第三代汽车钢的热塑性及断裂机理

采用Gleeble-1500热模拟试验机,对第三代汽车钢(TG钢)在不同的变形温度下进行了热拉伸试验,研究其热塑性的变化运用光学显微镜和扫描电镜分析了实验钢热变形的断口形貌及断裂机理.发现实验钢的强度随温度的升高而降低,热塑性曲线分为第Ⅰ脆性区、高温塑性区和第Ⅲ脆性区三个区域,其中第Ⅲ脆性区存在两个塑性极小值.在1300～800℃时实验钢的组织为奥氏体,断裂方式为连孔延性断裂,动态再结晶使韧窝分离前发生了较大的塑性变形,断口为大而深的韧窝;750℃时实验钢沿奥氏体晶界析出铁素体,断裂方式为界面断裂,断口既存在着铁素体内聚失效形成的小的孔洞,也存在由于裂纹沿奥氏体晶界扩展形成的石块状形貌;650℃由于出现了铁素体的准解理,实验钢的塑性下降,热塑性曲线再次出现极小值.     

第三代汽车钢的热塑性及断裂机理

采用Gleeble-1500热模拟试验机,对第三代汽车钢(TG钢)在不同的变形温度下进行了热拉伸试验,研究其热塑性的变化.运用光学显微镜和扫描电镜分析了实验钢热变形的断口形貌及断裂机理.发现实验钢的强度随温度的升高而降低,热塑性曲线分为第Ⅰ脆性区、高温塑性区和第Ⅲ脆性区三个区域,其中第Ⅲ脆性区存在两个塑性极小值.在1300～800℃时实验钢的组织为奥氏体,断裂方式为连孔延性断裂,动态再结晶使韧窝分离前发生了较大的塑性变形,断口为大而深的韧窝;750℃时实验钢沿奥氏体晶界析出铁素体,断裂方式为界面断裂,断口既存在着铁素体内聚失效形成的小的孔洞,也存在由于裂纹沿奥氏体晶界扩展形成的石块状形貌;650℃由于出现了铁素体的准解理,实验钢的塑性下降,热塑性曲线再次出现极小值.     

高铝TRIP钢的高温力学性能

利用Gleeble3500试验机研究汽车用C-Mn-Al系TRIP钢的高温力学性能,测定了零塑性温度和零强度温度,应用差示扫描量热法测定其相变区间,采用扫描电镜和光学显微镜分析了不同拉伸温度对应的断口宏观形貌及断口附近组织组成.该钢种零塑性温度和零强度温度分别为1425℃和1430℃,第Ⅰ脆性区间为1400℃~熔点,第Ⅲ脆性区间为800~925℃.第Ⅲ脆性区脆化的原因是α铁素体从γ晶界析出,试样从975℃冷却至700℃过程中,随着α铁素体析出比例的增大,断面收缩率先减小后增大.基体α铁素体比例为8.1%时(850℃),断面收缩率降至28.9%;而拉伸温度在800℃以下时,基体α铁素体比例超过16.7%,断面收缩率回升至38.5%以上.该钢种在1275.6℃时开始析出少量粗大的AlN颗粒,但对钢的热塑性没有影响.     

中碳钢高温力学和冶金行为

采用Gleeble 1500热模拟机对CSP生产的SS400、Q235B和Q345B钢的热塑性进行了研究.结果发现,所研究的钢存在两个低塑性区,即凝固脆性温区(Tm～1 310℃)和低温脆性温区(850～725℃).试样断口金相和成分分析表明:产生凝固脆性温区的原因主要是高温下枝晶间有害元素S、P和O富集形成液膜;产生低温脆性温区的原因主要是奥氏体晶界出现铁素体薄膜以及细小AlN析出造成连铸坯的塑性降低.根据研究结果,提出了改善钢的热塑性防止铸坯裂纹的工艺建议.     

12Cr1MoV连铸钢坯高温力学性能研究

在Gleeble-1500热模拟机上进行了低合金钢12Cr1MoV热模拟实验,测试了从600℃到峰值温度,涵盖了连铸时从结晶器到输出辊道的整个温度范围,得出了12Cr1MoV在不同应变速率不同温度下的流变曲线、强度曲线和热塑性曲线,观察了不同温度下试样的断口形貌组织.实验结果表明:低合金钢12Cr1MoV的ZST为1425℃,ZDT为1400℃.在1100~1300℃范围内,钢的断面收缩率均大于60%,具有良好的塑性;脆性范围为1350℃到熔点和900℃以下.     

