50.8mm规格X65W热煨弯管钢的开发生产

以合理的碳当量为基础,添加Nb、Ni、Ti、Mo等合金进行合金体系设计,采用洁净钢冶金技术,通过两阶段轧制、多路径层流冷却和热处理保证钢板的强度和高韧性,开发了50.8 mm超厚规格X65W热煨弯管管线钢。钢板成分设计简单,成本低,钢质纯净,碳当量控制稳定,裂纹敏感系数低,经淬火+回火处理后得到针状铁素体+贝氏体+少量马氏体混合组织,钢板在热处理前后强度热稳定性高,低温韧性良好,焊接性能优异,完全满足标准及用户要求。     

回火工艺对热轧低碳贝氏体高强钢组织和性能的影响

通过大量的试验检验数据,研究了回火热处理工艺对550 MPa级低碳贝氏体高强钢显微组织和力学性能的影响.结果 表明:经650℃高温回火热处理后,试验钢主要组织为粒状贝氏体和准多边形铁素体的混合组织,准多边形铁素体组织占比有所增加;回火热处理后钢板屈服强度、延伸率得到明显提高,但抗拉强度受到的影响相对较小,屈强比呈上升趋势.同时针对屈服强度、延伸率、屈强比及组织的变化原因进行了简要分析.     

微合金成分对低碳贝氏体钢强度的影响

采用不同V、Cr含量,结合Nb、Ti、Mo等微合金化的成分设计,控轧控冷、离线回火工艺生产了30 mm厚度规格的低碳贝氏体钢板,钢板的组织为粒状贝氏体、少量针状铁素体以及少量多边形铁素体,钢板的力学性能满足交货需要.使用透射电镜结合能谱仪分析了钢板的析出相情况,结果表明钢板的析出相主要是Nb、Ti的碳氮化物,析出相含有微乎其微的V,而没有Cr;Nb、Ti通过析出对钢板起到析出强化作用,V、Cr在钢中起固溶强化作用,对强度贡献较小.     

工程机械用低碳贝氏体钢Q550的性能与组织分析

介绍了韶钢的Q550高强度工程机械用钢的生产情况,采用低碳,Nb、V、Ti、Mo等微合金化的成分设计,结合控轧控冷、离线回火工艺生产了厚度达到30 mm的Q550钢板,钢板的力学性能满足交货需要。利用光学显微镜、扫描电镜分析了钢板的组织情况,并使用透射电镜结合能谱仪分析了钢板的析出相情况,分析结果表明Q550钢板的回火组织为粒状贝氏体、针状铁素体以及少量多边形铁素体,晶粒细小、均匀,析出相主要是Nb、Ti的碳氮化物,V、Cr对Q550的析出强化没有贡献。     

700MPa级高强工程机械用钢产品设计和生产实践

根据700MPa级高强工程机械用钢技术条件,通过设计合理的成分体系和严格的控轧控冷工艺,成功开发出具有良好强韧性匹配以及焊接性能的SQ700MCD高强工程机械用钢。首钢SQ700MCD高强工程机械用钢热轧板卷采用低成本Ti微合金化成分设计,通过严格控制钢中的P、S、N含量得到稳定的有效Ti,添加一定量的Nb得到细小均匀的铁素体晶粒,采用合理的TMCP工艺参数保证了材料具有良好的强韧性,并依靠Mo和B复合添加显著提高了焊接热影响区的抗拉强度。重点介绍技术背景、产品设计思路、材料组织结构和析出物状态,以及材料各项力学性能和焊接性能。     

回火对C-Si-Mn系双相钢组织与性能的影响

在实验室研究了回火温度对C-Si-Mn双相钢力学性能与显微组织的影响.力学性能测定结果表明,250℃以下的低温回火,对改善双相钢的伸长率具有良好作用,但是其它力学性能的变化不明显.高于300℃的高温回火对改善双相钢的延性作用不大,但会引起双相钢的屈服强度升高,抗拉强度、加工硬化与烘烤硬化值降低,使双相钢性能恶化.扫描电镜与透射电镜的观察结果表明,低温回火双相钢的显微组织变化不明显,马氏体为板条状,马氏体前沿的铁素体基体中分布着大量的可动位错,高温回火双相钢的显微组织则有较大变化,马氏体分解,边界变得模糊,岛内出现碳化物颗粒,铁素体中的位错密度减小,位错线附近出现粗大的析出物.高温回火后,马氏体的分解软化以及铁素体中位错密度减小是导致双相钢性能恶化的主要原因.     

