BNbRE钢组织和相变温度研究

研究了BNbRE重轨钢中的夹杂物。采用DIL402C热膨胀仪,分析了BNbRE重轨钢的热膨胀系数;采用Formastor-Digital全自动相变仪,分析了BNbRE重轨钢在冷却过程中的相变温度和组织。结果表明:BNbRE钢中MnS夹杂物长度与宽度的比值较小,形成了稀土和硅酸盐的复合夹杂物;BNbRE钢当加热至Ac1~Ac3时,热膨胀系数低于U71Mn钢;BNbRE钢以12℃/S进行冷却时,得到了珠光体和马氏体。     

U71Mn重轨钢中稀土La的作用分析

利用金相显微镜、扫描电镜、透射电镜以及相变仪对含稀土La的U71Mn重轨钢的夹杂物、相变点以及微观组织进行了研究.研究表明,稀土La在U71Mn重轨钢中以夹杂物和固溶物两种形态存在;随着稀土添加量的增加,夹杂物和固溶量均增加,且固溶量增加更显著;添加稀土La后,U71Mn重轨钢的各相变点均有不同程度的下降,对晶粒也有细化作用.     

包钢U75V重轨钢夹杂物演变规律分析

为了研究重轨钢冶炼过程中夹杂物的演变规律,以U75V重轨钢为研究对象,通过全流程取样,分析了夹杂物的组分、尺寸、数密度等变化特征。研究结果表明,硅铁等合金中的残余元素对重轨钢中的非金属夹杂物有重要影响。此外,本研究对重轨钢典型夹杂物的演变规律有了明确的认识,有效识别了冶炼各个工序的夹杂物去除能力,并找到了限制性的环节。     

气体分析法测定钢中氧化夹杂物分量探讨

介绍北京钢研总院对钢中氧化夹杂物测定新方法进行研究的概况，以及我公司在TC－336分析仪上做的分析氧时的释氧峰形试验，说明要采用TC－336分析仪测定钢中的各氧化夹杂物的分氧量，必须对TC－336分析仪进行改造，并引进北京钢研总院的技术。     

U76CrRE重轨钢热处理工艺优化及力学性能分析

通过在连续冷却的在线热处理工艺基础上进行工艺优化,研究了等温处理工艺对U76CrRE重轨钢微观组织和力学性能的影响。结果表明,相变前的冷却速度、等温温度和等温时间共同影响U76CrRE重轨钢的组织和力学性能。在相变前8 ℃/s的最佳冷却速度下,等温温度越低、等温时间越短,获得的珠光体越细小;U76CrRE重轨钢的抗拉强度随着等温温度的降低、等温时间的缩短而增大;560 ℃×30 s等温处理是U76CrRE重轨钢的最优热处理工艺,其综合力学性能最好,抗拉强度为1370 MPa,硬度为390 HBS,断后伸长率为9.33%,断面收缩率为41.32%,冲击吸收能量为4.4 J。     

船板钢E36轧后控冷工艺的制定

采用Formaster-Digital全自动相变仪测定了船板钢E36加热时的实际相变温度Ac1和Ac3,以及冷却时的实际相变温度Ar1和Ar3,同时测定了试样在不同冷却速度下的相变点,根据相变点绘制出了E36钢的奥氏体连续冷却转变曲线(CCT曲线).通过分析不同冷却速度对E36钢的显微组织、晶粒度和硬度的影响,制定出了较合理的E36钢轧后控冷工艺:冷却速度5～10℃·s-1,终冷温度550℃左右,然后空冷.该控冷工艺,保证了室温主要组织为F P,细化了铁素体(F)晶粒,同时保证了E36钢的硬度要求.     

低成本900 MPa级工程机械用钢连续冷却转变行为的研究

针对当前不含Mo 低成本900 MPa级工程机械用钢的生产,采用Formastor-FⅡ相变仪,研究了900 MPa级工程机械用钢的连续冷却相变行为,分析了试验钢在连续冷却条件下的显微组织、显微硬度变化规律和贝氏体相变过程;结合热膨胀法和金相-硬度法绘制了试验钢的连续冷却转变曲线。结果表明:当冷却速率为0.25~0.5 ℃/s时,试验钢组织主要为铁素体和粒状贝氏体;冷却速率为1~2 ℃/s时,试验钢组织由粒状贝氏体和板条贝氏体组成;冷却速率为5~20 ℃/s时,试验钢组织为板条贝氏体和互锁状贝氏体,随着冷却速率的提高,板条贝氏体相变温度区间变窄,互锁状贝氏体相变温度区间变宽。冷却速率为5 ℃/s时,以板条贝氏体相变为主导,晶界形核速率高于晶内形核速率;冷却速率为10~20 ℃/s时,以互锁状贝氏体相变为主导,晶内形核速率高于晶界形核速率。冷却速率为0.25~2 ℃/s时,试验钢显微硬度随着冷却速率的增加而增加,硬度值从188HV升高到239HV;冷却速率为2~5 ℃/s时,出现硬度平台;冷却速率为5~20 ℃/s时,试验钢显微硬度随冷却速率的增加而增加,硬度值从240HV升高到270HV。     

