500 MPa汽车用Ti-Nb微合金高强度结构钢的优化和开发

Ti-Nb微合金高强度钢板的生产流程为206 t顶底复吹转炉-LF-RH-230 mm铸坯-连轧成3~7mm板工艺。将原0.045Nb-0.015Ti微合金化钢优化成0.070Ti-0.015Nb微合金化钢后,其焊接性能和低温冲击性能优良,并具有良好的综合力学性能。使用结果表明,0.070Ti-0.015Nb微合金化钢与0.045Nb-0.015Ti微合金钢相同,满足加工和服役要求,但成本有明显降低。     

600 MPa低硅Nb-Ti微合金化优质3.5 mm热轧双相钢板的开发

通过真空感应炉熔炼和浇铸的50 kg锭锻成40 mm×150 mm坯和热轧成10 mm板以及热模拟试验研究了开发的低硅Nb-Ti微合金化双相钢(/%:0.082C,0.15Si,1.20Mn,0.010P,0.002S,0.020Nb,0.015Ti,0.045Al,0.0035N)静态和动态连续冷却转变(CCT)曲线、组织(11%马氏体+89%铁素体)和力学性能(抗拉强度682 MPa)。并通过铁水脱硫-260 t BOF-LF-RH-230 mm×1300 mm连铸-热轧工艺试制了低硅双相钢(/%:0.075C,0.15Si,1.16Mn,0.012P,0.003S,0.016Nb,0.015Ti,0.033Al,0.0043N)3.5mm板。结果表明,精轧出口温度810℃,水冷至700℃,空冷4.5 s,卷取温度150℃时,该钢的组织为15%马氏体+85%铁素体,晶粒度12~12.5级,抗拉强度672~692 MPa,伸长率24.0%~28.5%,屈强比0.65~0.67,钢板冲压成塑性能优良,制造的轿车轮辐弯曲疲劳性能15×10⁴次。     

Nb-Ti微合金化含铬J55石油套管用钢的生产实践

8~10 mm J55石油套管用钢板的生产流程为铁水预处理-120 t顶底复吹转炉-LF精炼-87 mm薄板坯连铸-连轧工艺。通过在原有0.015%~0.025%Nb微合金化钢的基础上优化J55石油套管钢的成分(/%:0.16~0.18C,0.5~0.7Mn,≤0.20Si,≤0.025P,≤0.010S,0.03~0.04Cr, 0.01~0.03Ti,0.005~0.010Nb),转炉出钢加200~400 kg铝镁钙预脱氧、精炼过程喂铝线深脱氧,T[O]≤20×10^-6时钙处理,板柸加热温度1 100~1 130℃,终轧855~860℃,轧后快速冷却,(610±10)℃卷取等工艺措施,成品钢板屈服强度437~465 MPa,抗拉强度549~575 MPa,伸长率30%~36%,-20℃冲击功60~96 J,180°冷弯合格,各项性能稳定。     

屈服强度750 MPa低合金钢高强度集装箱用钢的开发

设计和开发了屈服强度750 MPa低合金高强度集装箱用钢(/%:0.06～0.09C,0.25～0.35Si,1.60～1.80Mn, ≤0.015P,≤0.003S,0.10～0.20Mo,0.05～0.06Nb,0.09～0.11Ti,≥0.0015Ca,≥0.015Alt)。试验钢的工艺流程为260 t BOF-LF-RH-230 mm板坯连铸-热轧成2～6 mm板。通过Nb-Ti复合微合金化和Ca处理,控制精轧结束温度840～880℃,层流冷却速度≥60℃/s,卷取520～580℃,热轧钢卷的冷却速度≤10℃/h等工艺措施,热轧带钢具有良好的表面质量,组织为细晶铁素体+Nb-Ti碳氮化物,力学性能为上屈服强度760～790 MPa,抗拉强度860～910 MPa,伸长率21%～25%,满足用户要求。     

Nb-Ti微合金化钢QStE380TM汽车大梁用热轧钢板的研制

采用铁水预处理-210 t顶底复吹转炉-LF精炼-2流立弯型CSP铸机(65 mm厚铸坯)-6机架SMS轧机控轧控冷工艺试制了成分(%)为:0.04~0.08C,0.20~0.35Si,1.20~1.35Mn,≤0.015P,≤0.010S,0.015~0.025Nb,0.005~0.015Ti QStE380TM汽车大梁用6~12 mm热轧钢板。检验结果表明,钢板组织为铁素体+少量珠光体,晶粒尺寸4~7μm,其机械性能均符合标准要求,钢板不同方向屈服强度最大差值为30 MPa,抗拉强度最大差值20 MPa,大多数钢板常温冲击功为140~180 J。     

