控制轧制低碳钢晶粒细化的定量金相研究

本文用定量金相法研究了第一道轧制(初轧)压下率及终轧温度对轧后奥氏体晶粒平均直径及铁素体晶粒平均直径的影响。结果表明,轧后奥氏体晶粒平均直径随第一道轧制压下率增加而减小,随终轧温度降低而增大;轧后铁素体晶粒平均直径随第一道轧制压下率增加和终轧温度降低而减小。在820℃(A_(r3)附近)终轧时,轧后铁素体晶粒最细小;略低于A_(r3)终轧会引起铁素体晶粒粗化。     

不同轧制压下率对热轧NM500/Q345/NM500复合板界面微观组织的影响

轧制压下率是影响复合板界面结合质量的重要因素之一。本文研究了轧制压下率对NM500/Q345R/NM500复合钢板界面微观组织的影响。借助光学显微镜、扫描电镜分析了压下率分别为30%、50%、70%的复合板界面微观组织、界面元素分布和缺陷成分。结果表明:随压下率的增大,晶粒变得细小,两侧组织差异减小,铁素体和珠光体分布得更均匀,珠光体的含量增多;当压下率为30%和50%时,复合板界面存在孔洞和颗粒状缺陷,缺陷处为Si和Mn的氧化物和部分硫化物,界面的氧化物随变形程度增加逐渐破碎,数量减少,尺寸也越来越小,当压下率为70%时,复合板界面组织和元素分布均匀,无明显的孔洞缺陷。     

某中碳钢的组织与拉伸性能的关系

首先对某中碳钢进行不同工艺的热处理，获得了不同的原奥氏体晶粒尺寸。利用光学显微镜、扫描电镜及拉伸性能测试等研究了原奥氏体晶粒尺寸及冷速对试验钢铁素体-珠光体组织及拉伸性能的影响，并研究了试验钢的组织与性能之间的关系。结果表明：冷速对试验钢铁素体-珠光体组织的影响远大于原奥氏体晶粒尺寸。随冷却速率增加，先共析铁素体形貌由等轴状向不闭合网状过渡，先共析铁素体含量和尺寸分别由16.3 vol%、16.4μm降低至1.0 vol%、4.1μm,珠光体含量由83.7 vol%逐渐增加至99.0 vol%,珠光体平均片层间距由419 nm逐渐降低至174 nm。不同铁素体-珠光体组织试验钢的拉伸强度与布氏硬度满足线性拟合关系。试验钢抗拉强度测试值与考虑到退化珠光体存在的某数学模型符合较好。因先共析铁素体含量(形貌)、组织细化、珠光体含量及片层间距等因素的共同影响，试验钢断后伸长率与断面收缩率的变化随冷速的变化并不一致。     

Q235特厚钢板生产工艺研究

以250 mm Q235铸坯为研究对象,采用热机械控制工艺(TMCP)和再结晶控制轧制+加速冷却(RCR+ACC)两工艺进行了110 mm Q235C特厚板工业试制,对比了两工艺厚板的组织和性能。结果表明,两工艺钢板组织和性能均满足GB/T 700-88要求。TMCP工艺钢板表面组织为多边形先共析铁素体+贝氏体+少量珠光体,RCR+ACC工艺表面组织为铁素体+贝氏体;其余部位组织均为铁素体+珠光体,且晶粒度基本相当。与TMCP工艺相比,使用RCR+ACC工艺在奥氏体高温区轧制钢板,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TMCP工艺中间待温时间,实现了超厚板轧制过程的减量化。     

两段式冷却对C-Mn钢奥氏体中温转变的影响

采用Formastor全自动相变仪进行了两段式冷却条件下C-Mn钢的热膨胀试验,并结合组织观察和显微硬度测量,研究了冷却速度以及发生部分先共析铁素体转变对奥氏体中温转变的影响。结果表明:随着冷却速度的增大和先共析铁素体含量的增加,贝氏体相变开始温度和结束温度均降低,贝氏体转变量减少;奥氏体随冷却速度的增大,转变产物由铁素体+珠光体逐渐变为魏氏组织铁素体+珠光体、网状铁素体+魏氏组织+贝氏体、马氏体的趋势;而对已发生部分先共析铁素体转变的过冷奥氏体,随先共析铁素体含量的减少,组织由魏氏组织+贝氏体向魏氏组织+马氏体转变。     

