化学成分和热处理温度对T122耐热钢中δ-铁素体含量的影响

采用Thermocalc热力学计算研究了化学成分和温度对T122钢中δ-铁素体含量的影响,计算和相应试验结果表明,化学成分和热处理温度变化对δ-铁素体含量影响显著,铬含量降低,氮含量和碳含量增加,能明显降低δ-铁素体含量。在1 030~1 070℃的温区热处理,δ-铁素体含量最低;超过1 200℃热处理会产生γ-Fe→γ-Fe+δ-Fe转变,即在低于1 200℃处理不含δ-铁素体的钢中会生成δ-铁素体。     

加热制度对316L铸坯微观组织和力学性能的影响

奥氏体不锈钢316L中的δ铁素体含量对其表面质量、热加工性能和力学性能方面有着明显的影响。研究了连铸坯加热过程中不同温度和保温时间对316L中δ铁素体含量、形貌和力学性能的影响,研究表明,316L连铸坯热轧前加热温度在奥氏体单相区以下时,铁素体含量随着加热时间的延长而减少,且温度越高,同样的加热时间其铁素体含量越少;当加热温度处于铁素体＋奥氏体双相区,随着时间的延长,铁素体含量也在逐渐减少,但没有单相区加热时降低的明显,适量δ铁素体的存在有利于提高材料的力学性能。     

氮含量对无镍奥氏体不锈钢平衡相转变的影响

高氮铬锰奥氏体不锈钢有着极为广泛的应用前景,然而氮含量对其相转变的影响尚不十分清晰。设计并冶炼了氮质量分数为0.02%～1.20%的试验钢,对各钢的平衡相转变进行了热力学计算,对δ铁素体和Cr₂N的形貌进行了观察。结果表明,钢中δ铁素体的最大析出量随着氮含量的升高而降低,当氮质量分数超过1.05%后,无δ铁素体析出。获得了试验钢加热时δ铁素体的析出温度与氮含量的关系式。随着氮含量的升高,试验钢在冷却时Cr₂N的析出温度逐渐升高,并获得了其定量关系式。在GN04钢中,1 200 ℃等温2 h后的δ铁素体主要沿三叉晶界分布。Cr₂N析出优先在晶界形成,然后朝着晶内发展。在相同等温条件下,试验钢中Cr₂N的析出量随着氮含量的升高而增大,且层片间距随之减小。     

SUS410半马氏体不锈钢厚壁无缝管内表面裂纹缺陷分析及工艺改进

SUS410半马氏体不锈钢(0.08% ~0. 15%C,12.5% ~ 13. 5%Cr)在生产热轧厚壁无缝钢管时极易产生内表缺陷。通过对φ139.7mm x 38.1 mm管内表面裂纹缺陷进行定位分析,结果表明裂纹附近δ-铁素体大量析出造成钢的热塑性下降,在变形过程中,由于两相区变形不协调,最终在奥氏体和δ-铁素体相界出现裂纹。根据 Schaeffler相图,对化学成分进行重新设计,将Cr当量/Ni当量比值由原来缺陷管的4.51降至≤3.0,管坯加热温度由1200~1300℃降至1180~1280 ℃,内表面裂纹缺陷得到有效解决,超声探伤合格率提高至97.9%。     

超级双相不锈钢S32760凝固过程Thermo-Calc热力学软件的应用

利用Thermo-Calc热力学计算软件得到S32760（022Cr25Ni7Mo3WCuN）超级双相不锈钢凝固过程中的相图,确定了S32760双相钢是FA （铁素体-奥氏体）凝固模式,通过改变奥氏体和铁素体的形成元素的含量,确定在不同的化学成分下的热加工性能、Cr₂N和σ相析出温度,得到S32760双相钢热加工温度区间随着奥氏体形成元素C、N、Ni、Mn含量的增加而变大,随着铁素体形成元素Si、Cr、Mo含量的增加而减小,而W对热加工性能没有影响。根据热力学计算,确定了最优的化学成分（/%:0.022C,0.30Si,0.80Mn,25.60Cr,6.20Ni,0.54Cu,3.50Mo,0.54W,0.27N）,S32760双相钢最佳热塑性温度为1195℃, Cr₂N相的析出温度为1050℃, σ相析出温度为1020℃,热加工区间为145℃,并且通过了后续的现场实践验证。     

