控轧控冷对DH36钢组织的影响及工艺参数优化

在实验室研究了控轧控冷工艺对ＤＨ３６高强度船板用钢显微组织和力学性能的影响;通过组织分析优化了ＤＨ３６钢的控轧控冷工艺,并在工业生产中进行了试验。结果表明,用这种工艺生产的船板具有高强度和良好的低温韧性,完全可以代替正火处理。     

热处理工艺对含铜超高强度船板钢组织和性能的影响

研究淬火和回火温度对含铜超高强度船板钢的组织及力学性能的影响。结果表明,试验钢通过控轧控冷工艺(TMCP)可以获得板条贝氏体加少量粒状贝氏体的复合组织。经过直接回火后,获得贝氏体组织,可以满足F550级超高强船板钢的性能要求;通过淬火+回火工艺后,获得回火贝氏体和少量索氏体组织,可以满足F620级超高强船板钢的性能要求。     

应力模型下局部组织形貌对低合金高强钢性能的影响

为探究组织不均匀性对低合金高强度钢(HSLA)的性能影响,利用Ashby-Orowan弥散强化机制与Hall-Petch细晶强化机制下的强化模型,得到了基于微观组织结构下的应力-应变本构方程。通过采用ABAQUS有限元软件模拟Q460D钢单轴拉伸断裂过程代表性体积单元受力情况,探讨了微观组织形貌对低合金高强度钢的力学性能的影响,并与试验结果进行了比较。结果表明,微观本构模型能够较好的反映组织形貌对低合金高强度钢力学性能,以及断裂方式的影响,并且模拟发现在低合金高强度钢断裂过程中,裂纹最先形成于珠光体晶粒粗大且分布不均匀的区域。     

D36级高强度造船用钢板焊接性能的分析

为了适应近年来世界造船工业对造船用钢的需求,首钢迁安钢铁有限责任公司通过了九国船级社的认证.根据各国船级社的要求,对D36级高强度造船用钢板的焊接性能进行了试验研究,分析了试验用钢板焊接接头的力学性能、冲击性能、硬度以及显微组织.试验结果表明试验用钢板具有优良的焊接性能,完全满足各船级社对船板的严格要求.     

F550高强度船板钢的热变形行为研究

利用Gleeble-1500热模拟试验机对F550高强度船板钢热变形行为进行了研究,实测了不同变形温度、变形速率、变形程度下F550船板钢的变形抗力,分析了各工艺参数对变形抗力的影响。建立了其变形抗力的数学模型并用SPSS方法进行了回归。结果表明,该模型具有良好的曲线拟合特性,计算结果与实测值基本吻合。     

正火对高强度船板钢组织性能的影响

应用光学显微镜以及力学性能测试设备研究了高强度船板钢不同正火温度后的组织和性能。结果表明，正火钢的组织为多边形铁素体和珠光体，随着正火温度的提高，钢的屈服强度和抗拉强度下降，延伸率先提高后下降，正火钢的冲击韧性得到明显提高。同时应用透射电镜对正火钢析出相进行研究，探讨其强化机理。     

轧制工艺对高强度耐腐蚀船板钢组织和性能的影响

通过扫描电镜观察和力学性能检测分析了两种轧制工艺对热轧高强度耐腐蚀船板钢组织及力学性能的影响。结果表明:轧制速度高(2.0m/s)的试验钢板在厚度方向上组织均匀性较轧制速度低(0.9m/s)的钢板组织均匀性差。采用高温低速大压下的轧制方法,屈服强度和抗拉强度得到大幅提高,且沿厚度方向具有良好的组织均匀性,钢板塑性和低温冲击韧性也得到明显改善。     

热处理工艺对EH36级船板组织与性能的影响

采用经验算法分别对EH36级船板钢加热及冷却时的实际相变温度Ac1、Ac3、Ms和Bs进行计算。利用Jmatpro对该型船板钢的热处理性能进行模拟计算并获得CCT曲线。对不同热处理工艺下EH36级船板钢的微观组织、硬度及力学性能进行分析。结合计算的相变温度与CCT曲线,最终获得了较合理的热处理工艺方案： 910 ℃淬火+500 ℃回火,组织均匀细化,渗碳体均匀弥散分布,综合力学性能良好。     