钛含量对Nb-Ti微合金化Q345A钢热轧板力学性能的影响

试验研究了钛含量对Q345A钢(%:0.08～0.10C、1.19～1.46Mn、0.017～0.029Nb、0.02～0.08Ti) 14～20mm热轧板力学性能的影响。结果表明,Ti=0.02%时,钢板的强度无显著变化,Ti为0.02%～0.04%时,钢板强度随Ti含量增加而增加;Ti≥0.04%时,钢板强度随Ti含量增加而下降。控制Nb-Ti微合金化重型汽车板用钢Q345A的Ti含量为0.02%～0.04%,可获得最佳强塑性配合。     

超高强度低合金钢的开发

形变热处理（TMT）能使钢板的强度和韧性得到完美结合。尽管该技术适用于高强低合金（HSLA）钢，但在超高强度钢（UHSS）上的应用仍处于研究之中。在本次研究中，通过电渣精炼（ESR）、TMT热轧以及各种冷却速率制备了C、Mn、Cr和Mo四种合金（其中有些添加Nb或Ti）。评定了它们的力学性能并描述了其显微组织特征。Ti合金油冷试样性能最佳，强度值较高：极限抗拉强度（UTS）为2177 MPa，屈服强度（YS）为1795Pa，延伸率（E1）为8％，冲击韧性达到713 kJ／m^2，其显微组织主要为板条马氏体。     

平整和自然时效对超低碳烘烤硬化钢板性能的影响

研究了平整率(0～3.3%)和自然时效对830℃退火0.7 mm超低碳烘烤硬化钢板(%:0.003 0C、0.008Nb-0.003 Ti、0.003 0N和0.0030C、0.012Nb-0.012Ti、0.004 2N)力学性能和烘烤硬化性能的影响。结果表明,最初随平整率增加,由于柯氏气团减少和位错密度增加,屈服强度降低;当0.008Nb-0.003 Ti钢平整率达到0.48%,0.012Nb-0.012Ti钢平整率达到0.26%时,屈服强度降至最低;平整率继续增加由于冷加工硬化增强,钢的屈服强度升高。平整率过低和过高,均会导致烘烤硬化性能下降。平整率控制在0.5%～1.5%时,钢板能获得较低的屈服强度、较高的断后伸长率和最大的烘烤硬化性能。钢板经自然时效3个月,烘烤硬化性能和延伸率下降。     

700MPa含Nb-Ti高强钢铸坯热塑性与析出物分析

为研究Nb和Ti的添加对700 MPa级含Nb-Ti高强钢凝固过程析出物及铸坯高温塑性的影响,采用Gleeble-3500测试其高温力学性能,并用扫描电镜和能谱仪对其断口形貌和析出物进行观察与分析。利用Thermo-calc热力学软件研究含Nb-Ti高强钢凝固过程中析出物的种类和析出温度。由高温拉伸测试结果知Nb的添加使700MPa高强钢铸坯的第Ⅲ脆性区温度范围增宽且向高温方向延伸(725~925℃)。计算得知700 MPa级含Nb-Ti高强钢凝固过程中会析出Nb、Ti碳氮化物。1 100℃左右700 MPa级含Nb-Ti高强钢中含Nb C的面心立方相大量析出是导致铸坯塑性快速下降的原因。835℃左右,由于发生γ→α相变,铸坯塑性进一步降低。当共析转变结束(655℃左右),铸坯塑性恢复。以上研究为减少700 MPa级含Nb-Ti高强钢铸坯裂纹提供了参考数据。     