Mn含量对δ-TRIP钢组织影响的热力学分析

利用Thermo-Calc软件将Mn含量对δ-TRIP钢组织的影响进行了理论计算,通过对比分析不同锰含量δ-TRIP钢的两相区温度,C、Mn浓度随温度变化,液相线温度等,研究Mn的加入对δ-TRIP钢组织可能产生的影响,为实际生产中提供理论依据。研究结果表明:随着Mn含量增多,双相区温度区间缩小且温度整体下移,同时使液相线温度略微降低;随着Mn含量增多,碳锰化合物最大质量分数以及开始析出温度都相应上升;C在奥氏体中的浓度随着温度升高先上升后下降,Mn的浓度随着温度上升逐渐降低。Mn含量越多,C元素在奥氏体里的浓度整体下降,且达到最高点的温度也有所下降。     

含稀土Ce的Fe-Mn-Al轻质高强钢的热力学计算及组织性能

为了掌握含稀土Ce的Fe-Mn-Al轻质高强钢相组成及组织性能特点,进而提高其综合力学性能,采用热力学计算和试验相结合的方法,研究含稀土Ce的Fe-Mn-Al轻质高强钢的相组成、微观组织和典型力学性能,分析900～1 100℃固溶处理工艺对其组织性能的影响规律。研究结果表明,试验钢在600～1 200℃时的相组成主要包括铁素体、奥氏体、κ碳化物、Ce₂C₃和NbC等;当温度高于865℃时,碳化物几乎全部溶于基体,奥氏体单相区存在于温度865～915℃,当温度超过915℃时,高温铁素体开始从奥氏体中析出,高温铁素体含量随温度的升高而逐渐升高,915～1 200℃温度区间是奥氏体和铁素体的两相区。热锻试验钢中奥氏体体积分数约为86.4%,只有少量带状铁素体沿奥氏体晶界分布,奥氏体晶粒约为28μm,内部含有大量孪晶。固溶处理后,铁素体含量增加、晶粒开始粗化,大部分带状组织铁素体破碎分离,呈小颗粒状沿奥氏体晶界分布,奥氏体内部有大量孪晶,试验钢抗拉强度显著降低,塑性明显提高。固溶温度为1 000℃时,试验钢的抗拉强度为889.6 MPa,断后伸长率为...     

铌对高钢级管线钢中第二相析出与奥氏体晶粒长大行为的影响

基于双亚点阵模型,计算了两种不同铌含量的高钢级管线钢在不同温度下Nb、Ti和Al的析出量,测定了不同加热温度和保温时间下奥氏体晶粒尺寸,建立两种钢奥氏体晶粒长大模型.发现Nb含量增加提高了其全固溶温度,并且温降过程中Nb析出量显著增多,在晶界两边析出的细小碳氮化物对奥氏体晶粒长大有显著的阴碍作用.高铌钢加热温度为1250℃时奥氏体晶粒显著粗化,预测模型也不同于1050~1200℃的模型,但相同保温温度下晶粒尺寸明显小于低铌实验钢.通过数据拟合计算出高铌钢的长大激活能远远高于低铌钢,再次证明高Nb的管线钢在1200℃以下能够有效地细化奥氏体晶粒,预测模型与实验值吻合较好.      

加热制度对微合金化H型钢组织及性能影响

以含有Nb-V-Ti-B复合微合金化元素试验钢为研究对象并结合实验室轧制,分析了不同加热温度下试验钢的组织及性能情况。结果表明,试验钢奥氏体晶粒尺寸随着加热温度升高、保温时间延长而增大。加热温度为1 050~1 200℃时,晶粒呈线性长大;保温时间在60 min内时,奥氏体晶粒增长最为迅速。试验钢组织为铁素体和珠光体,铁素体平均晶粒尺寸14~20μm;屈服强度364~396 MPa,抗拉强度483~508 MPa,伸长率27%~31.5%,-20~-60℃冲击功138~270 J。     

临界退火温度对中锰TRIP钢组织和性能的影响

采用淬火热膨胀仪、扫描电镜、透射电镜、X射线衍射和拉伸试验机对0.2C-5Mn TRIP钢临界区相变行为、微观组织及力学性能进行了研究,并运用Factsage软件对0.2C-5Mn TRIP钢在临界区的相变热力学进行了计算,在此基础上讨论了临界区相变过程的特点。研究结果表明,临界区逆转奥氏体含量随着临界退火温度的升高而逐渐增加,逆转奥氏体中碳含量先增加后减少,Mn含量逐渐下降,逆转奥氏体热稳定性也逐渐下降。当临界退火温度为700℃时,在冷却过程中发生明显的马氏体相变;随着临界退火温度增加,渗碳体逐渐溶解,但由于相变时间较短,渗碳体无法完全溶解;当临界退火温度为600~675℃时,临界退火后的微观组织由铁素体、渗碳体和残余奥氏体构成。当临界退火温度为700℃时,临界退火后的组织由铁素体、残余奥氏体、马氏体以及少量未溶解的渗碳体构成;随着临界退火温度的升高,实验钢的工程应力-应变曲线变化显著,在675℃退火3min后获得最佳的力学性能,抗拉强度为1 138MPa,断后伸长率为23%。     