ASTM A216 WCA铸钢凝固及冷却过程相变的CA模拟

结合Thermo-Calc和Dictra软件考虑了多组元条件下的凝固和溶质扩散过程,建立了元胞自动机(CA)模型,对ASTM A216 WCA铸钢凝固及后续冷却过程的相变进行了模拟.设计了阶梯形试件进行浇注与测温实验,并用OM和SEM观察了铸态试件不同部位的微观组织,测定了先共析α铁素体的含量及其晶粒尺寸、珠光体的层片间距,并将数值模拟结果和实验结果进行了对比,分析了冷却条件对铸态微观组织的影响.结果表明,模拟结果与实验结果符合良好,随冷却速率的增大,先共析α铁素体的含量增加,同时,先共析α铁素体的平均晶粒尺寸和珠光体的平均层片间距减小.     

原奥氏体晶粒度对45V非调质钢连续冷却转变的影响

采用ＦｏｒｍａｓｔｏｒＦ热膨胀分析仪及金相显微镜研究了原奥氏体晶粒度对４５Ｖ非调质钢相变点及显微组织的影响。结果表明,在相同的冷速下,相变前奥氏体晶粒尺寸越大,先共析铁素体量越少,先共析铁素体和珠光体转变温度越低     

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。     

热轧碳钢/不锈钢复合板结合界面碳钢的组织演变

研究了不同热轧工艺制度下碳钢/不锈钢复合板中碳钢界面组织的演变规律。结果表明,碳钢轧制后界面处压成微小粒子的奥氏体难以析出珠光体,轧制压力促使其发生相变形成铁素体区。单道次轧制结合界面有碳化物薄层析出,并随压下率增加而变厚,第二道次轧制碳原子在内应力作用下扩散碳化物层消失。铁素体内部析出碳化物使剪切强度增加,碳化物薄层使剪切强度降低。     

热变形条件对F40MnV钢冷却相变点及产物的影响

利用Gleeble3500热模拟试验机对非调质钢F40MnV不同热变形条件下的相变过程进行了实验研究,得出了Zener-Hollomon参数对相变转变点、相变组织及硬度的影响规律。结果表明,随形变条件Z因子值增大,先共析铁素体和珠光体的转变温度增高、珠光体的转变区间减小,而铁素体的转变区间基本不变;当完全再结晶时,随Z因子值增大,相变前奥氏体晶粒尺寸减小,转变后先共析铁素体的体积分数增大;在完全再结晶和Z参数值较高(大于1.1×1011)的情况下时,相变后组织的硬度随Z值增大而提高,而在形变中部分再结晶时由于组织处于混晶状态导致该钢的硬度较低。     

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。     

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。     

轧制工艺对22CrMo钢带状组织的影响

采用Gleeble热模拟试验模拟研究了不同轧制工艺(轧制前加热温度、轧制时应变速率、轧后冷却速度等)对22Cr Mo钢带状组织的影响。结果表明:在其他轧制工艺固定不变时,随轧后冷却速度的增加,22Cr Mo钢带状组织中铁素体带宽不断减小,轧后冷速的增加抑制了先共析铁素体的生成,使带状组织的不均匀性减弱;而轧制前加热温度增加,会加快22Cr Mo钢中合金成分的扩散速度,使原始钢中合金成分更加均匀,对最终轧后带状组织控制有益;轧制过程中应变速率的变化会影响带状组织中的铁素体形貌,但对铁素体带宽的影响不太明显。     

X60钢在CSP热轧过程中的组织演变与混晶现象

研究包钢CSP生产线上同一X60钢轧件经不同道次变形后,其不同部位的金相组织,结果表明:连轧前铸坯的室温组织为粗大的针状或块状铁素体,少量的珠光体沿铁素体晶界不均匀分布。空冷到室温的轧件具有铁素体 珠光体组织。在CSP薄板轧制过程中,晶粒明显细化但出现混晶现象。前面道次中边部晶粒尺寸和表面晶粒尺寸比心部晶粒尺寸细小均匀,在终轧后差异变小。同时分析了微观组织演变特点和混晶产生的原因。     

轧制变形对高强高塑纳米结构珠光体1020钢的影响

采用铝热反应法制备了具有纳米结构珠光体的1020碳钢,并在600℃进行了20%~90%变形的轧制。结果表明:钢的组织由纳米晶铁素体基体和片层状珠光体相组成,铸态和20%、40%、60%、80%、90%变形量轧制后,铁素体平均晶粒尺寸分别为26.9、29.8、32.6、30.7、35.0和33.9 nm。随着轧制变形量的增加,珠光体体积分数基本不变,而珠光体组织中的渗碳体随轧制变形量的增加而逐渐破碎。在80%变形量轧制后,渗碳体破碎成亚微米颗粒,拉伸强度为517 MPa,伸长率为26%,1020钢的强度和塑性达到最佳组合。     