硼对780 MPa低碳贝氏体钢组织和力学性能的影响

试验低碳贝氏体钢（/%:0.08C,0.11~0.13Si,1.10~1.20Mn,0.008~0.009P,0.002S,0.21~0.23Ni,0.020~0.021Ti,0.003~0.004Nb,0~0.0010B,0.000 7~0.0008O,0.0031~0.0033N）由50kg真空感应炉熔炼,轧成45mm钢板,并经930℃淬火,610℃回火。研究了0.0010%硼对780 MPa低碳贝氏体钢45mm板组织和力学性能的影响。结果表明,硼可显著提高试验钢的淬透性,不含硼试验钢淬火后得到粒状贝氏体,0.0010%硼试验钢淬火后得到板条贝氏体。硼明显改善试验低碳贝氏体钢的力学性能,含0.0010%硼试验钢淬、回火后的抗拉强度834MPa和屈服强度771MPa远高于不含硼试验钢的抗拉强度702MPa和屈服强度591MPa,实际生产中应加入适量硼可使低碳贝氏体钢得到板条贝氏体。     

硅对Nb-V微合金化Si-Mn-Cr-Mo系贝氏体轨钢组织和性能的影响

研究了1 250 MPa级Nb-V 微合金化Si-Mn-Cr-Mo系贝氏体轨钢(/％:0.25 C,0.38～1.56 Si,1.69～1.76 Mn,1.34～1.37 Cr,0.32～0.33 Mo,0.034 0.036 Nb,0.11～0.12 V)硅含量对试验钢显微组织和力学性能的影响.试验结果表明:试验钢热...     

热轧后冷却和平整工艺对700 MPa级Nb-Ti微合金化S600MC高强带钢力学性能的影响

研究了热轧后三段冷却工艺和平整工艺对2.3 mm 700 MPa级S600MC高强钢板(/%:0.07C, 0.15Si, 1.50Mn, 0.015P, 0.003S, 0.025Alt, 0.015Nb, 0.08Ti)力学性能的影响。终轧温度870℃,采用三段冷却工艺,中间温度由670℃降至580℃时,屈服强度由557 MPa提高至600 MPa,而抗拉强度基本保持不变(774 MPa至786 MPa),伸长率由24%降至21%,屈强比提高0.04。卷取温度由150℃提高至250℃时,力学性能基本保持不变。一次平整工艺提高高强钢屈服强度达到22～43 MPa,而抗拉强度变化不大,伸长率下降2～5个百分点。二次平整工艺对屈服强度提升尤为明显,可以达到101 MPa,但伸长率下降达到8个百分点,反而不利于改善综合性能。     

铌-钛微合金化0.36C-0.83Ni-1.2Cr-0.23Mo超高强度淬火-210℃回火马氏体钢组织与性能

利用拉伸试验机、冲击试验机、光学显微镜、透射电镜等研究了 Ni-Ti微合金化超高强度钢(/％:0.36C,0.45Si,0.63Mn,0.005P,0.002S,0.83Ni,l.2Cr,0.23Mo,0.04Nb,0.01Ti,0.0040N,0.002 0O)的组织与性能.200 kg真空感应炉冶炼的试验钢开轧温度...     

600 MPa级Nb-Ti微合金高强度钢的开发

开发的Nb-Ti微合金高强钢(/%:0.04C、0.34Si、1.40Mn、0.010P、0.004S、0.098Nb、0.020Ti、0.045Al、0.002 5N)由真空感应炉冶炼、50 kg钢锭40 mm锻造板坯经试验室单架轧机于1 200℃7道次轧制成10mm板,末道次压缩比≥15%,终轧温度880℃,喷水冷却至600℃,置于热处理炉600℃30 min,炉冷至室温,分别模拟层流冷却和卷取工艺。该钢经Gleeble 3500热模拟机试验得出,高温低塑性区为650～800℃和≥1 300℃。力学性能试验结果为下屈服强度R_el625～640 MPa,抗拉强度R_m705～710 MPa,伸长率18.0%～19.5%。所开发的钢具有碳当量低,焊接性能好,成本低等特点。     

变形温度对弹簧钢55SiCrA组织和性能的影响

通过Gleeble-1500热/力模拟试验机,采用光学、电子显微技术及力学测试等方法,研究了800～950℃变形温度对汽车悬架用弹簧钢55SiCrA(%:0.56C、1.42Si、0.68Cr)组织和性能的影响。结果表明,随着变形温度的提高,相变开始温度和相变结束温度均逐渐下降,珠光体片层间距逐渐减小,变形温度为850～900℃时,珠光体片层间距为130～140 nm,抗拉强度为1 075～1 090 MPa,断面收缩率43.5%～44.0%,综合力学性能最佳。