铌微合金化对高铁车轮钢奥氏体形核和长大的影响

 针对碳质量分数为0.47%中碳高铁车轮钢,研究了铌微合金化对前驱体为铁素体-珠光体的组织发生奥氏体逆相变的影响。结果表明,铁素体-珠光体钢的逆相变是一个由碳原子扩散控制的过程,奥氏体优先在珠光体内的铁素体与渗碳体（α/Fe3C）片层界面处形核,并且沿平行于珠光体片层方向的长大速率比垂直于珠光体片层方向更快。含铌车轮钢细化的珠光体组织可以提高奥氏体的形核率,有利于细化奥氏体晶粒。随着再加热温度的提高,含铌车轮钢的奥氏体混晶温度（960 ℃）比不含铌的钢高80 ℃,因此通过铌微合金化可扩大再加热奥氏体化温度窗口。结合Thermal-Calc热力学计算和透射电镜分析,铌在中碳钢中主要以析出物的形式存在,析出钉扎作用是其细化奥氏体晶粒、推迟混晶现象出现的主要机制。     

15MnMoVTi钢控制轧制研究

研究了15MnMoVTi钢变形的奥氏体再结晶的特征。给出了奥氏体再结晶的临界变形量和再结晶的三个温度区间:温度高于1050℃为动态再结晶区,900～1050℃为静态再结晶区,低于900℃为未再结晶区。再结晶延迟时间达20秒。 15MnMoVTi钢的加热温度在1050～1200℃范围为宜,最佳温度在1150℃左右。轧制总变形量应大于50％,同时应严格控制终轧温度并采用快速冷却措施。影响轧后奥氏体晶粒度的主要因素是终轧温度和轧后冷却速度。     

热加工对含氮马氏体不锈钢组织转变和性能的影响

采用Thermal-calc计算了含氮马氏体不锈钢20Cr13的合金相图,据此进行了关键热加工工艺参数设计。采用金相、扫描电镜、X射线衍射、高温热模拟试验、拉伸试验和硬度测试等方法,研究了高温下均热温度对高温组织转变的影响以及高温铁素体对高温塑性的影响,同时研究了退火和淬火工艺对组织和性能的影响。结果表明:铸锭中的少量δ铁素体在单相奥氏体区高温长时间均热后并未消除;δ铁素体的存在降低了马氏体不锈钢的高温塑性;在临界温度长时间退火后,组织为铁素体基体上弥散分布球状碳化物的索氏体及沿晶界呈断续分布的点状碳化物,随退火温度的提高,索氏体晶粒尺寸增大,碳化物选择性地在晶界粗化长大,并呈断续状点状分布;950~1100℃奥氏体化淬火后的组织为板条马氏体+碳化物+少量残余奥氏体。淬火温度较低时,碳化物和残余奥氏体含量较高,淬火后马氏体硬度较低,提高淬火温度,碳化物充分溶解,奥氏体中的碳含量增加,淬火后板条马氏体硬度升高。     

低合金钢中Acm温度的热力学公式

奥氏体到铁素体或渗碳体的分解始于二元Fe-C相图中奥氏体／（铁素体＋奥氏体）或奥氏体（渗碳体＋奥氏体）的平衡相边界，在某一碳含量下，将奥氏体／（铁素体＋奥氏体）和奥氏体（渗碳体＋奥氏体）的相界温度值分别称作钢的Ae3温度和Acm温度。将Ael温度定义为共析温度，其值对应为两相区交界点：即奥氏体／（铁素体＋奥氏体）和奥氏体（渗碳体＋奥氏体）相的交界处。     

309L奥氏体不锈钢板热轧边裂缺陷成因分析和工艺改进

通过金相组织观察和热力学计算相结合的方式对309L奥氏体不锈钢板热轧边裂缺陷进行了分析。试验结果表明,309L钢(0.012% C,0.034% N)板坯热轧加热温度1260 ℃边部三角区存在大量网状铁素体,在后续加热过程中高温铁素体含量进一步升高,达到24%左右,导致塑性降低,轧制过程中产生边裂缺陷。通过控制钢中C含量0.015%～0.025%,N含量0.04%～0.05%,热轧板加热温度1150 ℃,使钢中铁素体含量降至10.7%,有效避免309L钢板边裂,板卷合格率达100%。     

2205双相不锈钢连铸坯加热过程组织转变

对2205双相不锈钢连铸坯试样在1 220、1 240、1 260、1 280℃保温10、20、30和40 min进行加热处理,通过光学显微镜和铁素体仪试验分析2205双相不锈钢的组织和铁素体含量随保温时间和加热温度的变化情况.结果表明,2205双相不锈钢连铸坯试样在相同的保温时间下,随着加热温度的升高,铁素体含量逐渐增加,1 260℃时奥氏体晶粒明显变得粗大;在相同的加热温度下,随着保温时间的延长,铁素体的含量逐渐减少.     