防脱碳涂层在U75V重轨钢生产中的开发与应用

为解决高碳含量的U75V重轨钢在加热过程中易出现严重氧化及脱碳而影响其力学性能的难题，通过对U75V重轨钢热物性能、脱碳特征的研究，考虑防脱碳涂层在加热过程的热膨胀系数和导热系数，采用以相变温度为分界点的分温度段设计理念，并结合氧化及脱碳特征分析了防脱碳涂层玻璃相、C平衡、固相致密烧结及综合热膨胀系数，有针对性地设计开发了防脱碳涂层。通过实验室实验调整了涂层组分，最后进行了工业现场试验验证。结果表明：所开发的防脱碳涂层在U75V重轨钢生产中的高温加热条件下，绝大多数情况下能保证钢坯脱碳层厚度在100μm以内，基本能实现零脱碳；未使用涂层的U75V重轨钢钢坯脱碳层厚度为270～550μm,大部分脱碳层厚度集中在450～550μm。采用防脱碳涂层，吨钢成本虽增加约16元，但在现有加热介质和加热工艺条件下，有效解决了U75V重轨钢加热过程中的脱碳问题。     

钢中夹杂物与奥氏体基体热膨胀系数差异导致的热应力和应变能研究

考虑基体的屈服，对钢中的球形夹杂物和奥氏体基体之间因热膨胀系数差在降温过程中产生的热应力，应变和应变能作了理论研究。大的过冷度和热膨胀系数差异是产生大的热应力、应变和高应变能的主要原因，在现实条件下，夹杂物的Young’s模量和Poisson比的变化对上述参量产生的影响不大，主要计算了几种典型的夹杂物和奥氏体产生的热应力、应变和应变能。结果显示，即便对于极限状态的“刚性”夹杂物，热应力形成的应变能也比相变化学驱动力小1—2个数量级。     

稀土铈在重轨钢中的行为机制研究

进行了在纯铁和重轨钢中添加稀土金属Ce的试验,并对铈和磷的聚集状态在扫描电镜下进行分析。结果表明:对于纯铁含Ce试样,生成的夹杂物主要是铈磷化物,主要富集在晶界上;对于加稀土铈的重轨钢试样,生成的夹杂物主要是氧化铈和磷酸铈,铈元素都偏聚在晶界上或晶界附近;稀土铈会使珠光体发生球化现象,珠光体间距增大,钢的力学性能下降。     

应力对U75V重轨钢珠光体转变的相变塑性影响

基于Greenwood-Johnson理论,采用Gleeble-1500D热模拟实验机,对U75V重轨钢连续冷却转变过程中珠光体转变的相变塑性进行研究。通过测定不同加载应力下的膨胀曲线,对总变形中的组成应变,即热应变、相变应变、弹性应变、相变塑性应变进行分离,建立重轨钢相变塑性模型方程,通过数值模拟对热处理工艺进行优化。计算结果表明,重轨钢U75V在珠光体相变过程中,热应变在总应变中占80%以上;相变塑性应变在总应变中所占比例的最大值随应力而增加,当加载应力为-45MPa、相变在577.1℃结束时,相变塑性应变占总应变的比例最大可达到12.5%。     

道次间冷却工艺下EH47船板钢表层往复相变行为的研究

针对表层细晶船板钢的研制,采用热模拟试验模拟道次间冷却工艺下EH47船板钢表层“冷却 返红”过程中的往复相变行为,研究了不同类型低温相变组织在升温过程中的相变行为。结果表明,随低温相变组织中贝氏体体积分数的增大,升温奥氏体化温度逐渐降低;随低温组织中马氏体体积分数的增大,升温奥氏体化温度显著提高且相变时间延长。随冷却速率的提高,升温相变后奥氏体组织细化且均匀性提高。当低温组织为粒状贝氏体时,随升温过程的进行,在相变初始阶段相变较慢,当温度高于770 ℃时,奥氏体相变速度剧烈提高,并在830 ℃完成相变。     

道次间冷却工艺下EH47船板钢表层往复相变行为的研究

针对表层细晶船板钢的研制，采用热模拟试验模拟道次间冷却工艺下EH47船板钢表层“冷却 返红”过程中的往复相变行为，研究了不同类型低温相变组织在升温过程中的相变行为。结果表明，随低温相变组织中贝氏体体积分数的增大，升温奥氏体化温度逐渐降低；随低温组织中马氏体体积分数的增大，升温奥氏体化温度显著提高且相变时间延长。随冷却速率的提高，升温相变后奥氏体组织细化且均匀性提高。当低温组织为粒状贝氏体时，随升温过程的进行，在相变初始阶段相变较慢，当温度高于770 ℃时，奥氏体相变速度剧烈提高，并在830 ℃完成相变。     

