冷轧退火对过共析珠光体钢组织和力学性能的影响

采用SEM、TEM、XRD及拉伸实验等方法研究了原始组织为层片状珠光体的过共析钢重度冷轧及退火后的微观组织及性能指标。结果表明:在重度冷轧及退火工艺下制备出了晶粒尺度均在亚微米量级的超微细复相组织(铁素体+渗碳体),其中等轴铁素体晶粒直径为0.5～0.8μm,晶界上钉扎着平均粒径为0.2～0.4μm球化完全的渗碳体颗粒,而晶界内则出现少量粒径为30～50 nm的渗碳体颗粒;在同一实验条件下,增大变形量、增加退火温度以及保温时间的延长,都能导致渗碳体球化程度的增加;与此同时,复相组织的强度指标显著下降,但其塑性指标明显上升;拉伸断口形貌特征也由脆性断裂(冷轧变形)转变为韧性断裂(退火态)。     

初始组织对双向温轧中碳钢组织演变的影响

利用扫描电镜(SEM)和电子背散射衍射技术(EBSD)对马氏体以及铁素体+珠光体组织中碳钢在550℃双向温轧后的组织演变进行了研究。结果表明:淬火马氏体温轧后渗碳体颗粒在铁素体基体上分布比较均匀,小角度晶界所占比例很高,4道次轧制后亚晶粒尺寸约为1.35μm,部分铁素体晶粒发生动态再结晶,形成大角度晶界包围的细小的等轴晶粒;而铁素体+珠光体作为轧前组织,温轧后渗碳体颗粒和亚晶粒主要集中在原珠光体区,4道次后平均亚晶粒尺寸约为1.79μm,等轴细小的铁素体晶粒主要在原珠光体与铁素体边界分布。双向温轧是淬火马氏体获得碳化物颗粒与超细晶铁素体均匀混合组织的有效方法。     

铁素体轧制对普通用冷轧钢板组织和性能的影响

采用光学显微镜和扫描电镜对比研究了铁素体区热轧工艺及奥氏体区热轧工艺对普通用冷轧钢板(SPCC)产品热轧组织、冷轧组织及性能的影响。结果表明,与奥氏体区轧制工艺相比,采用铁素体区热轧工艺生产的SPCC热轧板晶粒尺寸会增大约17 μm,{111}面织构数量减少了8.74%,强度略微降低,而{001}<110>织构数量增加了12.40%,强度提高了19.81。此外,采用铁素体区热轧工艺生产的SPCC成品晶粒呈近似等轴状,与奥氏体区热轧工艺相比平均晶粒尺寸增大了4.5 μm。SPCC铁素体区轧制热轧板中更大的晶粒尺寸、更少的{111}面织构及更强的{001}<110>取向织构导致了冷轧成品更低的屈服强度和塑性应变比r值,较奥氏体区热轧工艺而言平均屈服强度降低了19 MPa,平均r值下降了1.1。     

工艺对两种微碳BH钢组织与性能的影响

对工业生产的No.1微碳BH钢和No.2微碳BH钢热轧板、冷轧板和退火板的工艺和组织性能进行研究。结果表明,No.1和No.2微碳BH钢的γ织构组分在{111}<110>附近分别达到了最大值12.046和10.549。No.2微碳BH钢退火板平均晶粒尺寸均小于No.1微碳BH钢,细晶强化效果使得其强度略高。No.2微碳BH钢退火板铁素体晶界处和晶粒内均存在游离渗碳体,晶界处珠光体片层较少,No.1微碳BH钢退火板铁素体晶界处存在片层状珠光体和块状渗碳体,更多珠光体片层结构也使其强度较低。No.2微碳BH钢中较高含量P、Cr、Cu元素固溶在基体中引起固溶强化,碳氮化物析出的弥散强化作用,均弥补了C含量较低引起的强度下降。     

基于铁素体轧制工艺低碳铝镇静钢板r值降低原因分析

某钢厂试开发基于铁素体轧制工艺的SPCC板,经热轧-冷轧-罩式退火工序后对样品进行性能检测,发现与传统奥氏体轧制工艺相比,该工艺路径下的产品各项力学性能指标均有不同程度下降,且r值有明显降低。对两种工艺路径的热轧板和冷轧退火成品板进行了组织和织构的对比分析,且提出了改进措施。结果表明:铁素体轧制工艺中热轧精轧温度过高,形成两相区轧制,得到粗大F+纤维状F的不均匀室温组织,从而导致冷轧退火板中存在较高强度{001}<110>织构组分,是导致最终产品r值降低的主要原因。     

