低成本含铌抗震钢筋生产工艺控制

为降低生产成本,江苏永钢集团有限公司采用Nb微合金化试制了HRB400E钢筋。以ø16 mm HRB400E钢筋为例,针对钢筋无屈服现象问题,对3种不同Nb含量钢筋的显微组织、析出物尺寸和分布、室温拉伸应力-应变曲线进行了分析。结果表明:由于含Nb量较高的钢筋其固溶Nb量较多,同时由于精轧区域为升温轧制,尤其是小规格钢筋采用切分轧制工艺,终轧温度较高,降低了相变点温度,再加上小规格钢筋在冷床上的冷速较快,使其容易产生针状铁素体、贝氏体等低温异常组织,导致其无屈服现象。为此,对钢筋Nb含量及生产工艺进行了优化:将钢筋中Nb质量分数从0.035%减少到0.01%;铸坯加热温度控制为1 100~1 150 ℃;保证开轧温度为1 050~1 080 ℃、精轧入口温度为950~1 000 ℃、终轧温度为1 000~1 050 ℃,以降低终轧后钢筋固溶Nb含量;上冷床温度控制为880~920 ℃,并在冷床上增加可调节的保温装置,对钢筋进行轧后缓冷,以延长珠光体转变时间,这是防止小规格钢筋冷速过快导致针状铁素体、贝氏体组织过多的关键技术。生产实践表明:上述工艺措施可有效避免钢筋出现针状铁素体、贝氏体组织,屈服平台不明显比例从0.51%降至0,解决了小规格含Nb钢筋屈服不明显的问题,降低了含Nb抗震钢筋的生产成本。     

超低碳贝氏体钢的加工工艺与组织性能分析

进行了超低碳贝氏体钢的两阶段控轧控冷实验，对轧后钢板进行力学性能检测及组织分析。结果显示．超低碳贝氏体钢强度较高，屈服强度平均达670MPa，伸长率和冲击功偏低；显微组织主要由粒状贝氏体和板条贝氏体组成．两种贝氏体组织只有在两个极端的温度下才有明显的差异，从工程检验的实际出发，不必区分两类贝氏体。     

φ6 mm HRB400E带肋钢筋盘条的开发

为扩大品种范围、提升产品竞争力,成渝钒钛科技有限公司决定在高线产线上开发φ6 mm HRB400E带肋钢筋盘条。设计了带肋钢筋盘条化学成分,通过控轧控冷工艺参数对热轧盘条组织性能影响的相关分析,制定了轧制工艺参数,并研究了不同风冷工艺对其组织性能的影响。结果表明,通过控轧控冷工艺的优化,可以稳定生产出φ6 mm热轧带肋钢筋盘条,盘条微观组织均匀,各项指标均符合国家标准对抗震钢筋的要求;轧后风冷速度对盘条组织性能的影响较大,当冷速过快时钢筋组织中会出现贝氏体,使钢筋出现无屈服平台现象,应采用适当冷速。     

淬火与回火间的时效对1Cr17Ni2钢组织及屈服强度的影响

研究分析了1Cr17Ni12钢在淬火与回火间进行时效及其组织及屈服强度的影响。认为淬火后，进行时效处理，然后再进行回火，可明显减少残留奥氏体量，提高1Cr17Ni12钢的屈服强度及屈强比。     

HRB500E钢筋性能异常原因分析及其改进措施

针对柳钢生产HRB500E钢筋时出现屈服强度ReL、塑性指标Agt分别低至440 MPa、5.0%的性能异常现象,通过对拉伸试样进行断口形貌、拉伸曲线、化学成分及金相组织分析,对工艺执行及取样过程进行排查,对其产生原因进行了分析。结果表明:HRB500E钢筋性能异常为残余元素B含量异常偏高而导致,当B质量分数达(27~48)×10^-6时,Nb.V.N复合微合金化HRB500E钢筋中的贝氏体含量明显增加,拉伸试样无屈服效应,屈服强度大幅下降,塑性指标Agt波动大。为此,调整了高硼坯料控轧控冷工艺,采用900 ℃入K₂ 轧机及920 ℃上冷床的工艺优化措施,亦即采用轧制过程及轧后冷却强度逐步加强的措施,可以降低B元素高淬透性的影响、抑制贝氏体的生成,使高B钢筋的组织和性能恢复至正常。同时,对合金及入炉废钢从源头上加强管控,制定残余元素含量上限的预警标准,可以极大减少残余元素控制异常或由此引发的钢筋性能波动。     