U75V重轨冷却过程的相变变形

重轨在轧后冷却时,因固态相变会发生弯向轨底和弯向轨头的复杂弯曲变形,文章采用ANSYS软件对U75V重轨的冷却过程进行数值模拟,得到了U75V重轨冷却过程中的温度变化规律和弯曲变形规律,从理论上对重轨在冷却过程中出现的复杂弯曲变形过程给出了合理的解释;应用后处理模块对计算结果进行处理,计算出冷却后重轨的弯曲曲率半径,计算结果与现场实际情况基本相符。该研究对百米高速重轨冷床的设计和冷却工艺参数的制定,具有重要参考价值。     

连续冷却和回火过程中800MPa钢组织及力学性能的研究

利用光学电镜、SEM和Formaster-FⅡ相变仪,研究800 MPa高强钢在连续冷却过程中的组织和性能变化。结果表明,由于钢中含有较高的Mn和Cr,因此能够在较低的冷却速度下发生马氏体转变,当冷却速度超过80.0℃/s时,钢中主要组织为马氏体;经过退火处理后,试验钢的抗拉强度达到800 MPa以上,且随退火温度的升高试验钢抗拉强度增大,伸长率先增大后减小;当退火温度为780℃时,试验钢伸长率、屈服强度、抗拉强度均达到最好。     

12MnNiVR钢的连续冷却转变行为及相变动力学

用热膨胀仪测定了12MnNiVR钢的连续冷却转变曲线,并结合显微组织观察和硬度测定,研究了低冷速下奥氏体向铁素体转变及向贝氏体转变的动力学,分析了铁素体转变及贝氏体转变的生长方式.实验钢在连续冷却过程中的计算相变动力学结果与实测相变数据吻合很好.研究结果表明实验钢在低冷速下冷却时奥氏体向铁素体转变,形核位置主要在晶棱处,生长方式主要为二维长大,奥氏体向贝氏体转变,形核位置主要在界面处,生长方式主要为一维长大.     

压应力对Cr-Mo钢连续冷却贝氏体相变的影响

采用Gleeble-1500热模拟试验机测量了Cr-Mo钢在1～90℃/s的冷却速度下奥氏体连续冷却过程中的温度-膨胀曲线,用origin软件进行数据处理,获得了实验钢的CCT曲线;同时测量了施加轴向载荷为0、40MPa、80MPa和120MPa的压应力时奥氏体连续冷却过程中的温度-膨胀曲线,冷却速度分别为50℃/s、70℃/s和90℃/s.利用杠杆定律,根据不同温度下的膨胀量计算得到贝氏体相变动力学曲线,研究了压应力对贝氏体相变动力学和贝氏体相变温度的影响.结果表明,在以冷却速度为50℃/s和70℃/s连续冷却时,压应力抑制前期阶段的贝氏体相变,促进后期阶段的贝氏体相变;在以冷却速度为90℃/s连续冷却时,压应力对整个贝氏体相变过程都有促进作用,特别是应力较大时:压应力使贝氏体相变开始温度Bs升高,贝氏体相变终了温度Bf降低.     

1.25Cr0.5MoSiNb钢过冷奥氏体连续冷却转变

在Formastor-FⅡ相变仪上,用膨胀法测定了 1.25Cr0.5MoSiNb钢在不同冷速下过冷奥氏体连续冷却时的膨胀曲线;采用切线法获得了相转变点,结合硬度和金相测试,用Origin 软件绘制了实验钢过冷奥氏体连续冷却相转变曲线(CCT 曲线),并用实验验证了 CCT曲线的准确性.结果表明:实验钢的临界点Acl和Ac3分别为763℃和856℃;当过冷奥氏体冷速在0.05-0.3℃/s时,发生铁素体和贝氏体相变,硬度显著增加;当冷速为0.5-10℃/s时,只发生贝氏体相变,且随着冷速的增大,贝氏体形态逐渐由粒状转变为板条状,硬度缓慢增加.     

气体分析法测定钢中氧化夹杂物分量探索

介绍北京钢研总院对钢中氧化夹杂物测定新方法进行研究的概况,以及我公司在TC—336分析仪上做的分析氧时的释氧峰形试验,说明要采用TC—336分析仪测定钢中的各氧化夹杂物的分氧量,必须对TC—336分析仪进行改造,并引进北京钢研总院的技术。     

含铜高淬透性钢连续冷却相变特性分析

采用DIL805A相变仪、XRD衍射仪,结合金相法研究了新型含铜高淬透性钢连续冷却过程中的组织转变并分析其动力学过程。发现试验钢在0.02℃/s的低冷速时才出现高温相铁素体,具有非常高的淬透性,冷速小于0.3℃/s时得到的是全贝氏体组织,冷速为0.3℃/s时得到的是贝氏体与马氏体的混合组织,冷速大于0.3℃/s时得到的是全马氏体组织。动力学分析表明,连续冷却过程中所得到的贝氏体似乎并不完全依赖于碳的扩散。