模拟热轧工艺对氧化铁皮组织性能的影响

采用热模拟实验机、场发射扫描电子显微镜、电化学测试等试验方法,研究了开轧温度、终轧温度和卷取温度对氧化铁皮组织和耐蚀性能的影响规律.研究表明:热轧钢板表面氧化铁皮由3层结构组成,即最外层Fe2O3、中间层Fe3O4和最内层FeO.随着开轧温度和终轧温度的降低,FeO先共析转变的驱动力增大,FeO在整个氧化铁皮层中的含量逐渐减少,Fe2O3和Fe3O4含量逐渐增多.随着卷取温度由650℃降低到500℃,在FeO层中析出的Fe3O4粒子数量不断增加,粒子尺寸越来越细小.析出的Fe3O4越多,氧化铁皮的耐蚀性能越高.当卷取温度降低至450℃时,FeO发生了共析转变,生成片层状Fe+Fe3O4的共析组织,这些片层状组织形成微电池,使氧化铁皮的耐蚀性能急剧降低.     

镀锌用热轧SPHC钢的氧化铁皮在升温过程的组织转变

为了分析在还原退火炉的直燃段升温过程中热轧带钢表面氧化铁皮的组织转变规律.本实验采用GLEEBLE3800热模拟试验机通过模拟不同升温速率和目标温度对热轧带钢氧化铁皮在升温过程中的组织转变进行了研究,并采用电子探针(EPMA)对不同工艺条件下氧化铁皮的断面形貌进行观察.当升温到530℃时,共析组织中片层状的Fe优先发生溶解形成铁离子.Fe离子通过近程扩散到邻近的Fe3O4中,使得邻近的Fe3O4中Fe离子含量升高,此时氧化铁皮中未发现Fe1-yO形核.当温度升高到600℃时,Fe1-yO开始出现形核并长大,新形成的Fe1-yO中含有大量白色点状Fe,同时还有大量的先共析和共析组织残留.当温度升高到650℃时,共析组织完全消失,部分先共析Fe3O4也已经转变成Fe1-yO.当温度达到760℃时,氧化铁皮组织已形成外层为Fe3O4、内层为FeO的双层结构.氧化铁皮中片层状的共析组织和先共析Fe3O4在升温过程中转变成Fe1-yO.在Fe1-yO形核前,片层状共析Fe优先溶解,近程扩散到共析Fe3O4中.     

适用于增压器壳体材料的高镍球墨铸铁的高温氧化性能

针对增压器壳体材料使用温度的日益升高,采用增重法研究了高镍Hi-Ni球墨铸铁和普通球墨铸铁QT400-18在500~900℃的高温氧化行为,并结合X射线衍射和扫描电镜等分析手段,对氧化膜的形貌和相组成进行了评价。研究发现:在500~900℃下,Hi-Ni材料的高温抗氧化性能明显优于QT400-18材料的高温抗氧化性能,其主要氧化产物为Fe2O3和Fe3O4,膜层对基体的保护性较好。从耐氧化性的角度评价,Hi-Ni材料可满足涡轮增压壳体材料在900℃下的使用要求。而QT400-18材料在700℃以上氧化后的产物为Fe2O3,Fe3O4和FeO,膜层对基体的保护性较差。     

Q345B钢氧化铁皮的高温粘附性研究

热轧板带加热过程中高温氧化将直接影响氧化铁皮的结构、元素分布以及粘附性,进而间接影响后续除鳞效果以及粗轧和精轧后得到的成品钢板表面质量。本文利用Gleeble热模拟试验机模拟Q345B连铸坯粗轧前在1 150和1 250℃加热阶段的氧化情况,并结合拉伸试验研究了两个温度下氧化铁皮的表面形貌、次生氧化铁皮的裂纹以及氧化铁皮与基体界面处截面形貌和各合金的元素分布。研究表明：高温短时氧化生成的一次氧化铁皮粘附性小,仅微小变形即可完全剥离脱落;次生氧化铁皮粘附性大,但强度低,塑性差,易产生裂纹。此外,次生氧化铁皮与基体界面处反应生成的Fe₂SiO₄会改变氧化铁皮FeO内层的相间分布,对氧化皮起到钉扎作用,导致氧化皮的粘附性强,这增大了后续除鳞的难度。为改善钢板的表面质量,生产实践中建议在粗轧除鳞前控制钢板氧化铁皮界面温度高于Fe₂SiO₄凝固温度,以降低氧化铁皮与钢板基体附着力。     

9Cr-1Mo钢在含水蒸汽气氛中的氧化行为

研究了9Cr-1Mo(ASME T91)钢在(Ar 10%H_2O)气氛中600℃、650℃和700℃下的高温氧化行为.在恒温氧化10 h过程中,在600℃氧化遵从抛物线规律;而在650℃和700℃氧化则遵从分阶段抛物线规律,且后一阶段的速度常数高于前一阶段的;随着温度的升高,氧化速度明显增大;氧化激活能为157.2 kJ/mol.T91钢氧化时表面形成了多层结构的氧化膜,从外到内依次为Fe_2O_3、Fe_3O_4和(Fe,Cr)_3O_4;钢基体也发生了内氧化,内氧化物为FeO和Cr_2O_3.只有在700℃氧化时没有外层Fe_2O_3形成和内氧化发生.9Cr-1Mo钢氧化后冷却至室温后,氧化膜发生开裂或局部剥落.最外层Fe_2O_3与次外层Fe_3O_4间出现很大的裂隙,Fe_2O_3层容易剥落.同时探讨了9Cr-1Mo钢在含水蒸汽气氛中的氧化机制.     

