不同形变条件下非调质钢45MnSiVSQ的连续冷却转变

在Gleeble-3500热模拟机及热膨胀试验仪上测定了45MnSiVSQ钢动态及静态膨胀曲线,并采用切线法结合组织及硬度,测定了试验钢的静态和动态连续冷却转变(CCT)曲线,研究分析了形变温度和冷却速度对非调质钢45MnSiVSQ相变及珠光体片层间距的影响。结果表明:在0.1~3 ℃/s冷却速度范围内,珠光体片层间距随着冷却速度的增大而减小;对比950 ℃的动、静态CCT曲线可知,形变使试验钢相变起始温度有所升高,即相变孕育期缩短,其中对铁素体和珠光体相变区间影响尤为明显,而对贝氏体和马氏体相变区间孕育期的影响较小,表现为动态CCT曲线相比静态CCT曲线向左上方移动;对比不同形变温度下的动态CCT曲线可知,形变温度950 ℃时,贝氏体相变冷速区间为0.5~20 ℃/s,850 ℃形变时的贝氏体相变冷速区间为0.8~10 ℃/s。低温形变更利于铁素体和珠光体相变发生,减少了贝氏体、马氏体等非理想组织出现的机率。     

低碳V-N-Cr微合金化耐候钢的连续冷却转变曲线

采用Formaster-FII全自动相变仪和MMS-300热模拟实验机分别对低碳V-N-Cr微合金化耐候钢未经变形及变形的奥氏体的连续冷却转变(CCT)曲线进行了测定。结果表明:与静态CCT曲线相比,低碳V-N-Cr微合金化耐候钢奥氏体变形后的动态CCT曲线的相变温度较高,曲线整体向左上方移动;变形会大幅度增加奥氏体内部缺陷密度,促进铁素体相变发生;对于变形奥氏体,当冷速小于2℃/s,相变组织为铁素体和珠光体;当冷速大于2℃/s,开始出现粒状贝氏体和针状铁素体;随着冷却速率的增大,铁素体和珠光体组织逐渐减少,贝氏体组织增多,存在粒状贝氏体和板条贝氏体,铁素体的晶粒尺寸也逐渐减小。在20～40℃/s相对大的冷却速度范围内,V-N-Cr耐候钢由板条贝氏体和针状铁素体组织组成。     

高V、N微合金钢动态CCT曲线及纳米碳氮化物析出冷速敏感性

为实现对高V、N微合金钢轧制-冷却工艺过程中组织、析出相的精准控制,利用Gleeble-1500D热模拟实验机研究了轧后不同冷速下实验钢的热膨胀曲线、相变规律、过冷奥氏体动态连续冷却转变曲线(动态CCT曲线),并着重研究了微观组织演变行为、显微硬度和纳米碳氮化物析出行为对冷却速率的敏感性。结果表明：冷却速率低于3 ℃/s时,实验钢显微组织由铁素体和珠光体组成;当冷却速率位于3 ℃/s时,发生贝氏体相变,基体组织由铁素体、珠光体和贝氏体组成;冷却速率为8 ℃/s时,珠光体组织消失,马氏体组织开始出现,基体组织由沿晶铁素体、贝氏体和马氏体组成;当冷却速率达到20 ℃/s时,基体组织中马氏体占主,并由少量先共析铁素体和贝氏体组成。此外,冷却速率对纳米碳氮化物的析出行为也具有显著影响,冷速处于1 ℃/s以内时,多边形铁素体中纳米析出相直径和数密度具有较强的冷却速率敏感性,纳米析出相直径随冷速提升显著降低,数密度随冷速提升而提高;冷速由1 ℃/s增加至3 ℃/s时,纳米析出相直径进一步降低,而数密度趋于稳定;当冷速继续增至5 ℃/s时,纳米析出相直径保持稳定,数密度呈现下降趋势。研究还发现,贝氏体组织中纳米析出相较少,贝氏体不利于纳米相析出。基于上述组织演变与析出规律的研究,工业化试制出了屈服强度700MPa以上、满足抗震要求的高V、N微合金钢。     

控轧控冷工艺对440 MPa级船体钢组织与性能的影响

通过CCT曲线和实验室控轧控冷工艺试验,研究了440 MPa级船体钢的过冷奥氏体连续冷却(CCT)过程的相变以及组织性能。结果表明:试验钢在较宽的冷速范围内容易得到贝氏体组织,随着终轧温度的降低,试验钢的强韧性得到提高。轧后空冷条件下,试验钢得到铁素体+珠光体组织,韧性较好,但强度富余量相对较小。轧后加速冷却,试验钢的强度得到明显提升。模拟卷取温度为550 ℃时,试验钢的强韧性相对更好。综合分析,较优的控轧控冷工艺参数为:终轧温度840 ℃,轧后冷速(20±5) ℃/s,卷取温度550~560 ℃。     