L245NCS微合金管线钢焊接接头微观组织分析

针对高酸性油气田管线钢L245NCS进行了焊接接头微观组织分析及晶粒度的测定.通过选用不同的焊接材料,制订了4种焊接工艺方案,分别对其焊接接头的微观组织进行了分析.结果表明,4种方案根焊及填充焊组织均匀,晶粒细小,均为等轴或块状铁素体+珠光体,盖面焊组织晶粒粗大;方案2及方案4出现呈枝晶状分布的铁素体+珠光体;方案1及方案3出现先共析铁素体,沿原奥氏体晶界分布,晶内为粒状贝氏体+珠光体+针状铁素体.因为影响焊接接头抗SSCC能力的主要是根焊层,盖面层的粗大的铁素体对焊接接头的抗SSCC性能影响不大,所以4种方案理论上均具有良好的抗SSCC性能.     

超细晶过共析钢的纳米球状珠光体转变

过共析钢在奥氏体化温度下加热后空冷或炉冷将会产生片状珠光体组织和网状渗碳体,在超细晶条件下得到了不遵循这一规律的固态相变新现象。本实验采用高能球磨快速烧结方法制备了超细晶过共析钢块体试样,通过控制球磨时间控制烧成试样晶粒度。结果表明：当球磨时间超过40 h,烧结后试样晶粒细化到2～4μm的量级,试样空冷无法得到片状珠光体,经共析转变得到纳米级球状渗碳体和铁素体组织,渗碳体球的尺寸在10～100 nm范围。热力学分析表明,晶粒细化导致原奥氏体中碳化物形核率增加,尺寸较小的粒状碳化物相对于片状碳化物具有更大的形核动力;动力学分析表明,晶粒细化导致钢中碳扩散速度提高,层片状珠光体的长大受到抑制,共析转变中珠光体更易长成为粒状。     

TiNbV微合金钢焊接接头HAZ晶粒长大及相变原位观察

采用激光共聚焦显微镜原位观察方法，研究了大热输入用TiNbV微合金钢在模拟焊接热循环作用下焊接热影响区(HAZ)晶粒长大过程及相变的规律. 热循环过程中加热温度升高至860 ~ 980 ℃时，发生由铁素体和珠光体向奥氏体的转变，1 100 ℃时，奥氏体晶粒开始有明显长大的趋势，1 300 ~ 1 400 ℃时，晶粒以合并长大方式迅速长大；冷却过程中温度降低至1 400 ~ 1 350 ℃时，晶粒以晶界迁移方式缓慢长大，660 ~ 580 ℃时，发生奥氏体迅速向贝氏体转变，焊接HAZ主要由贝氏体与铁素体组成，贝氏体的尺寸是由奥氏体晶粒大小决定的. 热循环高温停留时间延长，奥氏体与贝氏体的形成、终了、转变温度区间均有下降. 结果表明，组织中先共析铁素体含量先降低后增加，贝氏体含量降低，多边形铁素体消失，先共析铁素体含量增加，冷却组织趋于均匀粗大. 焊接过程中，选择合适的高温停留时间可提高组织中IAF的含量，提高力学性能.     

采用定量金相法分析亚共析钢拉拔变形中先共析铁素体应变量

采用定量金相法分析计算了亚共析钢拉拔变形中先共析铁素体应变量。结果表明，拉拔变形初期先共析铁素体应变量增大趋势远高于珠光体应变量；当应变量达到一定程度ε≈1．0时，两者同步增长，但最终先共析铁素体应变量仍远大于珠光体应变量。     

Nb-V复合非调质钢锻后组织变化

在Gleeble-3800热模拟试验机上进行热变形试验,研究Nb-V复合非调质钢在不同锻造工艺下的组织变化规律。结果表明,相对于单独添加V的非调质钢,Nb-V复合非调质钢锻后晶粒细小,铁素体含量增多,呈块状均匀分布,珠光体片层间距减小,且片层分布不规则,可改善钢的组织韧性。降低冷却速度有利于先共析铁素体长大,促使网状铁素体向块状铁素体转变,分布更均匀,有利于非调质钢韧性的改善。增大锻后变形量,可使组织细化。