800MPa级超级钢变形后连续冷却过程的组织变化

利用热模拟试验机研究了一种屈服强度达800MPa的高强度低合金钢在连续冷却工艺条件下的组织变化情况。并利用热膨胀法建立了静态和动态条件下的连续冷却转变曲线，分析了冷却速度对组织和性能的影响。研究表明，在较宽冷却速度范围内（5-20℃/s）都能有贝氏体组织生成；变形温度对中温贝氏体转变和贝氏体显微硬度的影响很小。     

昆钢Nb微合金化HRB400热轧带肋钢筋的开发

介绍了昆明钢铁股份公司Nb微合金化HRB400热轧带肋钢筋的开发情况，对钢筋的力学性能、工艺性能、焊接性能、金相组织等进行了分析；对钢筋无屈服的现象进行了分析，并提出了解决办法。     

应变时效对X90冷弯管组织与性能的影响

对不同角度X90管线钢冷弯管进行应变时效处理,利用拉伸试验和SEM对时效前后管线钢的组织特征与力学性能开展研究。结果表明：拉伸应力-应变曲线有出现屈服平台的趋势,不再呈“Round House”型。在200 ℃时效下,冷弯管横向试样未出现屈服平台,而在250 ℃时效下,冷弯管横、纵向试样均出现明显的屈服平台;时效后,横向试样的屈服强度和抗拉强度分别增长了83、55 MPa,而纵向试样的屈服强度和抗拉强度分别增长了130、95 MPa,屈强比增大,最高达到0.99;管材横、纵向伸长率分别从20.2%和22.4%减小至16.56%和17.68%。在相同的温度条件下时效,随着冷弯角度的增大,铁素体晶粒尺寸增大,而板条状贝氏体逐渐向粒状贝氏体转变,M/A组元数目增多,M/A组元附近位错密度增高。当时效温度升高时,贝氏体中出现黑色点状析出物。说明应变时效降低冷弯管塑性变形能力。     

不同热处理工艺对TC21钛合金组织及力学性能的影响

利用不同的热处理工艺对钛合金进行处理,分析了固溶温度、时效温度以及时效时间对TC21钛合金微观组织及力学性能的影响规律。结果表明,热处理工艺对钛合金组织中α相形状和数量影响较大。随着固溶温度、时效温度及时效时间的增加,钛合金的拉伸和屈服强度先增加后减小。最佳热处理工艺为固溶温度930℃,时效温度580℃,时效时间3.5 h。     

铌微合金化HRB400生产工艺与性能

对铌微合金化HRB400钢筋进行了生产工艺、金相组织、时效热处理、力学性能等方面的分析。结果表明:20MnSiNb钢金相组织为铁素体+珠光体+少量贝氏体;20MnSiNb钢经250℃×1 h时效处理后没有时效倾向;经600℃×1 h时效处理后,钢的抗拉强度和屈服强度分别提高50 MPa和60 MPa。     

12CrNi3钢粒状贝氏体的组织与性能

通过光学显微镜、电子显微镜研究了12CrNi3钢在不同的热处理条件下获得不同数量的粒状贝氏体,并测定其力学性能,得到粒状贝氏体含量与力学性能关系曲线,同时观察了其断口形貌特征。结果表明:在12CrNi3钢中,当粒状贝氏体含量占混合组织(马氏体 粒状贝氏体)含量30%以下时,合金的力学性能与单一板条马氏体的力学性能相比差别不大;合金中粒状贝氏体数量越多,其强度降低、塑性增加、冲击韧度增加;由断口分析知,不论是马氏体组织还是粒状贝氏体,或者是二者的混合组织,其断裂都表现为韧性断裂。     

440 MPa级高强度球扁钢的热处理工艺

采用金相显微镜、透射电镜、相分析等实验分析方法,研究了不同热处理工艺对10CrNiMoV球扁钢组织和力学性能的影响。结果表明,热轧或正火连续冷却过程中,形成了大量的粒状贝氏体,显著降低了钢的韧性。正火加高温回火处理后,粒状贝氏体得到了一定程度的分解,虽其屈服强度有所下降,但显著提高了10CrNiMoV球扁钢的低温韧性,?40 ℃冲击功达到117 J。通过正火＋控冷＋高温回火处理后,形成了一定量的多边形铁素体,并且粒状贝氏体得到了充分的分解,获得了良好的综合性能。     

不同截面尺寸贝氏体非调质钢的组织和性能

研究了经920 ℃空冷,300 ℃回火后不同直径贝氏体非调质钢棒料的组织和力学性能。结果表明,不同直径贝氏体钢试棒,经空冷+回火后的组织均为贝氏体铁素体和残留奥氏体,属于无碳化物贝氏体组织,ϕ30 mm以下棒料热处理后组织变化较小,直径大于ϕ50 mm棒料,心部组织有所粗化,并伴随粒状贝氏体量的增加。热处理后,随棒料直径的增加,其强度、硬度有降低的趋势。直径大于ϕ50 mm棒料的冲击吸收能量随直径的增加有降低的趋势。ϕ70 mm棒料R/2处抗拉强度为1226 MPa,心部冲击吸收能量(KV₂)为61.3 J。较大直径的贝氏体非调质钢具有良好的强韧性。     