垂直气电立焊EH36船板钢接头力学性能分析

以EH36高强度船板钢为研究对象,通过拉伸、冲击和弯曲等试验手段,对EH36船板钢气电立焊的接头进行了力学性能测试。拉伸试验结果发现所有断裂均发生在拉伸试样的母材区,EH36船板钢在垂直气电立焊条件下,焊缝和焊接热影响区的强度好于母材,并没有出现热影响区软化现象;冲击试验发现,近表面焊接接头韧性最差区位于焊缝,该位置冲击功为107J,厚度中部冲击试验发现冲击功最低区也位于焊缝,只有85 J,这可能是由于存在部分夹渣引起。接头弯曲试样弯曲后,用肉眼检查试样弯曲部分外侧没有出现裂纹或起层等缺陷,弯曲试验均合格。     

正火型DH36高强度船板钢的开发

以C-Mn钢为基础,添加Nb、V、Ti等微合金元素复合合金化,采用控制轧制和正火热处理手段,开发出了综合性能优良的DH36高强度船板。经正火处理后,DH36钢板组织为均匀细小的铁素体和弥散分布的珠光体,带状组织减轻,消除了轧态钢板心部贝氏体组织,力学性能得到改善,最低抗拉强度为540 MPa,﹣40 ℃时冲击吸收能量＞150 J,均满足DH36船板对力学性能的要求。     

返红温度对铌微合金高强度耐腐蚀船板钢组织与性能的影响

以连铸生产的铌微合金高强度耐腐蚀船板钢铸坯为原料,以热轧TMCP工艺为基础,通过扫描电镜观察和力学性能检测,分析了热轧终了钢板的返红温度对热轧板组织及力学性能的影响。结果表明,在一定的返红温度范围内,返红温度越低,试验钢晶粒越细,组织类型为准多边形铁素体和少量珠光体,屈服强度和抗拉强度升高。返红温度过低,冷速过大,试验钢板宽度方向的温度梯度大,不同部位的过冷程度差异大,易出现混晶组织,塑性降低。     

高强度船板钢控轧控冷组织与性能的研究

对南钢宽厚板厂以控轧控冷工艺开发的E40级高强度船板进行了组织和性能的研究,利用金相显微镜和H-800透射电镜进行的检测表明,E40钢的显微组织为均匀细小的复合组织,钢中有少量碳化物颗粒析出,析出相主要为TiN、Nb(C,N)、V(C,N).该E40试验钢具有良好的综合力学性能,无论纵横向和Z向拉伸性能,以及20℃～60℃冲击韧性均完全满足船级社的性能标准.     

大线能量焊接用FH500高强船板钢的研制与焊接试验

采用复合微合金化的成分设计,通过TMCP(热机械处理)工艺开发了适应大线能量焊接的FH500高强船板钢。运用埋弧焊和垂直气电立焊对FH500船板钢进行了焊接试验,对两种焊接方式的焊接接头分别进行了拉伸、弯曲、冲击等力学试验,研究了不同热输入值对接头力学性能的影响;运用透射电镜对焊接热影响区组织析出物进行了分析。结果表明:FH500高强船板钢组织以针状铁素体为主,具有良好的强韧性匹配;两种焊接方式接头力学性均能满足船级社标准。焊接热影响区(HAZ)组织为针状铁素体和贝氏体组织,晶内含有大量纳米级析出物,能谱显示,其成分为钛铌的复合析出物。     

船板钢CCT曲线的测定与分析

利用Gleeble3500热模拟试验机对船板用钢进行模拟试验,采集温度-膨胀量曲线,并结合金相法、硬度法绘制出试验材料的CCT曲线。分析CCT图和试验钢显微组织照片,得出不同冷却速度下该钢的组织转变情况。随着冷却速度的逐渐增大,试验钢的组织由多边形铁素体、准多边形铁素体逐步向粒状贝氏体、贝氏体铁素体的转变,同时显微硬度也随冷速的升高呈明显的上升趋势。     