30CrMo钢冷轧后退火过程中组织与力学性能的分析

采用SEM和拉伸实验研究了退火温度、退火时间对冷轧后的30CrMo钢的显微组织及力学性能的影响。结果表明,随保温时间的延长,铁素体晶粒发生再结晶形核长大,碳化物颗粒在晶界析出并且粗化,其强度随着晶粒的长大而降低;当保温时间一定时,随着退火温度升高,铁素体晶粒和碳化物颗粒尺寸增加,强度降低。在650℃保温1 h退火后,铁素体平均晶粒尺寸达到0.56μm,屈服强度达到601 MPa,伸长率19.14%。此外,拉伸断口形貌均为韧性断裂。     

退火工艺对热镀锌用冷轧低碳高强钢组织和性能的影响

通过扫描电镜、能谱仪、显微硬度计和拉伸实验研究了退火工艺对热镀锌用冷轧低碳高强钢组织及性能的影响。结果表明,在600℃退火时,组织处于回复阶段,几乎没有再结晶; 625℃保温5 min退火后,再结晶基本完成,组织中有大量渗碳体颗粒弥散析出,并且随着退火温度升高或保温时间延长渗碳体沿铁素体晶界聚集粗化;在625℃保温10 min退火后,再结晶已经完成并且发生长大现象,组织为等轴状铁素体+渗碳体颗粒,晶粒尺寸约为5. 01μm; 650、675、700℃保温10 min退火后,铁素体晶粒进一步长大;随着退火温度升高和保温时间延长,屈服强度和抗拉强度降低,伸长率升高。625℃×5 min退火可以获得优良的综合力学性能。     

缓冷出口温度对连续退火SPCC冷轧薄板屈服强度的影响

研究了缓冷出口温度对连续退火SPCC冷轧薄板组织和屈服强度的影响。结果表明:连续退火SPCC冷轧薄板的组织由等轴的铁素体晶粒和晶界处的块状渗碳体及晶粒内的颗粒状渗碳体组成。随着缓冷出口温度从680 ℃提高至700 ℃,平均晶粒尺寸从10.1 μm增加至12.5 μm;此外,提高缓冷出口温度还能够抑制晶界处块状渗碳体的形成,促进晶粒内细小渗碳体更加细小弥散的析出。当缓冷出口温度从680 ℃提高至700 ℃时,冷轧薄板的屈服强度约降低了28 MPa。     

锰质量分数和压缩比对中碳钢相变组织的影响

采用光学显微镜和电子探针观察了中碳钢显微组织形貌,分析了不同锰质量分数和轧制压缩比对相变组织的影响。研究表明：试验钢显微组织为形态不同的铁素体+珠光体;增加Mn质量分数抑制晶界铁素体形核和长大,同时细化铁素体晶粒,促进退化珠光体的形成;提高轧制压缩比有利于原奥氏体晶内蜂窝状铁素体的形成,该铁素体均匀的分割原奥氏体晶粒,与晶界铁素体具有相同的方向性;MnS或其复合夹杂物是铁素体在原奥氏体晶粒内部形核的有效位置。     

退火时间对双向温轧中碳马氏体钢组织演变的影响

利用扫描电子显微镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)研究了退火时间对双向温轧中碳马氏体钢组织演变的影响规律。结果表明,轧前回火马氏体分解成铁素体和渗碳体颗粒,轧制过程中铁素体发生动态回复和动态再结晶,获得了在铁素体基体上渗碳体颗粒弥散分布的复相组织。轧后铁素体晶粒尺寸为3.14μm,小角度晶界约占49.3%,650℃退火保温1 h,铁素体发生再结晶,平均晶粒尺寸为2.87μm,小角度晶界所占比例减小到46.5%。随着退火时间的延长,平均铁素体晶粒尺寸增加,小角度晶界所占比例逐渐减小。     

轧前初始组织对双向温轧中碳钢组织演变的影响

利用扫描电镜(SEM)和电子背散射衍射技术(EBSD)对中碳钢淬火马氏体以及铁素体+珠光体组织在550 ℃双向温轧后的组织演变进行了研究。结果表明：轧前淬火马氏体温轧后渗碳体颗粒在铁素体基体上分布比较均匀,小角度晶界所占比例很高,4道次轧制后亚晶粒尺寸约为1.35 μm,部分铁素体晶粒发生动态再结晶,形成大角度晶界包围的细小的等轴晶粒。而铁素体+珠光体作为轧前组织,温轧后渗碳体颗粒和亚晶粒主要集中在原珠光体区,4道次后平均亚晶粒尺寸约为1.79 μm,等轴细小的铁素体晶粒主要在原珠光体与铁素体边界分布。双向温轧淬火马氏体是获得碳化物颗粒与超细晶铁素体均匀混合组织的有效方法。     

