组织状态对X120管线钢力学性能的影响

在实验室条件下对热轧X120管线钢进行两种不同工艺淬火,研究了回火温度对不同淬火态试验钢组织力学性能的影响。试验结果表明:直接快冷工艺下,显微组织以板条铁素体+马氏体为主;缓冷+直接快冷工艺下以粒状贝氏体+板条铁素体+马氏体为主。随回火温度升高,两种试验钢强度均出现起伏,在400~500℃范围内回火后,冲击功和伸长率均得到改善;采用直接快冷工艺在350℃和600℃回火后出现断口分离现象,从而导致力学性能波动,而缓冷+快冷工艺在回火过程中力学性能稳定性较好。因此,采用缓冷+快冷工艺+(450~500℃)回火,其力学性能达到X120级管线钢性能要求。     

X80抗大变形管线钢的生产工艺与组织性能研究

设计了X80级抗大变形管线钢的合金成分,采用TMCP热轧及轧后两阶段控制冷却技术,完成了试验室制备并实现了工业试制。利用SEM、TEM和拉伸、冲击实验等分析方法研究了不同冷却条件对组织与性能的影响。研究结果表明,采用空冷+水冷两阶段冷却工艺后可得到铁素体+贝氏体双相组织的X80抗大变形管线钢,当加速冷却中终冷温度为450℃、冷却速度为20℃/s时,组织中铁素体与贝氏体相得到最佳配比,M/A相尺寸约为1μm,组织均匀性良好,试样得到最优的强度塑性匹配。     

轧后冷却制度对X100管线钢组织与性能的影响

 采用热模拟试验机研究了X100管线钢的连续冷却相变规律和控轧控冷工艺中不同冷却制度下微观组织特征及显微硬度的变化规律。结果表明,随着冷却速度的升高和终冷温度的降低,试验钢微观组织逐渐细化,其中粒状贝氏体含量不断减少而板条贝氏体含量逐渐增加,显微硬度也随之增加;M/A岛含量随着冷却速度的增加而减小,随着终冷温度的降低呈现先降低后增加的“V”型趋势,且在340℃获得最低值。     

低碳贝氏体钢连续冷却相变规律研究

利用Gleeble1500热/力模拟实验机,研究了抗拉强度为700 MPa级的低碳贝氏体钢的相变规律,分析了不同冷却速率对钢组织及性能的影响。结果表明：轧后试样在1℃/s～30℃/s较宽的冷却速度范围内均可得到贝氏体组织,并随着冷却速度的增加,显微组织以粒状贝氏体为主转变为以性能优良的板条贝氏体和马氏体为主,在不降低韧性指标的前提下,提高了强度,为700 MPa级的低碳贝氏体钢工艺制度的制订提供了依据。     

海洋工程用钢E690的SH-CCT测定及组织转变研究

利用Gleeble-3800热模拟机、显微镜和硬度计对E690钢的SH-CCT曲线、不同冷却速度下的显微组织和硬度进行了研究,试验结果表明:SH-CCT曲线分为3个区域,粒状贝氏体转变区域,板条贝氏体+粒状贝氏体转变区域和板条贝氏体+马氏体转变区域,t(8/5)在2 000~1 000 s生成粒状贝氏体组织,t(8/5)在1 000~30 s生成粒状贝氏体+板条贝氏体组织,t(8/5)在30~5 s生成板条贝氏体+马氏体组织。     

1000MPa级低碳高强钢的组织转变与性能研究

利用膨胀仪测定1 000 MPa级低碳高强钢临界点及CCT曲线,研究不同冷速对试验钢显微组织的影响。结果表明:在0.5～1℃/s冷速范围内,试验钢得到单一粒状贝氏体组织;在2～15℃/s冷速范围内,得到粒状贝氏体、板条贝氏体和马氏体的混合组织;在20～80℃/s的冷却速度范围内,得到板条贝氏体和马氏体的混合组织。以测定CCT曲线为参考依据制定调质工艺,试验钢经过调质后获得优异的综合力学性能。     