微观偏析模型在碳钢内裂纹敏感性分析中应用

研究了微观偏析的理论模型对碳钢连铸过程中内裂纹的敏感性，模型中考虑了铁素全凝固向奥氏体凝固的转化过程，以及ＭｎＳ的析出，主要讨论了钢中Ｃ，Ｍｎ，Ｓ，Ｐ对凝固过程中晶间偏析、零强度温度、零塑性温度的影响。     

Cu、As和Sn对低合金钢连铸坯第Ⅲ脆性区的影响

为了研究残余元素Cu、As和Sn对钢高温延塑性的影响,采用Gleeble-1500热模拟试验机测试了含有一定量Cu、As和Sn低合金钢连铸坯的高温延塑性,得到了低合金钢第Ⅲ脆性温度区在920～730℃之间.结果表明:第Ⅲ脆性温度区脆化的主要原因是奥氏体单相区低温域钢中Cu、As和Sn等残余元素在奥氏体晶界的偏聚削弱晶界结合能,导致试样沿晶脆性断裂;奥氏体和铁素体两相区在原奥氏体晶界析出的网状铁素体导致试样沿晶开裂.钢中的Cu、As和Sn元素增加第Ⅲ脆性温度区的宽度和脆性凹槽的深度,同时提高第Ⅲ脆性温度区的上限临界温度.     

电炉低碳钢红送工艺的研究

利用热模拟方法研究了不同热经历对电炉低碳钢高温力学性能的影响,结果表明,具有γ→(冷却)γ+α→(加热)γ热经历的低碳钢高温塑性最差,根据这一结果制定了传搁温度低于 A_(rl)的钢锭红送工艺。现场试验业已证明,按该工艺进行红送可完全消除电炉低碳钢的红送裂纹。     

低应变速率下锰硫比对低碳钢高温塑性的影响

研究了在低应速率下锰硫比对低碳钢高温塑性的影响,实验结果表明,不同测试温度下锰硫比对钢的高温塑性的影响不同。按其影响规律,可分为４个温度区域即：（１）１３５０－１４００℃,锰硫比越高,塑性越差;（２）１０００－１３５０℃,锰硫比对塑性无影响;（３）８００－１０００℃,锰硫比越高,塑性越好;（４）６００－８００℃,锰硫比越高,塑性越差,同时还对锰硫比对高温塑性的影响机理进行了分析。     

焊接气瓶钢HP295热塑性研究

采用Gleeble 3500热模拟试验机对焊接气瓶钢HP295的高温热塑性能进行测试,利用OM、SEM、EDS对实验钢热变形后的微观组织、断口形貌及微区成分进行表征,并对断裂类型及影响因素进行分析。结果表明,在500～1100℃的温度范围内,实验钢的断面收缩率R_A均超过了77%,整体表现出了良好的高温塑性;实验钢的热塑性曲线在700～900℃之间出现了一个"塑性凹槽",在800℃时试样的断面收缩率达到极小值77.98%,故实际生产中应避开这一温度范围,在铸坯表面温度高于900℃时进行矫直。HP295钢在900℃以上的高温塑性区,表现为穿晶韧性断裂;在800℃塑性极小值时,铁素体在奥氏体晶界的析出降低了实验钢的塑性,表现为沿晶韧性断裂。     

高扩孔钢变形奥氏体的连续冷却转变

研究了三种硅—锰系低碳钢变形奥氏体的连续冷却转变,分析了w(Si),w(Mn)对相变温度Ar3、转变组织及力学性能的影响.实验结果表明:w(Si)由0.50%增加到1.35%时,Ar3升高15~25℃,而w(Mn)由0.97%增加到1.43%时,Ar3降低30~50℃,锰对Ar3的影响效果强于硅;硅促进了高温等轴铁素体析出,抑制了贝氏体相变,而锰不仅细化了相变组织,还促进了贝氏体形成;w(Si),w(Mn)分别为0.56%和1.43%的钢在850℃变形后以30℃/s冷却,获得均匀、微细化的铁素体/贝氏体双相组织,抗拉强度可达到654 MPa.     

高硼钢的组织与性能

用真空感应炉制备硼分布均匀的高硼钢,分析了其铸态和热轧态的显微组织.钛的加入减少了在晶界处析出的铁硼相Fe2B,FeB的数量,改善了其在GB的分布状态.钛硼相TiB2弥散地分布在铁素体基体上.确定了高硼钢热轧成形的合理工艺参数为加热温度1080～1120℃,初轧温度1070～1110℃,终轧温度810～850℃,道次压下量约10%～20%.采用多道次循环轧制,随后的冷却方式为空冷.热轧后高硼钢的力学性能得到明显提高.     