不同合金元素的添加对含Ti微合金高强钢组织性能的影响

利用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜、能谱分析和拉伸试验等手段,对分别加入Mo、Cr、Nb、Cu等合金元素的含Ti微合金铁素体高强钢组织、析出相和力学性能进行分析,结果表明:铁素体基含Ti微合金高强钢以铁素体为基体,部分微合金钢组织含有极少量粒状贝氏体或珠光体;基体析出粒子尺寸差别较大,大部分尺寸小于10 nm并呈球形、簇状分布,析出物以TiC或(M、Ti)C颗粒为主;5种成分设计的铁素体基含Ti微合金钢均具有良好的室温、高温拉伸性能,550℃拉伸屈服强度均大于380 MPa,为对应室温拉伸屈服强度的63%以上,其中加少量Nb元素的含Ti微合金钢高温和室温屈服强度比最高,达到0.77,具有优异的高温力学性能。     

焊接热输入对厚壁20MnNiMo钢焊缝性能的影响

为了研究国产特厚20MnNiMo钢焊接中的最佳焊接热输入以及在焊接过程和相应的热处理过程中20MnNiMo钢力学性能及组织性能的变化状况,实验选取了焊接热输入线能量分别为2.46、2.78和3.09 kJ/mm进行实验。实验表明:20MnNiMo钢焊接接头断裂位置都是在焊接热影响区,并且随着焊接热输入的增大,试样的平均抗拉强度先减小再增大;随着与20MnNiMo钢焊缝的逐渐远离,金相组织的变化为由回火贝氏体、针状铁素体和先共析铁素体逐渐过渡到回火贝氏体,再到铁素体和回火贝氏体组织以及母材的回火索氏体组织。     

建筑维护系统用高耐蚀性铁素体不锈钢的研发与应用

研究了Mo、Nb、Ti对22.5%Cr铁素体不锈钢力学性能、耐腐蚀性能的影响,研究结果表明,Mo主要以固溶状态存在于铁素体不锈钢中,通过固溶强化提高了铁素体不锈钢的强度;在Ti/Nb双稳定铁素体不锈钢中,由于粗大TiN颗粒的形成和金属间化合物在晶界的析出,钢的韧性明显降低;在Nb单稳定铁素体不锈钢中,Nb以固溶状态和Nb(C,N)析出相存在于铁素体基体中,Nb(C,N)弥散分布于铁素体晶内,并作为σ相的形核质点,避免了σ相在晶界的析出,从而改善了钢的低温韧性。在此基础上研制出建筑维护系统用的高耐蚀性铁素体不锈钢B445R。测试结果表明,B445R在氯离子溶液中具有比316L更优越的耐点腐蚀性能,而且具有良好的成形性能和焊接性能,这些优点使其成为沿海地区建筑维护系统理想的装饰材料。     

热处理工艺对20Cr1Mo1VTiB螺栓钢组织及性能的影响

为了优化20Cr1Mo1VTiB螺栓钢的热处理工艺,采用SEM、TEM和力学性能测试等手段,研究了热处理工艺对该钢组织及性能的影响。结果表明,20Cr1Mo1VTiB钢热处理态组织为贝氏体,主要强化相为VC与针状M3C相。随着淬火温度的提高,VC逐渐溶解,固溶强化作用增加,室温和高温强度上升、韧性下降。在较低温度下回火,贝氏体板条位错密度高、组织应力大,强度高、韧性差;提高回火温度,VC逐渐长大,基体逐渐发生回复,室温和高温强度降低,韧性显著升高。1 030℃淬火+720℃回火后,20Cr1Mo1VTiB钢体现出良好的强韧性匹配。     