Fe-1Cr-0.2Si钢的高温氧化行为

为了明确三元系Fe-1Cr-0.2Si钢的高温氧化行为,采用管式电阻炉开展了空气条件下Fe-1Cr-0.2Si钢在900℃、1 000℃和1 100℃下氧化30 min的实验。结果表明:900℃时氧化铁皮由两层组成,外层为Fe_3O_4层,内层为FeO、FeCr_2O_4和Fe_2SiO_4的混合层。在1 000℃和1 100℃时,氧化铁皮层最外层为Fe_2O_3层,中间层为Fe_3O_4层和内部独立的FeO层,内层为FeCr_2O_4和含Si氧化物的混合层。在三个氧化温度下,Fe-1Cr-0.2Si整体的氧化铁皮结构分为两层:外层Fe的氧化物是以阳离子向外扩散为主生成,内层Cr和Si的氧化物是以O离子向内扩散为主产生。FeO层的厚度随着温度的升高逐渐增大。Cr和Si元素富集层厚度比例随着温度的升高而减小,但Cr和Si在混合层中的富集程度有所增加。经高温氧化后没有发现Cr和Si的复合氧化物,但Cr和Si的富集区没有出现明显的分层。     

含磷和钒热轧TRIP钢组织控制及力学性能研究

为探讨含磷和钒热轧TRIP钢的组织控制和力学性能,采用不同变形温度（900和800℃）,研究其相变行为,并在此基础上进行热轧试验.研究表明：随着冷速增加,变形温度对铁素体相变开始温度（Ar3）的影响逐渐增大;相同冷速条件下,变形使贝氏体相变开始温度（Bs）升高;变形对贝氏体相变的促进作用,随着变形温度的降低而减弱.终轧...     

42CrMo连铸辊堆焊硬面层的高温磨损行为

为了探明堆焊硬面层的高温磨损行为,采用高温磨损试验机测试了42CrMo连铸辊表面堆焊414N硬面层在400,500,600 ℃下的高温磨损性能,通过SEM/EDX和XRD表征分析了温度对硬面层磨损机制和性能的影响.结果 显示:温度由400℃升高到500℃,磨损性能快速下降,500,600℃下的平均磨损深度分别约为400℃下的2.1和2.5倍.400℃时,414N硬面层的高温磨损机制为氧化磨损、磨屑磨损和少量氧化物剥落磨损;而500,600℃时,硬面层的磨损机制转变为氧化磨损和氧化物剥落磨损.在高温磨损时,硬面层的氧化表层都由α'-Fe、立方结构和六方结构的(Fe,Cr)2O3三相组成.磨损温度≥500 ℃时,磨痕中白亮氧化物大幅减少,Cr在暗黑色氧化物中的含量明显下降.氧化皮的相组成和Cr的含量是决定硬面层高温磨损方式和性能的重要因素.     

含铝超高碳钢等温球化工艺的研究

在对超高碳钢进行铝合金化的基础上,利用成分不均匀奥氏体化加热控制,提出了锻态超高碳钢(UHCs-1.6Al)有效的无形变球化工艺,并利用扫描电镜对先共析碳化物的析出及球化进行了观察,分析了碳化物的球化机理.结果表明,通过对UHCs-1.6Al成分不均匀奥氏体化加热,使先共析碳化物在随后冷却时以粒状形式在基体上弥散析出,利用等温过程使其球化长大,并使奥氏体继续冷却时发生离异共析转变,从而获得球化组织;碳化物颗粒的尺寸可以通过等温温度和等温时间控制;当奥氏体化进行充分时,先共析碳化物析出的孕育期延长,部分碳化物在随后共析转变中以片状形式形成;UHCs-1.6Al最佳球化工艺的奥氏体化透烧温度和等温温度分别为850～870℃和780～800℃.     

利用TMCP开发F550高强度船板钢的实验研究

使用Gleeble 3800热模拟实验机研究了一种低C微合金SiMnCrNiMo钢的奥氏体连续冷却相变(CCT)行为,使用辊径750mm的二辊可逆实验轧机进行了系列TMCP实验,开发出F550高强度船板。生产F550船板的TMCP工艺为:在奥氏体再结晶区和未再结晶区进行两阶段轧制,精轧温度800～820℃,精轧压下率67%,轧后以14～18℃/s的速率冷却至350～500℃。钢板的显微组织为细密贝氏体,其屈服强度大于590MPa,抗拉强度大于700MPa,-60℃下Charpy冲击吸收能量高于230J。