C-Si-Mn-Cr双相钢组织与性能的柔性控制技术

以C-Si-Mn-Cr成分体系双相钢为研究对象,采用金相显微镜、扫描电镜、拉伸试验等方法,对终轧温度、卷取温度、退火温度等工艺参数对C-Si-Mn-Cr系双相钢组织和性能的影响进行了研究。结果表明,降低终轧和卷取温度,热轧板组织由铁素体+珠光体转变为铁素体+珠光体+贝氏体,同时热轧板的屈服强度和抗拉强度都有所提高;当冷轧和退火工艺相同时,对采用低温终轧和低温卷取生产的双相钢来说,其抗拉强度由472 MPa增加到524 MPa,而屈服强度则变化不大,此时伸长率和n值略有降低;通过采用低温卷取+中温退火工艺,可以实现一种成分体系生产CR260/450DP和CR290/490DP两种强度级别双相钢的柔性化生产目标。     

温轧低碳钢渗碳体形态对终轧组织性能的影响

通过温轧铁素体+珠光体组织获得两种渗碳体分布形态,并在300℃变形获得不同的位错密度,结合随后的快速升温至奥氏体低温区以及快冷后单道次轧制变形获得了铁素体晶粒尺寸为200～500nm的亚微米晶钢,拉伸性能测试表明利用该工艺获得的样品除了具有很高的抗拉强度(1000MPa)之外,其屈强比相对较低,断后总伸长率≥20%。TEM观察发现,原始组织中渗碳体弥散分布的试样更容易在上述工艺下获得等轴亚微米晶铁素体以及适量板条马氏体和孪晶马氏体组织,而原始组织中渗碳体分布集中的试样其终态组织中等轴晶铁素体的比例显著减少,且铁素体晶内位错密度要低于前者。     

先共析渗碳体上形核的珠光体晶体学研究

利用SEM和EBSD技术表征了Fe-1.29C-13.9Mn (质量分数,%)钢中先共析渗碳体上形核珠光体的形貌和晶体学。大多数珠光体内铁素体与奥氏体之间接近K-S位向关系,与渗碳体之间则可出现多种择优位向关系。分析表明,魏氏渗碳体旁珠光体的形核领先相是铁素体,未观察到珠光体中渗碳体从魏氏渗碳体分支生长,或它们之间存在择优取向。晶界渗碳体旁珠光体存在2种可能:晶界渗碳体可延续为珠光体的渗碳体,同时铁素体往往与背靠奥氏体接近K-S位向关系,渗碳体可视为领先相,不排除铁素体为领先相的可能;同时也观察到晶界渗碳体与珠光体内渗碳体呈现不同取向,此时领先相是铁素体。珠光体团初期形貌不规则,生长后期两相基本保持平行片层结构,同一铁素体片层会存在取向变化甚至分层。     

双辊薄带铸轧低碳钢薄板的组织及力学性能

对双辊薄带连铸(TRC)工艺条件下低碳钢铸带坯、热轧板的显微组织及力学性能进行研究,并与传统生产工艺(TP)的冷轧板产品进行了对比。铸带坯主要由200~300μm的不规则的多边形铁素体组成,并伴随着少量20μm左右的多边形铁素体。经一道次热轧后,厚度方向上组织严重不均:上下表层为细晶区,平均晶粒尺寸为10μm左右;中部为粗晶区,平均晶粒尺寸为40μm左右。粗晶区宽度约占整个板厚的50%。传统生产工艺的冷轧退火板的组织则较为均匀,平均晶粒尺寸约为15μm。薄带连铸热轧板与传统冷轧退火板相比具有较强的α织构和较弱的γ织构。薄带连铸热轧板的屈服强度、抗拉强度与传统工艺的冷轧退火板相当。但是,两者的拉伸曲线显著不同,前者表现为连续屈服,后者出现了屈服平台。     

