冷却速率对奥氏体不锈钢凝固过程影响的原位观察

通过采用激光共聚焦扫描显微镜对AISI304奥氏体不锈钢的凝固过程进行了原位动态观察研究.发现当冷却速率为0.05℃·s-1时,奥氏体不锈钢以胞状晶方式凝固,其凝固模式为FA模式,即δ铁素体相先从液相中形核并长大,γ相在1 448.9℃时通过与液相发生包晶反应(L+δ→γ)在δ铁素体相界形成,当温度降到1 431.3℃时液相消失,δ铁素体相通过固态相变转变为γ相,富Cr贫Ni的残留铁素体位于胞状晶之间.当冷却速率为3.0℃·s-1时,奥氏体不锈钢以枝晶方式生长,冷却到1346.4℃时包晶反应在液相与δ铁素体相界之间进行,其残留铁素体位于枝晶干,与冷却速率为0.05℃·s-1时相比,其残留铁素体的数量增多,残留铁素体富Cr贫Ni的程度减轻.      

06Cr19Ni10奥氏体不锈钢的DTA试验与组织分析

 根据铬当量、镍当量的计算结果推断了06Cr19Ni10奥氏体不锈钢的凝固模式,并采用差热分析技术（DTA）对06Cr19Ni10奥氏体不锈钢在10和30℃/min的加热冷却速度下的凝固过程进行了研究,对DTA曲线中的吸热峰和放热峰进行了分析,并采用激光共聚焦显微镜（LSCM）和扫描电子显微镜（SEM）对样品进行了测定。分析结果表明：06Cr19Ni10奥氏体不锈钢的实际凝固模式为FA型,即铁素体奥氏体型。随着冷却速率的增加,奥氏体形核率增大,残余的δ铁素体在形态上更加细小分散。该研究结果对实际生产中改善铸坯组织,提高铸坯质量具有着一定的意义。     

高强度船板钢EH460的动态连续冷却转变曲线

通过Gleeble-3800热模机将EH460钢80 mm热轧板(/%:0.07C,0.39Si,1.76Mn,0.34Ni,0.36Cu,0.02~0.05Nb,0.05~0.10V,≤0.02Ti,0.008A1)切取的φ5 mm×86 mm试样以10℃/s加热至1 200℃5 min奥氏体化,然后以10℃/s冷却至830℃,并在830℃以变形速率1 s~(-1),进行30%的热压缩变形试验,并以1~30℃/s冷却到室温。通过膨胀量-温度曲线,结合不同冷却速率下的组织,利用Qrigin软件得出EH460钢的动态连续冷却转变曲线。结果表明,当冷却速率小于3℃/s时,EH460钢的组织为铁素体+少量贝氏体;当冷却速率为5~10 C/s时,组织为贝氏体+少量铁素体;当冷却速率大于20℃/s时,组织以板条贝氏体为主,并含少量粒状贝氏体;当冷却速率从1℃/s增加至30℃/s时,该钢HV硬度值由246增加到274。     

含氮不锈钢凝固模式及显微组织研究

研究了四种不同N含量的18Mn18Cr N不锈钢的凝固模式、显微组织和元素分布.结果表明:N含量影响18Mn18Cr N合金系的凝固模式和显微组织.氮的质量分数由0.07%增加至0.72%时,实验钢的凝固模式由F模式转变为A模式,显微组织由铁素体和奥氏体魏氏两相组织转变为铁素体和奥氏体两相组织以及单相奥氏体组织.N含量影响奥氏体相形貌,随N含量增加,奥氏体由板条状、针状转变为枝晶间和等轴状.枝晶间和等轴状奥氏体晶粒中存在褶皱形貌,且随着氮含量增加,褶皱数量增多.褶皱的产生与凝固过程中奥氏体相内部Fe、Mn、Cr元素的偏析有关,且该凝固偏析被保留至室温组织中.      