热变形参数对超低碳贝氏体钢显微组织的影响

采用弛豫-析出-控制相变(RPC)工艺,对超低碳贝氏体(ULCB)实验钢进行了不同变形温度、不同弛豫时间、不同变形速率的热模拟试验.利用金相显微镜、SEM、TEM对钢的显微组织进行观察,分析热变形参数对钢显微组织的影响,研究发现:在800～850℃之间变形且弛豫50 s后的ULCB钢能够获得约0.5μm宽板条贝氏体组织,其上有大量的高密度位错缠结与Nb(CN)粒子析出.变形速率对ULCB钢的微观组织影响不大.     

冷却工艺对超低碳贝氏体钢强韧性影响的研究

研究了一种含有Cu、Ni、Mo、Nb、B等元素的超低碳贝氏体钢,以搞清楚其在不同的热机械处理 弛豫-析出-控制相变技术 回火工艺(TMCP RPC T)条件下组织和强韧性能的变化规律.实验室研究和工业试制表明,随着工艺制度的不同,钢的显微组织表现为粒状贝氏体和板条贝氏体的比例、形态、尺寸不同;在一定的冷却速度下,轧态钢的屈服强度、抗拉强度和屈强比随终冷温度的降低呈现上升趋势;回火后钢的屈强比较热轧态有所提高.试验条件下,回火温度对Nb析出数量的影响不明显,加热时Nb的固溶程度对该钢的最终组织有明显影响;采用TMCP RPC、TMCP RPC T工艺路线,通过调整工艺参数,能够获得不同性能组合的钢板,实现高性能钢种的柔性化设计.     

超厚高强钢心部组织对断裂机制的影响

摘要：为了研究超厚钢板心部显微组织与微观断裂机制的关系,利用扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）和电子背散射衍射（EBSD）等技术手段对试验钢板1/4厚度、1/2厚度（心部）显微组织及裂纹形貌进行表征和分析。结果表明,心部处低温冲击韧性较1/4厚度处有明显的降低,这是由于心部组织为回火板条贝氏体和回火粒状贝氏体,其中粒状贝氏体的比例较高,粒状贝氏体中M-A岛的存在促进了微孔或微裂纹的启裂;1/4厚度处为回火板条马氏体与回火板条贝氏体二者的混合组织,板条间的位错运动释放局部应力集中,而舒缓裂纹尖端区域所受应力,产生裂纹钝化、阻碍裂纹扩展,提高低温冲击韧性。     

低碳贝氏体钢中温转变热模拟试验

研究了一种Mn-Nb低碳贝氏体钢。通过热模拟试验,测定试验钢的相变点温度并绘制其静态CCT曲线,研究试验钢在不同冷速下显微组织及显微硬度的变化规律。在所研究的冷却速度范围内,冷速越高,相变开始温度越低,随着冷速的增加贝氏体钢的显微组织由粒状贝氏体逐渐转变为板条贝氏体,且板条束越来越细小,硬度越高。     

Effects of Processing Variables on Microstructure and Yield Ratio of High Strength Constructional Steels

The process of “controlled rolling+relaxation+ultra fast cooling (UFC)”for high strength constructional steel with low yield ratio was presented.Microstructure and corresponding relationship with low yield ratio were in-vestigated.The results showed that the constructional steels with multiphase microstructure of bainitic ferrite,mar-tensite-austenite (M-A)and lath bainite were obtained through the creative process.The grain size decreased with the decrease in finish rolling temperature,which enhanced the strength by the grain refinement strengthening.The proper relaxation treatment promoted the bainitic ferrite lath width and the formation of blocky M-A constituent.In addition,both the tensile and yield strength increased with the decrease in finish rolling temperature and UFC final temperature,but the yield strength increased more significantly than tensile strength,which caused the increase in yield ratio.By using the process of “controlled rolling+relaxation+ultra fast cooling”,the excellent comprehensive mechanical properties of 780 MPa grade constructional steels of 12-40 mm in thickness were achieved.     