高硬度镀锡板的时效敏感性

通过显微组织观察及力学性能测试研究了经不同温度卷取后T-4CA高硬度镀锡板不同状态下的组织和力学行为。结果表明,镀锡板的时效性不仅和固溶间隙原子有关,还和镀锡基板中的渗碳体析出相的分布以及铁素体晶粒尺寸有密切关系。低温卷取时,冷轧退火时铁素体晶粒尺寸细小且渗碳体析出相呈细小的点链状分布,这样的组织和析出相分布使得软熔后的镀锡板在拉伸变形过程中屈服点延伸率较大;高温卷取时,冷轧退火板无论是铁素体基体还是渗碳体析出相都较粗大,使镀锡板在软熔后的拉伸变形过程屈服点延伸率大幅降低,抗时效性也显著提高。此外,通过对比分析镀锡板在退火、平整和镀锡后的屈服强度变化,发现镀锡后屈服强度的提高不仅与Cottrell气团钉扎位错有关,还与位错之间的交互作用有关。     

退火时间对0.4C-1.0Cr-0.2Mo钢冷轧后组织与性能的影响

利用扫描电镜和电子万能拉伸实验机研究了0.4C-1.0Cr-0.2Mo钢冷轧后退火过程中的组织与性能演变规律。结果表明,冷轧态试验钢中的渗碳体有少量呈球状,在后续的退火过程中球化比例增加,并随退火时间的增加逐渐发生粗化。当退火时间从15 min增加到240 min时,铁素体晶粒尺寸由0.670μm增加到0.803μm,屈服强度由1301 MPa下降至921 MPa,均匀延伸率在退火120 min时达到最大。从整体上看,当冷轧试验钢在600℃退火120 min时,强塑积值达到最高,为5688 MPa·%。     

不同初始状态中碳钢双向温轧组织的退火稳定性

通过扫描电镜(SEM)和电子背散射衍射技术(EBSD)研究了不同初始组织对中碳钢双向温轧退火后的组织演变以及稳定性变化的影响规律。结果表明,轧后铁素体-珠光体钢的平均晶粒尺寸为1.11μm,小角度晶界占比81%;而马氏体钢平均晶粒尺寸为0.99μm,小角度晶界占比65.3%。随退火时间的延长,铁素体晶粒发生回复再结晶后,铁素体-珠光体钢发生二次再结晶,平均晶粒尺寸不断增大,小角度晶界占比逐渐减小最终趋于平稳,退火8 h后分别为1.89μm和54.9%;而马氏体钢仅发生晶粒的均匀长大,晶粒尺寸稍有增加,小角度晶界比例降低较少,保温8 h后分别为1.43μm和58.1%。因此,马氏体钢轧后显微组织的退火稳定性要高于铁素体-珠光体钢。     

退火工艺对中碳钢低温热轧组织及力学性能的影响

利用SEM、EBSD、显微硬度计和拉伸试验等方法研究了退火工艺对中碳钢低温热轧组织及力学性能的影响规律。结果表明:中碳钢经单向10道次轧制后部分区域渗碳体发生断裂甚至破碎,轧后铁素体平均晶粒尺寸为4μm,抗拉强度为895 MPa,伸长率为10.8%。当轧后试样经550℃退火时,铁素体只发生了回复,退火保温30 min后部分渗碳体发生了球化;650℃退火30 min时,铁素体再结晶已经开始,绝大部分渗碳体球化,部分碳原子发生扩散现象;700℃退火保温30 min,铁素体的再结晶基本完成,渗碳体颗粒分布较均匀。随着退火温度的升高和保温时间的延长,中碳钢的抗拉强度逐渐降低,伸长率显著增加。     

热轧工艺对超薄规格冷轧IF钢织构及成形性能的影响

为了研究铁素体轧制和奥氏体轧制两种不同热轧工艺对超薄规格冷轧IF钢组织、织构和成形性能的影响,采用金相显微镜和XRD衍射仪分别观察和检测了两种热轧工艺下热轧、冷轧、退火带钢微观组织和宏观织构,采用EBSD检测了退火带钢的表面微观织构,采用拉伸试验机分别检测了退火带钢沿轧向、45°方向和横向的力学性能。结果表明：相比奥氏体轧制工艺,铁素体轧制工艺下退火带钢γ织构更强,主要织构组元{111}<110>、{111}<112>强度差异更小,相应■值提高0.45,△r值降低0.10;铁素体轧制工艺下冷轧带钢位错、亚晶界等晶体缺陷密度更大,且形成的α织构更强,退火过程中具备<110>//ND取向的晶粒优先形核,且在生长过程中吞并邻近低取向差的{118}<110>、{557}<110>等其他取向晶粒,从而导致退火板形成更强的{111}织构。