变,采用加速冷却,获得针状铁素体组织;利用TiN等第二相粒子阻止奥氏体晶粒长大;控制钢中夹杂物的组成、尺寸和分布,诱导晶内针状铁素体形核,得到细小的HAZ组织.     

直接轧制工艺对中厚板组织与性能的影响

 连铸坯直接轧制技术作为一种变革性的绿色钢铁生产流程,目前主要用于超薄带和线棒材生产,近年来国内外逐步开始了中厚板直接轧制工艺的探索性工作。直接轧制工艺与常规热轧工艺相比,具有不同的温度履历和物理冶金学过程。选取Nb-Ti微合金钢为研究对象,从产品组织与性能的角度,探讨中厚板直接轧制工艺的可行性。采用炼钢-连铸-轧制中试试验,对比研究了直接轧制工艺及常规热轧工艺下中厚板产品的组织和性能,并基于动态再结晶模型,探讨了直接轧制工艺下试验钢的组织细化机制。研究结果表明,直接轧制工艺下,虽然连铸坯轧前未经过γ-α-γ相变过程,仍保留铸态粗大的奥氏体晶粒,但轧制过程中较大的芯表温差有利于变形向芯部渗透,芯部再结晶进行得更加充分,可以用形变再结晶机制代替常规热轧工艺的相变机制细化成品芯部组织,获得与常规热轧工艺相近甚至更优的显微组织与力学性能。