轧后冷速对低碳贝氏体钢组织性能影响

模拟两阶段控轧控冷工艺,进行了低碳贝氏体钢轧制实验,分析了轧后快速水冷和空冷对低碳贝氏体钢组织及性能的影响。结果显示,钢轧后,在两种冷速下得到的组织形貌差别较大,快速水冷得到强度较高的板条贝氏体组织,缓冷得到强度较低的粒状贝氏体组织,粒状贝氏体的形成温度较高,没有明显板条特征;板条贝氏体屈服强度比粒状贝氏体高出278MPa,抗拉强度高出307MPa;而粒状贝氏体的塑性和韧性指标明显优于板条贝氏体,延伸率和-20℃低温冲击功指标是板条贝氏体的近3倍。     

HRB400E热轧带肋钢筋弯曲断裂原因分析

通过力学性能、化学成分和金相检验分析,对HRB400E热轧带肋钢筋弯曲断裂的原因进行了分析研究。研究表明化学成分锰含量偏高,组织中存在贝氏体和粗大晶粒,是造成钢筋弯曲断裂的主要原因,适当降低锰含量可有效避免贝氏体和粗大晶粒的形成,保证螺纹钢具有优良的力学性能。     

低碳微合金钢中针状铁素体的微观力学性能及其组织稳定性

利用纳米力学探针和扫描电子显微镜对低碳微合金钢中针状铁素体的微观力学性能和组织稳定性进行了研究．微合金钢在850℃变形弛豫一定时间后水冷得到了针状铁素体、粒状贝氏体和板条状贝氏体的复合组织．板条状贝氏体、粒状贝氏体和针状铁素体的微观力学性能依次降低，回火稳定性依次升高．弹性模量依次降低约15GPa，硬度依次降低约0．6GPa．     

Effect of Strain Aging on Tensile Behavior and Properties of API X60, X70, and X80 Pipeline Steels

The effect of strain aging on tensile behavior and properties of API X60, X70, and X80 pipeline steels was investigated in this study. The API X60, X70, and X80 pipeline steels were fabricated by varying alloying elements and thermomechanical processing conditions. Although all the steels exhibited complex microstructure consisting of polygonal ferrite (PF), acicular ferrite, granular bainite (GB), bainitic ferrite (BF), and secondary phases, they had different fractions of microstructures depending on the alloying elements and thermomechanical processing conditions. The tensile test results revealed that yielding behavior steadily changed from continuous-type to discontinuous-type as aging temperature increases after 1% pre-strain. After pre-strain and thermal aging treatment in all the steels, the yield and tensile strengths, and yield ratio were increased, while the uniform elongation and work hardening exponent were decreased. In the case of the X80 steel, particularly, the decrease in uniform elongation was relatively small due to many mobile dislocations in PF, and the increase in yield ratio was the lowest because a large amount of harder microstructures such as GB, BF, and coarse secondary phases effectively enhanced work hardening.     

铬含量对耐候钢熔敷金属韧性的影响

通过拉伸、冲击试验,利用金相显微镜、透射电镜、扫描电镜和电子背散射衍射技术分析了铬含量对耐候钢熔敷金属组织和韧性的影响.结果表明,两种熔敷金属的组织均为粒状贝氏体、针状铁素体和少量板条贝氏体.两种熔敷金属冲击韧性良好.与含1.0% Cr(质量分数)熔敷金属相比,含1.41% Cr熔敷金属中粒状贝氏体含量升高,针状铁素体含量降低,屈服强度增加6%,抗拉强度增加9%,冲击吸收功降低56%.此外,含1.41%Cr熔敷金属中M-A组元含量升高、大角度晶界比例下降、平均有效晶粒尺寸增加,显微裂纹的形核几率增加,裂纹扩展阻力降低,导致其韧性降低.     

焊接热循环对X80管线钢粗晶区韧性和组织的影响

利用焊接热模拟技术、光学金相、透射电子显微镜和示波冲击韧度试验、断裂韧度试验研究了焊接热循环对X80管线钢粗晶区韧性和组织的影响。试验结果表明,在六种热循环参数下,X80管线钢模拟粗晶区具有不同的显微组织,当焊接热循环参数较小时,以下贝氏体和板条马氏体为主,随着热循环参数的增大,以粒状贝氏体为主,且其中的M—A岛的形态由细短条状转变成大长条状或大块状,分布由晶界转向晶内,同时数量增多,韧性恶化。