回火温度对新型冷作模具钢显微组织和性能的影响

由于莱氏体钢中含有大量的碳化物,常用的AISID2冷作磨具钢具有很高的耐磨性,但由此而易于崩裂且不易锻造及线切割加工。为此,调整其成分和热处理工艺而开发了一种新型模具钢(实验钢)。采用金相显微镜、硬度计及冲击实验机研究了回火温度对该新型钢显微组织硬度和冲击韧性的影响。结果表明,在1050℃淬火及500℃回火处理时,实验钢与D2钢相比所含碳化物较少且颗粒尺寸较小,而且在各种回火温度下其冲击韧性和硬度均高于D2钢。例如经500℃回火处理,其硬度与冲击韧性分别为HRC64和45J/cm2·由于排除了其中的粗大又不均匀的碳化物,实验钢组织大为改善,由此而消除了在使用中的崩裂失效现象并延长了使用寿命·     

热轧高强钢氧化动力学和氧化铁皮结构控制

通过实验室氧化增重实验和热模拟实验系统研究了不同时间和温度条件下高强钢(610L)的氧化动力学行为和FeO的转变行为,推导出了变温条件氧化动力学模型,在此基础上可实现热轧高强钢的厚度演变规律研究;测定了高强钢610L的氧化铁皮的等温转变曲线,指出FeO等温转变包含两个转变过程,即第一个转变过程为析出先共析Fe3O4,第二个转变过程发生共析反应(FeO→Fe+Fe3O4),同时给出610L钢FeO层发生先共析转变和共析转变的“鼻温”范围分别为350~500℃和350~450℃,为控制氧化铁皮结构提供了理论依据.     

高温断裂韧性的温度和应变速率效应

对 2 0 g钢高温断裂韧性的温度和应变速率效应进行了试验研究·在 40 0℃和 5 0 0℃温度下 ,分别测量了几种应变速率下 2 0 g钢的Ji 值·试验结果表明 ,Ji 值随应变速率的增大而有较大幅度的降低 ;在同一应变速率下 ,温度 40 0℃时的Ji 值小于 5 0 0℃时的Ji 值·为了对压力容器在高温短期负载环境下的安全性作出正确的评价 ,有必要通过高温断裂韧性试验 ,测出相应的高温断裂韧性值     

DQ-T工艺对12MnNiVR钢组织和力学性能的影响

研究了轧后在线淬火+离线回火(DQ-T)对12MnNiVR容器钢显微组织及力学性能的影响.结果表明,在线淬火至300℃获得的组织以条状贝氏体为主,淬火至30℃的组织为马氏体加贝氏体.经离线回火,原始带状下贝氏体为回火索氏体替代,同时析出大量微小FexC粒子.在630~710℃区间,随着回火温度的升高,屈服强度和硬度急速降低,而低温韧性明显提升.回火时间增加,强度下降,韧性增强.在最佳DQ-T工艺条件下:容器钢的ReH为660MPa,Rm为700MPa,A为19.4%,Akv(-20℃)为104 J.     

共沉淀法原位合成TiB_2/B_4C陶瓷复合粉体

采用共沉淀技术,以TiCl4溶液和B4C粉末为主要原料原位合成了TiB2/B4C陶瓷复合粉体.利用TEM研究了溶液的pH值和氨水滴定速度对Ti(OH)4包覆B4C效果的影响,利用X射线衍射仪研究了合成温度对陶瓷复合粉体物相的影响,并分析了TiB2/B4C陶瓷复合粉体的合成热力学.实验结果表明:当溶液的pH值为5,氨水的滴定速度为2 mL/min时,Ti(OH)4包覆B4C效果最佳,当合成温度高于1 350℃时,可以合成出TiB2/B4C陶瓷复合粉体.     

热压烧结C-SiC-B_4C复合材料组织与性能(Ⅰ)

以Cfg,SiC,B4C,TiO2为原料,热压工艺为1750~1 900℃×30 min,25 MPa,制备了C-SiC-B4C复合材料,并研究了材料的组织与性能.结果表明随热压温度升高,复合材料的体积密度、抗折强度、断裂韧性均升高;相同热压温度下随Cfg含量增加,其抗折强度降低、断裂韧性升高.在1 900℃热压,原料质量配比(质量分数,%)为Cfg20,SiC 61.7,B4C 12.3和TiO26时,复合材料的综合力学性能最佳,抗折强度为142.5MPa,断裂韧性为4.8 MPa.m21.复合材料的主晶相为层状结构的Cfg,在Cfg层间为SiC,B4C和原位生成的TiB2颗粒.复合材料的增...     

焙烧温度对钛酸钙光催化性能的影响

以CaCO3和TiO2为原料,分别在1 100,1 200,1 300,1 400,1 500℃条件下进行焙烧.应用XRD,SEM,FT-IR,UV-vis对处理后的物料进行表征.实验结果表明,1 400℃以上能够合成出纯CaTiO3;随着温度提高,颗粒微观形貌从不规则多边形向光滑曲面形变化,团聚现象趋于明显;CaTiO3和TiO2含量不同导致催化剂在紫外-可见光区域光吸收能力有较大不同.在光催化性能评价实验中,随着温度提高,亚甲基蓝降解率和降解速率均降低,反应速率常数降低幅度达50%;钛酸钙降解亚甲基蓝溶液比较符合一级反应动力学特征.