大热输入焊接EH36船板钢接头力学性能

以EH36高强度船板钢为研究对象,通过拉伸和冲击分析试验手段,对EH36船板钢不同热输入埋弧焊接头进行了力学性能测试,同时采用扫描电镜对冲击试样断口形貌进行分析.结果表明,所有断裂均发生在拉伸试样的母材区,EH36船板钢在大焊接热输入条件下,焊缝和焊接热影响区的强度好于母材,并没有出现热影响区软化现象;随着焊接热输入增加焊缝的冲击韧性降低,从焊缝和熔合区断口形貌来看,断裂类型为韧性断裂和准解理断裂的混合断裂.随着远离熔合线距离的增加,冲击吸收功有增加的趋势,在距离熔合线4 mm处的冲击吸收功跟母材接近,说明该位置处韧性基本不受焊接热循环的影响.     

正火工艺对E级厚船板钢组织和性能的影响

应用光学显微镜以及力学性能测试设备研究了不同正火温度及保温时间对60mmE级厚高强度船板钢组织性能的影响.结果表明:与控轧控冷(TMCP)态钢板相比,经880～940℃正火的钢,其抗拉强度降低、延伸率提高,-40℃冲击韧性大幅度提高,这主要是由于正火处理消除魏氏组织以及细化晶粒所致.随着保温时间的延长,晶粒长大不明显.试验钢的最佳正火工艺为880～910℃ 60min的正火.     

正火工艺对船板钢性能影响的初步研究

正火工艺通过细化晶粒,均匀组织,改善组织缺陷,提高钢板的综合力学性能.对D36船板钢的热轧态和正火态进行力学性能试验及组织观察,结果表明,采用适当的正火工艺可以显著改善D36船板的韧性,而强度下降不是很明显,可获得综合力学性能较好的钢板.     

EH40大热输入钢双丝窄间隙MAG焊接头组织与性能

利用双丝窄间隙MAG焊对84 mm厚EH40大热输入钢进行对接试验,对焊接接头的组织与力学性能进行考察分析,研究结果表明,双丝窄间隙MAG焊工艺适用于厚板大热输入船板钢的焊接,焊缝成形良好,未见宏观缺陷。焊接接头热影响区组织主要为板条贝氏体、粒状贝氏体与针状铁素体组织。接头抗拉强度近520 MPa,接近母材强度;试样弯曲180°,受拉面未见明显裂纹,双丝窄间隙MAG焊工艺可以获得力学性能优良的厚板EH40大热输入钢的焊接接头。     

高强度船板表面花斑缺陷的形成机制及改进措施

基于金相分析和气泡试验,分析了高强度船板表面花斑缺陷的形貌特征和微观组织,研究了化学成分、轧制工艺对花斑缺陷的影响。结果表明：花斑缺陷的形成原因主要是二次氧化铁皮在轧制过程中被压入钢板基体,导致钢板表面形成厚度差异较大的氧化铁皮,钢板抛丸后形成凹凸不平的斑状缺陷。通过降低钢中硅含量、优化高压水除鳞方式、低成本改进高压水除鳞系统,有效控制了高强度船板表面花斑缺陷。     

高强韧FH460级船板钢组织性能研究

船板钢FH460具有高强韧性是未来船板及海洋平台用钢的重要组成部分。本项目组设计开发了低碳Mn-Nb-Cr-Mo系低合金高强韧FH460级船板钢,实验室研究了控轧控冷工艺有关参数对产品组织性能的影响。结果表明:通过合理的控轧控冷工艺得到针状铁素体和准多边形铁素体的复合组织,这种复合组织具有优良的综合力学性能,可满足F460级船板钢高强韧综合性能要求。分析认为:这归因于高密度位错的细小针状铁素体和准多边形铁素体的复合组织之间的界面为大角晶界,能有效抑制裂纹扩展的综合机制作用。