含Nb微合金低碳钢奥氏体连续冷却转变行为

用MMS-300型热力模拟试验机研究了含铌微合金低碳钢奥氏体连续冷却过程的相变规律,用热膨胀法结合金相法建立了实验钢变形和未变形奥氏体的连续冷却转变曲线(CCT),研究了加速冷却和热变形对组织转变的影响。结果表明:同静态CCT曲线相比,实验钢的动态CCT曲线整体向左上方移动,随冷却速度的增大,γ→α相变开始温度逐渐降低;高温变形促进铁素体和珠光体相变,同时抑制了贝氏体相变,扩大了铁素体转变区;奥氏体变形对贝氏体转变有双重作用:当冷速较低时,变形抑制贝氏体相变;冷速较高时变形促进贝氏体相变。     

微量硼对S355-J1低碳钢相变规律的影响

采用热模拟的方法研究了微量B对低碳钢动态CCT曲线的影响。结果表明,随着冷却速度增加,S355-J1钢和含B S355-J1钢先后发生铁素体（珠光体）相变→贝氏体相变→马氏体相变,并且分别在5 ℃/s和3 ℃/s出现贝氏体组织;同样的冷速下,含B钢的铁素体相变温度更低,而贝氏体相变温度更高。微量硼偏聚在奥氏体晶界,抑制铁素体形核并促进贝氏体形成,提高了低碳微合金钢的淬透性。     

超高强度复相钢CP800的相变行为及热轧工艺研究

试验研究了超高强度复相钢CP800的相变动力学、热轧工艺和析出行为。结果表明,CP800钢的贝氏体区与铁素体区分离,贝氏体和铁素体区宽广,珠光体区较窄;在400~600℃之间发生贝氏体转变,贝氏体相变的临界转变速率约25℃/s。在不同终轧温度和卷取温度下,CP800钢的屈服强度均高于680 MPa,抗拉强度均高于760 MPa。随着卷取温度的提高,屈服、抗拉强度上升,断后伸长率提高,扩孔率降低。终轧温度由920℃降低至880℃时,强度变化不显著,但断后伸长率显著上升,扩孔率显著下降。随着热处理温度的升高,Ti C的析出导致试验钢的屈服强度和抗拉强度逐步提高,而当热处理温度提高至两相区后,冷却过程中的铁素体相变导致强度急剧降低。     

含钛微合金钢的动态CCT曲线

研究了不同冷却速率下一种含钛微合金钢的相变过程与相变温度的变化,结合金相-硬度法获得该含钛微合金钢的动态CCT曲线。结果表明:含钛微合金钢的Ac_1=702℃、Ac_3=826℃;随着冷速增加,奥氏体转变开始和结束温度逐步下降;冷速小于1.5℃/s时,组织为铁素体与珠光体;1.5~2.5℃/s冷速为贝氏体产生的临界冷速;冷速为5~10.0℃/s时,组织主要是贝氏体;冷速为15~20℃/s时组织为下贝氏体与少量马氏体;随冷速增加,硬度整体呈升高趋势。     

Nb-V微合金中碳非调质钢CCT曲线的测定与分析

在Gleeble-3500热模拟机上测定了Nb-V微合化金中碳非调质钢在不同冷却速率下的膨胀曲线,并联合金相-硬度法,绘制出了Nb-V试验钢的动态CCT曲线。依据所绘试验钢动态CCT曲线,对试验钢在不同冷却速率下组织的转变转变情况进行了分析。结果表明:冷却速率低于2℃/s时,Nb-V钢的显微组织为铁素体和珠光体,冷却速率超过2℃/s时,钢中组织可以观察到贝氏体,随着冷却速率的增加贝氏体含量也明显增加;冷却速率超过10℃/s时,组织中开始出现马氏体;冷却速率超过15℃/s后Nb-V钢显微组织全部为马氏体。贝氏体转变的临界冷却速率为7~10℃/s,马氏体转变的临界冷却速率为10~15℃/s。     

含Mo低碳微合金钢CCT曲线的测定与分析

在Gleeble-3800热模拟试验机上,测定了含Mo低碳微合金钢在不同冷却速度下连续冷却时的膨胀曲线,利用热膨胀法并结合金相-硬度法,测定了该钢的连续冷却转变曲线(CCT曲线);研究了冷却速度对该钢组织及硬度的影响。结果表明,在所研究的冷却速度范围内,相变产物均含有贝氏体组织;当冷却速度小于10℃/s时,相变产物含有一定量的铁素体;当冷却速度减小到1℃/s以下时,相变产物除铁素体外也含有少量的珠光体;当冷却速度大于30℃/s时,相变产物中出现马氏体组织;当冷却速度为10～30℃/s时,获得贝氏体组织。动态CCT曲线的测定为该钢种生产中控制轧制工艺和控制冷却工艺的制定提供依据。     