12Cr2Mo1R钢相变规律研究

采用热膨胀法并结合金相组织分析及硬度变化来测定12Cr2Mo1R钢变形奥氏体的连续冷却转变温度,研究了钢的相变规律,结果表明,12Cr2Mo1R钢未变形奥氏体连续冷却转变,冷却速度<0.27 ℃/s时,组织为贝氏体+铁素体+珠光体;在0.27～8.4 ℃/s之间时,组织为贝氏体;>8.4 ℃/s时,组织为马氏体+贝氏体。变形奥氏体连续冷却转变,冷却速度<5 ℃/s时,组织为铁素体+珠光体+贝氏体;在5～20 ℃/s之间时,主要为贝氏体组织;>20 ℃/s时,得到的组织为马氏体+贝氏体。形变加速了奥氏体连续相变,使连续冷却相变温度提高。钢中Cr、Mo等合金元素,提高了过冷奥氏体的稳定性,使连续转变过程中出现了亚稳奥氏体区,提高了贝氏体的淬透性。     

薄板坯连铸连轧30CrMo钢的连续冷却转变(CCT)曲线和应用

采用膨胀法测定了56 mm薄板坯连轧成6 mm板的30CrMo钢(/%:0.32C、0.20Si、0.60Mn、0.20Ni、0.97Cr、0.18Mo)在0.03～15.60℃/s冷却速率下的连续冷却转变(CCT)曲线并观察了各冷却速率下的显微组织。得出30CrMo钢的相变临界点Ac3=800℃,Ac1=735℃,Bs=510℃,Ms=340℃,Mf=220℃。应用结果表明,30CrMo钢6 mm板卷取后的空冷的冷却速率≤0.06℃/s,当卷取温度为610～640℃时获得铁素体+珠光体组织,避免贝氏体形成导致强度显著升高和塑性变差。     

15MnVB钢160 mm xl60 mm铸坯热变形奥氏体连续冷却转变行为

采用Gleble-1500热模拟机测定了15MnVB钢在0.05～20℃/s冷速下连续冷却转变的膨胀曲线,结合光学显微镜的微观组织观察,测绘了该钢热变形奥氏体连续冷却转变过程中的动态CCT曲线;研究了其连续冷却转变产物的组织形态和硬度。实验结果表明,15MnVB钢在0.05-20℃/s冷却速率下的组织主要由铁素体+珠光体、铁素体+珠光体+贝氏体、铁素体+珠光体+贝氏体+马氏体、贝氏体+马氏体组成。     

15MnVB钢160 mm×160mm铸坯热变形奥氏体连续冷却转变行为

采用Gleble-1500热模拟机测定了15MnVB钢在0.05～20℃/s冷速下连续冷却转变的膨胀曲线,结合光学显微镜的微观组织观察,测绘了该钢热变形奥氏体连续冷却转变过程中的动态CCT曲线;研究了其连续冷却转变产物的组织形态和硬度。实验结果表明,15MnVB钢在0.05-20℃/s冷却速率下的组织主要由铁素体+珠光体、铁素体+珠光体+贝氏体、铁素体+珠光体+贝氏体+马氏体、贝氏体+马氏体组成。     

Nb-Ti微碳深冲双相钢的连续冷却转变规律

摘要：通过连续冷却实验研究了Nb Ti微碳深冲双相钢在不同冷却速率下的显微组织变化规律。并结合显微组织、热膨胀曲线以及实验钢的硬度值绘制出实验钢的CCT曲线。结果表明,实验钢的CCT曲线由铁素体、珠光体与贝氏体区组成,其中铁素体和贝氏体的区域较大,覆盖冷却速度范围较广。实验冷却速率下未出现马氏体组织。在05～1℃/s的慢冷速下,组织由铁素体和珠光体组成;当冷速增加至3℃/s时,贝氏体开始出现,珠光体消失。当冷速在5～10℃/s范围内时,获得铁素体+贝氏体双相组织;当冷速大于10℃/s时,铁素体相变消失,此时为纯贝氏体转变。热处理过程中若想获得一定量的马氏体组织,退火温度宜设置在820～900℃双相区较低温度范围,使合金元素充分富集于少量奥氏体中,在随后冷却过程中此奥氏体转变为马氏体组织。     