淬火温度对30CrNiMoV钢板组织和性能的影响

试验研究了30CrNiMoV钢板经不同奥氏体化温度加热淬火并在200℃回火后的组织和力学性能。结果表明:30CrNiMoV钢在790~930℃范围内淬火、200℃回火后,均能保持正常的板条马氏体组织,实际晶粒度保持10级,钢板具有良好的综合力学性能以及冷弯工艺性能,其抗拉强度不低于1 650MPa,伸长率不低于10%,并能承受90°冷弯成型。实际生产中,在设定淬火加热温度时应考虑不同厚度的钢板在加热出炉后存在不同降温,应使钢板在喷水冷却开始时,其实际温度不低于790℃,但最高加热温度应不超过930℃。     

回火热处理对轧制钛/钢复合板界面组织与性能的影响

研究了500~670 ℃回火热处理对轧制钛/钢复合板界面组织与性能的影响，以期为复合板热加工的工艺参数制定提供指导。对轧态和回火态的钛/钢复合板进行了拉伸、冲击和剪切试验测试，并利用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射等研究手段表征了复合板的界面组织、剪切断口形貌及断口反应相。结果表明，回火热处理后，钛/钢复合板的剪切性能降低，随着回火温度的升高，剪切强度呈现下降趋势。轧态和回火态复合板界面反应相均为β Ti和TiC，其中TiC反应相的厚度随着回火温度的升高呈现增厚趋势。TiC脆性相厚度的增加导致了复合板剪切强度的下降，且使得剪切断口呈现脆性断裂倾向增大，撕裂特征减弱，呈现出明显的平滑断裂特征。     

Enhanced Mechanical Properties of a Hot-Stamped Advanced High-Strength Steel via Tempering Treatment

The hot stamping process has an extensive range of applications due to its advantages over the traditionally used stamping techniques developed in the past. To enhance the mechanical properties of the indirectly hot-stamped parts, the quenching and partitioning (Q&P) process has been recently applied on boron-alloyed steel. In the current research, it was observed that the tempering treatment on the directly hot-stamped boron steel resulted in better mechanical properties and higher formability index compared with the reported results using the Q&P process. The nano-carbide formation and the dislocation annihilation during the tempering treatment were suggested as the evident reasons for the occurrence of the mentioned robust properties. The ease of the practical implementation of the tempering route together with the markedly enhanced mechanical properties of the tempered parts make the suggested method privileged. Additionally, the variations in the yield strength before and after tempering were quantitatively evaluated.     

屈服强度550 MPa级抗震建筑用钢回火性能研究

利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和力学性能检验等试验方法,研究了系列回火温度对TMCP处理的屈服强度550 MPa级抗震建筑用钢微观组织、第二相析出及力学性能的影响。结果表明,随着回火温度的提高,试验钢屈服强度和抗拉强度变化趋势一致,屈强比呈明显的上升趋势。分析认为:回火前后力学性能的变化主要与回火后更多弥散的尺寸在25 nm以下的新的细小粒子析出以及M/A岛的分解和发生位错亚结构回复软化有关,试验钢450℃回火后钢板具有最佳综合力学性能:抗拉强度为703 MPa,屈服强度为588 MPa,伸长率为17.5%,-20℃冲击吸收能量为240 J,屈强比0.84满足建筑用钢要求。     

Effect of Multi-Step Tempering on Retained Austenite and Mechanical Properties of Low Alloy Steel

 The effect of multi-step tempering on retained austenite content and mechanical properties of low alloy steel used in the forged cold back-up roll was investigated. Microstructural evolutions were characterized by optical microscope, X-ray diffraction, scanning electron microscope and Feritscope, while the mechanical properties were determined by hardness and tensile tests. The results revealed that the content of retained austenite decreased by about 2% after multi-step tempering. However, the content of retained austenite increased from 36% to 51% by increasing multi-step tempering temperature. The hardness and tensile strength increased as the austenitization temperature changed from 800 to 920 ℃, while above 920 ℃, hardness and tensile strength decreased. In addition, the maximum values of hardness, ultimate and yield strength were obtained via triple tempering at 520 ℃, while beyond 520 ℃, the hardness, ultimate and yield strength decreased sharply.     