超快冷条件下低合金钢板的合金减量化生产工艺实践

随着唐山中厚板材有限公司生产线技术改造的完成,特别是超快冷(UFC)设备投入使用,轧后冷却能力得到明显提升,为高级中厚板品种开发奠定了基础。但如果在超快冷(UFC)条件下仍然使用原来在加速冷却(ACC)条件下使用的成分设计,将导致合金富余量过大,成本具有进一步下降的空间,因此在超快冷条件下低合金钢板的合金减量化生产具有重要的实用价值。唐钢为此设计了C-Mn、C-Mn-Nb-Ti和C-Mn-Nb-Ti-V 3个体系6种成分,并在试验中分析研究返红温度对钢板实物性能的影响。试验结果表明:降低返红温度能够显著提高钢板的力学性能;钢板厚度增加时,适当降低返红温度,其力学性能也同样能够得到保证。通过合金减量化生产工艺实践,唐山中厚板材有限公司实现了80 mm厚度460 MPa强度级别钢板的稳定生产,且板型良好。     

高强度特厚板减量化轧制工艺

利用无微合金化Q345D连铸坯料,采用TMCP和RCR+ACC两工艺进行了厚80~85 mm高强度厚板工业试验,对比了两工艺厚板的组织和性能。试验结果表明,经两工艺轧制的钢板均实现了组织和性能的良好匹配。与TMCP工艺相比,采用RCR+ACC工艺的钢板厚度1/4位置和钢板心部组织均匀性、厚度方向上的性能均匀性较好;轧制过程在奥氏体高温区进行,变形抗力低,有利于降低轧机负荷或实现低速大压下轧制,且省去了TMCP工艺中间待温时间,减少了轧制道次,实现了厚板轧制过程的减量化。     

常化后冷却工艺对1600MPa级超高强钢组织性能的影响

为改善高强度钢的塑性和韧性,对中碳低合金马氏体高强度钢分别采用常化后空冷＋回火和常化后控冷＋回火工艺,研究常化后冷却工艺对钢中残余奥氏体及力学性能的影响.采用扫描电镜获得钢的组织形态,利用X射线衍射和电子背散射衍射技术分析钢中残余奥氏体的体积分数、形貌和分布.发现两种工艺下均得到板条马氏体＋残余奥氏体组织,残余奥氏体均匀分布在板条之间,随工艺参数不同,其体积分数在3%~10%变化.常化后加速冷却能显著细化马氏体板条,提高钢的屈服强度和抗拉强度100 MPa以上,冲击功下降4 J.残余奥氏体的体积分数随常化控冷终冷温度的升高呈现先升高后降低的变化,常化后的控制冷却也可以作为进一步改善马氏体类型钢组织和性能的方法      

Improvement of Hole-Expansion Property for Medium Carbo Steels by Ultra Fast Cooling After Hot Strip Rolling

 The improvement of hole-expansion properties for medium carbon steels by ultra fast cooling (UFC) after hot strip rolling was investigated. It was found that finely dispersed spherical cementite could be formed after ultra fast cooling, coiling and annealing treatment. Tensile strength of the steel after annealing was measured to be about 440 MPa. During hole-expansion test, cracks were observed in the edge region around the punched hole because necking or cracking took place when tangential elongation exceeded the forming limit. Cracks were mainly formed by the coalescence of micro-voids. Fine and homogeneous microstructure comprised of ferrite and spheroidized cementite could increase elongation values of the tested sheets by suppressing the combination of the adjacent micro-voids, resulting in the improved hole-expansion property.     

Metallurgical Aspects of Ultra Fast Cooling in front of the Down‐Coiler

The Ultra Fast Cooling technology developed by CRM has been implemented on the hot strip mill of Carlam (Arcelor group), just in front of the down‐coilers (late UFC). The results have demonstrated the controllability of the system and the great efficiency (≥ 3.5 MWm^?2, 300°C/s on 4 mm thick strip) of the cooling unit. Increasing the cooling rate in a controllable way makes the production of high strength steels easier and cheaper. The combination of laminar and UFC technologies opens the way for new cooling schedules. Multiphase microstructures are therefore easily generated by controlling the intermediate temperature ‐ between laminar cooling and UFC ‐ and the coiling temperature.     