冷却速率对60Cr13马氏体不锈钢微观组织影响规律

采用激光共聚焦显微镜对60Cr13马氏体不锈钢进行冷却速率为5～60℃/min的凝固试验，并使用金相显微镜对二次枝晶间距、碳化物析出形态进行观察，采用图像处理软件对共晶莱氏体的面积比进行测量。结果表明，与Thermo-Calc计算的热力学平衡状态不同，凝固过程中并未发现液相中析出铁素体相及随后铁素体相与液相形成奥氏体相的包晶反应，而是直接从液相析出奥氏体相，在奥氏体逐渐长大的同时排出富溶质液相，在凝固未期，富溶质液相发生共晶转变，形成莱氏体；二次枝晶间距与冷却速率存在y=402x^-0.58关系。另外，随冷却速率的提高，共晶莱氏体的尺寸逐渐减小，数量逐渐增加，整体面积占比逐渐减小。     

冷却速度对热轧40CrMo圆钢组织的影响

连续式棒材轧机生产Φ70～80 mm 40CrMo系圆钢(/%:0.40～0.41C、0.97～1.05Cr、0.17Mo)时,由于轧制道次少,终轧后无控制冷却装置,易出现珠光体+铁素体和贝氏体+马氏体两种类型组织。通过Gleeble-2000热模拟试验机测试炉批No1和炉批No2这两类原始组织试样的连续冷却转变(CCT)曲线和研究了该钢1150℃保温5 min后以10℃/s冷至900℃停留10 s,以变形速率20 s^-1变形30%再以0.2～10℃/s冷却至200℃的组织和微区成分。结果表明,轧后冷却速度大则产生马氏体组织,40CrMo系圆钢在0.1～1℃/s冷却速度下可获得正常的贝氏体组织和珠光体组织。     

奥氏体状态对 Mn-Cr 齿轮钢连续冷却相变组织的影响

使用Cleeblel500热模拟试验机研究了成分(%)为：0.23C,0.74Mn,0.90Cr 齿轮钢奥氏体晶粒尺 寸和变形(真应变量0.4)对连续冷却相变组织的影响和连续转变冷却(CCT)曲线。实验结果表明,当齿轮钢 未变形时,获得完全多边形铁素体+珠光体混合组织的临界冷速为0.5~1℃/s,冷速较快时,中温相变产物 由贝氏体及针状铁素体组成;奥氏体变形时,多边形铁素体相变开始温度升高,获得完全多边形铁素体+珠光 体混合组织冷速增大,为1~2℃/s,中温相变产物没有出现贝氏体,只有针状铁素体。     

高碳马氏体不锈钢8 Cr13 MoV钢铸态组织及碳化物

利用Thermo-Calc软件对8Cr13MoV马氏体不锈钢的凝固过程进行计算,利用光学显微镜、扫描电子显微镜和X射线衍射分析仪对铸态组织和碳化物形貌以及类型进行观察与分析,利用Gleeble热模拟试验机测定材料的静态连续冷却转变曲线.结果表明,8Cr13MoV在平衡凝固条件下组织为铁素体和M₂₃C₆型碳化物,而在实际的凝固条件下,组织为铁素体、马氏体、残余奥氏体、M₇C₃型和M₂₃C₆型碳化物,由于偏析导致最终组织中碳化物以M₇C₃型为主,少量M₂₃C₆以薄片或树枝状分布在晶界上.由于较高的C和Cr含量,以0.1℃·s-1的冷却速率冷却时,奥氏体也会发生马氏体转变.      