P92无缝钢管内表面裂纹分析及工艺优化

采用斜轧穿孔工艺生产大口径P92铁素体耐热无缝钢管过程中,钢管内表面易产生细小裂纹。通过金相分析、高温相变计算和高温加热试验等研究表明,内表面裂纹产生的主要原因是：中心有通孔的P92管坯在坯料加热过程中,由于加热温度过高和在炉时间过长(即表面氧化脱碳加重),导致管坯通孔近内壁产生大量的高温δ-铁素体相,管坯在随后的斜轧穿孔中,裂纹在塑性较差的高温δ-铁素体处产生和扩展。根据内表面裂纹的产生机制,通过对P92钢管化学成分的铬当量、镍当量按Cr_eq<13%、Ni_eq>4%进行控制,坯料保温温度由原工艺的1220～1250℃降为1190～1220℃,对穿孔机轧辊转速、辊距和顶伸量参数优化等工艺改进措施,有效地解决了大口径P92无缝钢管内表面易产生裂纹的问题,提高了P92无缝钢管的成材率和生产效率。     

980MPa级复相钢热处理工艺优化及组织性能研究

利用Gleeble-3500热模拟试验机、光学显微镜研究了热处理工艺对980MPa级复相钢显微组织和力学性能的影响。结果显示:钢的显微组织为贝氏体、铁素体及马氏体三相,且加热温度越高,贝氏体及马氏体硬相组织越多,铁素体含量越少,组织均匀性显著提高。钢的屈服强度也随加热温度的提高而逐渐增高,但抗拉强度保持不变。随着缓冷温度的降低,钢中贝氏体及马氏体组织减少,铁素体含量增加,同时力学性能降低。相变-位移曲线显示加热过程中试验钢在730°C左右开始发生奥氏体相变,在860°C左右完成全奥氏体化。在降温过程中试验钢在456°C左右进行贝氏体相变,在244°C至165°C较宽的温度范围内进行马氏体相变,且均热温度越高,贝氏体相变量越大,马氏体量越少。     

基于JMatPro软件的X12CrMoWVNbN10-1-1钢析出相热力学模拟和分析

以火力发电用耐热钢X12CrMoWVNbN10-1-1钢(以下简称X12钢)为研究对象,利用JMatPro软件对其进行了平衡状态下的凝固、过冷奥氏体等温转变和连续冷却转变的模拟计算,并绘制了凝固相图、TTT曲线和CCT曲线.结合扫描电镜和透射电镜对热处理后基体中析出相进行观察和分析.研究结果表明:奥氏体化加热温度低于1192℃时,可避免X12钢室温下残留δ铁素体;奥氏体化冷却速度在550~700℃时大于10℃/min,可避免M₆C相形成;X12钢平衡相图中M₂₃C₆相在904℃析出、LAVES相在700℃析出、Z相在689℃析出;X12钢中的M₇C₃相和M₃C相是在550℃回火过程中析出的,随后转变为M₂₃C₆相.     

0.1C-5Mn钢两相区退火后的残余奥氏体与力学性能

通过ART(奥氏体逆相变)热处理工艺,研究了两相区退火温度对0.1C-5Mn钢中残余奥氏体与力学性能的影响。采用SEM、XRD、室温拉伸等分析测试手段,表征了试验钢组织形貌、亚稳奥氏体含量以及力学性能。结果表明,试验钢经ART工艺处理后,室温组织主要由铁素体与残余奥氏体组成;随退火温度升高,试验钢中出现碳化物析出与再溶解,同时板条状形变马氏体回复多边化形成等轴铁素体,颗粒状奥氏体过冷转变为板条状和块状马氏体;630、645、660℃退火1h试样中奥氏体体积分数相近,分别为18.4%、19.5%、18.8%,随温度升高,奥氏体含量骤降,大量逆相变奥氏体转变为马氏体;综合不同退火温度,表明试验钢经660℃退火可获得最佳的综合力学性能。