C-Mn-Cr-Nb系低合金钢抗氢致开裂性能

 研究了一种低C、低Mn、高Cr和高Nb低合金钢经控轧控冷及轧后回火处理后性能与组织的变化,并对试验钢进行了抗氢致开裂(HIC)试验。结果表明：与轧态相比,回火处理后试验钢的力学性能有较大提高,600℃左右回火后屈服强度由轧态519MPa增加到626MPa,抗拉强度由653MPa增加到705MPa,且韧性基本未降低,回火处理后组织仍以针状铁素体为主,回火后M/A岛尺寸减少。此外,轧态与回火态钢均能满足抗HIC试验衡量标准,回火处理后抗HIC性能优异。降低Mn质量分数能显著提高低合金钢抗HIC性能,提高Cr质量分数和Nb质量分数能有效强化低Mn钢的强度。     

冷处理对16Cr14Co12Mo5轴承钢组织和性能的影响

 通过对16Cr14Co12Mo5 轴承钢经冷处理后的组织和性能进行研究,发现与淬火态相比,试验钢经两次冷处理和高温回火后,表面硬度达到50.7HRC,抗拉强度Rm达到1820MPa,屈服强度Rp0.2达到1410MPa,冲击功为75.0J,试验钢的强度和硬度得到了显著提高。经XRD检测,经过两次冷处理后残余奥氏体体积分数由26.0%下降到3.1%。研究表明,经过2次冷处理并配合高温回火后,钢中残余奥氏体88.1%转变为马氏体,残余奥氏体含量明显降低,组织变得稳定,并且在回火过程中伴随有一定量微细第二相的析出。     

CrNiMo-CrNi3Mo-CrNiMo三层复合超高强度钢板开发

为了开发同时具有超高强度和良好韧性的低合金超高强度钢板,采用30MnCrNiMo连铸坯和33MnCrNi3Mo钢锭,经过真空复合焊接,高温轧制,淬火+低温回火热处理工艺研制出15 mm CrNiMo-CrNi3MoCrNiMo三层复合超高强度钢板;利用探伤、拉伸、冷弯、冲击、硬度等试验检验其结合度和力学性能;利用光学显微镜、扫描电镜等分析三层复合超高强度钢的组织和冲击断口形貌。结果表明,采用该工艺生产的三层复合超高强度钢板结合性良好,能够满足GB/T 7734-2015 Ⅰ级探伤要求;复合钢板的综合力学性能良好,结合面处硬度值存在明显的过渡区域;结合面组织和基体组织均为回火马氏体组织     

Effect of Heat Treatment on Microstructure and Mechanical Properties of API X90 Pipeline Steel Welded Joints

In this work, X90 pipeline steel was welded by shielded metal arc welding with root and submerged arc welding with calk and cap. After that, the joint was tempered at 550 °C and 600 °C. Subsequently, the microstructure and mechanical properties were investigated by optical microscope, scanning electron microscope (SEM) and Vickers hardness tester. The fracture surface of welded joint was analyzed by SEM. The experiments show that: After high-temperature tempering treatment, the Widmanstatten structure disappears in coarse-grained region. The number of lath martensite in the original structure of the welded joint decreases, and the quantity of granular bainite increases. The acicular ferrite disappears gradually and the polygonal ferrite grains increase, and the M/A island components decompose into fine grains with the increase in tempering temperature. The mechanical properties of the joints also change and the hardness rises because of the disappearance of Widmanstatten structure improves after heat treatment, and yield strength and tensile strength of the specimens have the lowest values after tempering at 550 °C. After tempering at 600 °C, the hardness decreases and strength–ductility reaches 11,571 MPa%. The tensile fracture of 600 °C sample presents delamination and ductile fracture. Through comparative analysis, it can be concluded that the plasticity and toughness of multilayer welded joints after tempering at 600 °C is improved, and they have better comprehensive mechanical properties.

     

调质工艺对Q690D钢综合力学性能及组织的影响

 以60mm厚Q690D高强度结构钢板为研究对象,在相同轧制条件下,系统地研究了淬火、回火温度对试验钢综合力学性能及显微组织的影响,并对第二相析出进行理论分析。试验结果表明：随淬火温度升高,试验钢强度升高,韧性下降;随回火温度升高,试验钢强度下降,但韧性明显升高。该钢采用930℃淬火(保温10min)650℃回火(保温40min)的调质热处理工艺具有良好的强韧性匹配,综合力学性能最佳,满足国标GB/T 16270—2009要求。