低碳铌微合金化Q370qE-HPS钢的控轧控冷工艺研究

Q370qE-HPS钢是新一代低碳铌微合金化高性能桥梁用钢,其化学成分(质量分数)为0.08%C、0.25%Si、1.45%Mn、0.012%P、0.002%S、0.030%Nb、0.012%Ti、0.035%Al。为了制定合理的控轧控冷工艺,以获得含有细小铁素体和少量珠光体的显微组织和优良的力学性能,在Gleeble-3500热模拟试验机上对Q370qE-HPS钢进行双道次热压缩和两段控轧控冷试验,得到了该钢在不同工艺参数条件下的真应力-真应变曲线和连续冷却转变曲线,建立了Q370qE-HPS钢的静态再结晶图和形变奥氏体CCT曲线。结果表明:在≥1 000℃以≥10 s的道次间隔时间压缩变形,Q370qE-HPS钢的静态再结晶体积分数Xsrx≥90%,可作为粗轧工艺;在≤925℃以≤20 s的道次间隔时间压缩变形,Xsrx≤20%,可作为精轧工艺。两段热压缩变形后以约5℃/s速率冷却至580℃,Q370qE-HPS钢的铁素体晶粒细化、珠光体减少,避免了粒状贝氏体的形成,可作为控冷工艺。根据再结晶图和CCT曲线制定的Q370qE-HPS钢的控轧控冷工艺为:粗轧温度≥1 050℃、精轧温度≤925℃,轧后以5℃/s速率冷却。以该工艺试生产的Q370qE-HPS钢板的屈服强度≥410 MPa,抗拉强度≥520 MPa,断后伸长率≥23%,屈强比≤0.83,-40℃冲击吸收能量(KV2)≥200 J。     

Q420特厚钢板连续冷却过程的相变行为

针对Q420钢特厚板的生产工艺特点,利用Gleeble-2000热模拟试验机研究了该钢变形和未变形条件下的连续冷却过程中相变行为及组织演变规律,绘制了该钢的连续冷却转变(CCT)曲线,分析了控轧控冷工艺对其连续冷却相变的影响。结果表明:Q420钢随着冷却速度的提高,奥氏体→铁素体开始转变温度Ar3降低,相变后铁素体晶粒细化;贝氏体开始转变温度(Bs)先升高后降低,贝氏体转变量逐渐增加。随着变形量的增加,CCT曲线整体向左上方移动,加速了铁素体和贝氏体相变。随着变形温度的降低,铁素体相变温度升高,扩大了铁素体区,贝氏体相变温度降低。     

Ti-Nb复合微合金化高强钢连续冷却转变曲线

通过在热模拟试验机上探究不同冷却速率对Ti-Nb复合微合金化高强钢组织和相变的影响,研究了Ti-Nb复合微合金化高强钢的连续冷却转变(CCT)过程。结果表明,不同冷却速率下分别得到铁素体+珠光体、贝氏体和马氏体组织。根据热膨胀曲线和实验钢组织绘制了CCT曲线,为研究钢种的固态相变过程、加工工艺以及热处理工艺提供依据。     

变形及合金元素对NM400连续冷却转变的影响

用MMS-200热力模拟试验机研究了低合金耐磨钢NM400在连续冷却条件下的组织演变规律,测定了不同化学成分钢的静态CCT曲线和动态CCT曲线,分析了变形及合金元素对组织转变的影响.结果表明:奥氏体区的变形促进铁素体相变,贝氏体相变温度降低,形成马氏体临界冷却速率提高.Mo抑制碳的扩散,细化晶粒,Ni的添加更加降低马氏体的临界冷却速率.冷速在10℃/s以上时,硬度超过400 HV,传统离线淬火及轧后在线超快冷工艺生产NM400钢均具有可行性.     