轧制与冷却工艺对X65薄规格管线钢组织与性能的影响

系统研究了控轧及控轧控冷工艺对9.5mm薄规格X65管线钢组织和性能的影响。结果表明:控轧控冷生产的钢的强度、韧性及微观组织整体优于控轧型X65管线钢。对于控轧工艺,降低轧制温度,晶粒细化,强度提高至550MPa,屈强比有增大趋势(0.90～0.95),但韧性较差;轧后配合水冷,通过优化冷却温度和精轧开轧厚度,组织明显细化,混晶程度和带状组织均改善,强度提高至580～620MPa,-20℃冲击韧性稳定在130～150J,屈强比稳定在0.83～0.9。无论是控轧工艺还是控轧控冷工艺,仅通过降低轧制温度、冷却温度对钢的强度提高幅度有限。     

1800MPa级低合金超高强度工程机械用钢显微组织与力学性能

 设计了一种新型的超高强度工程机械用钢,在中试轧机上进行了不同工艺模拟轧制,对比研究了工艺1（80%变形量+直接淬火+250℃回火）、工艺2（90%变形量+层流冷却快冷至650℃/1h+空冷+250℃回火）和工艺3（90%变形量+空冷至650℃/1h+空冷+250℃回火）3种不同控轧控冷工艺对试验用钢的显微组织和力学性能的影响。结果表明：工艺1条件下试验钢的抗拉、屈服强度最高,塑韧性最好,分别可达到1816,1473MPa,伸长率为9.5%,断面收缩率为45%,室温冲击功为28J,-40℃冲击功为21J,硬度值达到50HRC,认为获得的是板条马氏体+残余奥氏体的复相组织和析出的复合微合金碳化物、ε-碳化物强韧化机制的综合作用;工艺2,3分别得到的是板条马氏体+块状贝氏体+残余奥氏体、板条马氏体+针状铁素体+片层状珠光体+残余奥氏体,力学性能下降明显;第二相析出物主要是Nb,V,Ti的复合析出颗粒。     

基于超快冷技术的新一代中厚板轧后冷却工艺

结合国内中厚板生产需求,基于射流冷却的原理开发出新一代轧后冷却系统,其特点是以特定角度将一定 压力的冷却水喷射到钢板表面,达到钢板和冷却水之间的完全接触,实现核沸腾,从而大幅度提高冷却效率和冷却 均匀性。在此设备进行了基于超快冷技术的新一代TMCP工艺的研究工作,生产结果表明采用新一代TMCP工 艺可明显提高产品的强度和韧性、改善钢材的综合性能,并可大幅度降低钢中合金元素的添加量,从而实现高等级 品种钢的低成本减量化轧制。     

紧固件用SA-540合金钢的强韧化工艺研究

通过成分优化(/%:0.35～0.46C,0.6～1.0Cr, 1.50～2.05Ni, 0.18～0.32Mo, 0.1V)、冶炼工艺(3 t VIM+ESR)以及热处理工艺(再次热处理工艺：850℃2 h水冷+590℃5 h水冷)的合理制定,获得了满足指标要求的紧固件用高强高韧SA-540合金钢材料。结果表明,为确保SA-540合金钢高温300℃规定塑性延伸强度R_p0.2≥860 MPa,室温抗拉强度应控制在1150～1170 MPa,仅有20 MPa的强度范围。对于经850℃2 h淬火/水冷+560℃5 h回火/水冷调质处理后室温抗拉强度超标的紧固件,可再次通过重新淬火并提高回火热处理温度(850℃2 h淬火/水冷+590℃5 h回火/水冷)使合金钢拉伸性能满足指标要求。SA-540合金钢淬火后随回火的温度升高,呈现抗拉强度和屈服强度下降、伸长率和断面收缩率增加的变化趋势。添加0.1%V的SA-540合金钢,可明显提高合金钢的强度和塑性指标,但低温冲击性能降低明显。