H11Mn2SiA焊接用钢连续冷却组织转变与工艺控制

利用Gleeble-1500热模拟试验机测定了H11Mn2SiA的动态连续冷却转变(CCT)曲线,并观察了其组织和硬度。结果表明,当H11Mn2SiA从奥氏体以不同冷却速率冷却时,存在奥氏体向铁素体和珠光体的转变、贝氏体转变和马氏体转变;贝氏体转变的临界冷却速度为2.5℃/s;冷却速度达到20℃/s时会出现马氏体组织;因此H11Mn2SiA的冷却速度应控制在≤1℃/s。实践中选用终轧温度860℃～900℃、吐丝温度850±10℃和0.10～0.15 m/s的辊道速度,能够将冷却速度控制在0.3～0.6℃/s范围内,使H11Mn2SiA获得最佳的组织和性能。     

Nb-V-Ti微合金化高强度钢08MnCr连续冷却转变曲线和组织

利用ThermecMaster-Z热模拟实验机测定了一种Nb-V-Ti微合金化高强度钢08MnCr(S2)在910～1 200℃不变形(静态)和变形(动态)奥氏体0.05～30℃/s冷速下连续冷却转变(CCT)曲线,并分析和观察了对应的相变及组织。实验结果表明,提高轧后的冷却速度使Ar₃降低,导致钢的晶粒进一步细化;冷却速度大于10℃/s开始出现贝氏体转变。提高加热温度时相变温度降低,变形奥氏体相变温度较不变形奥氏体相变温度高。冷速较低时,铁素体晶粒呈多边形;冷速高时,铁素体晶粒多呈尖角形。     

固溶温度对022Cr22Ni5Mo3N双相不锈钢组织和性能的影响

试验研究了1000℃ 4h和1060℃ 4h固溶处理后022Cr22Ni5Mo3N钢中ϕ75 mm材的组织和力学性能。结果表明,022Cr22Ni5Mo3N钢ϕ75 mm材终锻温度970℃空冷的组织（体积分数)约为铁素体31% ,奥氏体 56%,析出物13%;1 000℃ 4 h固溶后为铁素体38% ,奥氏体60% ,析出物2%;1060℃ 4h固溶后铁素体50%,奥氏体50%,该钢通过釆用1060℃固溶后,拉伸断裂强度731MPa延伸率38%,冲击功AKV(-40℃ ）76~81 J,满足标准要求。     

实验室模拟控制轧制和调质处理对桥梁钢Q690q组织和性能的影响

研究了920℃精轧,830℃终轧以12℃/s冷至590℃,空冷的TMCP控制轧制工艺和TMCP+940℃淬火-630℃回火两工艺的桥梁钢Q690q(/%:0.05C、0.30Si、1.40Mn、1.10Cu、0.50Cr、0.80Ni、0.07V、0.55Mo,焊接冷裂纹敏感指数P_cm≤0.267)15mm板组织和力学性能。结果表明,TMCP工艺生产的桥梁钢Q690q组织主要由粒状贝氏体和少量铁素体组成,TMCP+调质处理后的组织为多边形铁素体和少量渗碳体,其屈服强度R_p0.2为845～870MPa,抗拉强度Rm895～900MPa,-20℃冲击功153～186J, -40℃为141～155 J。调质处理减小了钢材的M/A岛尺寸和位错密度,使Q690_q钢保持高强度的同时也具有较好的冲击韧性。     

NM400马氏体耐磨钢静态CCT曲线

用Gleeble3500热模拟试验机测定的连续冷却膨胀曲线,得出NM400钢临界相变点Ac₁=719.4 ℃, Ac₃=847.8℃,结合金相法,利用Origin软件绘制了试验钢的过冷奥氏体连续冷却转变（CCT）曲线。结果表明,随着冷却速度增大,钢的显微硬度逐渐增大,显微组织逐渐由铁素体和珠光体过渡为贝氏体和马氏体,铁素体量逐渐减少;冷速小于1℃/s珠光体含量逐渐增多,尺寸逐渐减小;冷速大于5 ℃/s,铁素体和珠光体逐渐消失,贝氏体相变量随冷速增加而减少,马氏体相变量逐渐增多。