HSLA钢连续冷却过程的相变与组织研究

在Gleeble—1500热模拟试验机上研究了20SiMn3NiA钢在不同连续冷却条件下相和组织变化,用热膨胀法测定了该钢的连续冷却转变曲线（动态CCT曲线）。研究结果表明,20SiMn3NiA钢中的Mn、Ni、Si等合金元素能有效地阻止铁素体和珠光体的形成,故20SiMn3NiA钢的过冷奥氏体连续冷却转变曲线只有马氏体和贝氏体相变区。当临界冷却速度大于1℃／s时,20SiMn3NiA钢就可以获得板条状马氏体组织,且随着冷却速度的增大,马氏体组织变得越来越细。与静态CCT曲线相比,形变使动态CCT曲线的Ms点升高,奥氏体稳定性降低,形变细化了马氏体和贝氏体组织,使20SiMn3NiA钢在1℃／s的冷却速率下产生较高的强度。     

仿晶界型铁素体/贝氏体低碳锰钢的组织和力学性能

对一种低碳锰钢进行了终轧温度高于Ar3卷取温度的不同控轧控冷处理．扫描电镜和透射电镜观察表明，终轧变形在奥氏体再结晶区进行时，有利于获得均匀分布的铁素体和一定含量的贝氏体组织．终轧温度降低到800℃，实验钢产生了形变诱导铁素体相变．当冷速增加到60℃／s且卷取温度为400℃左右时，铁素体主要沿原奥氏体晶界分布，晶粒得到细化，贝氏体体积分数增加，强度有较大的提高，但延伸率较低，屈强比较高．通过控制终轧温度为800-850℃、冷速为40℃／s左右以及卷取温度为550℃左右时，低碳锰钢可以获得仿晶界型铁素体／贝氏体的复相组织，其中铁素体晶粒尺寸为8-8．5μm，贝氏体体积分数在30％左右，综合性能较好．     

V-N微合金化600 MPa高强度钢筋钢的动态连续冷却转变曲线

利用Gleeble-1500热模拟试验机测定了V-N微合金化600 MPa高强度钢筋钢在不同冷速下连续冷却转变的热膨胀曲线,结合显微组织观察,获得了该钢的动态连续冷却转变曲线。结果表明,当冷却速率小于1 ℃/s时,组织为铁素体和珠光体;当冷却速率为3 ℃/s时,出现少量贝氏体;当冷却速率为8℃/s时,珠光体消失,组织为铁素体和贝氏体;当冷却速率为10 ℃/s时,开始出现马氏体;当冷却速率在20 ℃/s以上时,组织全部转变为马氏体。     

微合金化SWRCH6A钢的连续冷却转变曲线

在RILNL-78热膨胀系数测定仪上进行微合金化SWRCH6A钢热模拟试验,采用热膨胀法和金相法建立CCT曲线,研究添加微量硼、钛元素后SWRCH6A钢连续冷却过程中的相变规律。结果表明,随着冷却速度的增加,微合金化SWRCH6A钢的显微组织构成由多边形铁素体PF逐步转变为多边形铁素体PF、珠光体P和准多边形铁素体QF,最终转变为珠光体P、准多边形铁素体QF和粒状贝氏体GB;随着冷却速度的增加,SWRCH6A钢的维氏硬度逐渐增加;结合SWRCH6A钢的CCT曲线,确定出合适的轧后冷却速度为0.5 ℃?s-1,此冷却速度下可得到理想的显微组织：准多边形铁素体QF+多边形铁素体PF+珠光体P。     

25MnSiVN高强抗震钢筋组织相变探讨

为制定合理的轧制工艺,使用热摸拟相变膨胀法,结合金相组织分析及硬度试验方法,研究钒氮微合金化生产的25Mn Si VN(600 MPa级)高强抗震钢筋的组织相变规律。试验测出了25Mn Si VN动态连续转变CCT曲线,同时测定了该钢种的Ac1、Ac3、Ar1、Ar3平衡临界相变点温度。结果表明,当冷却速度低于3℃/s时,仅发生铁素体和珠光体组织相变,当冷却速度大于3℃/s时,发生贝氏体相变,当冷却速度大于15℃/s时,发生马氏体相变。为保证25Mn Si VN钢中获得均匀细小的铁素体+珠光体组织,避免产生贝氏体甚至马氏体组织,大生产时,应控制钢筋轧后冷却速度不超过3℃/s。运用本试验研究成果,制定了合理的轧制工艺,生产出了性能合格的600 MPa级高强抗震钢筋。     

冷却工艺对热轧铁素体贝氏体双相钢组织与性能的影响

设计了一种低碳铁素体贝氏体双相钢,用Gleeble-3500热模拟机测定了该试验钢变形后的连续冷却转变(CCT)曲线,并对试验钢进行了控轧控冷试验,研究不同冷却工艺对试验钢组织和性能的影响。结果表明,变形后的CCT曲线分为铁素体转变区和贝氏体转变区。试验钢热轧后经不同冷却方式都能获得铁素体贝氏体双相组织。三段式冷却方式比两段式冷却得到的铁素体体积分数减少,晶粒尺寸更小。840 ℃终轧后水冷到690 ℃,空冷8 s左右,试验钢抗拉强度达到765 MPa,伸长率为20%,综合性能良好。