高钢级X100管线钢的组织和析出相

利用扫描电镜,透射电镜对X100管线钢的显微组织和析出相进行观察,结果表明:X100管线钢的显微组织为粒状贝氏体和贝氏体铁素体,粒状贝氏体分割了取向多元的贝氏体铁素体,细化了晶粒尺寸,提高了材料的强韧性.管线钢中析出相为单相析出和复合析出,存在于晶界上、板条间、基体内、位错线上及其周围.管线钢中存在两种典型的单相析出,一种为尺寸较大,形状规则的TiN析出,一种为尺寸细小,形状为圆形的NbC析出.复合析出为在高Ti/Nb比的碳氮化物上附着着低Ti/Nb比的碳氮化物或硫化亚铜析出,为应变诱导析出.在高温下形成的TiN析出可以阻止晶界迁移,抑制奥氏体晶粒长大,对强度影响不大.低温形成的NbC和复合析出为应变诱导析出,平均尺寸为26.5 nm,在析出强化中占主导地位.     

铁素体区形变对含铌微合金高强度钢组织及硬度的影响

采用Gleeble-3800热模拟试验机,研究铁素体区变形对含铌微合金高强度(HSLA)钢组织及显微硬度的影响。结果表明:相比于最终变形在Ar3附近(840℃)时获得近等轴状铁素体+退化珠光体组织,最终变形在铁素体区(550～650℃)时获得部分拉长的多边形铁素体+弥散分布的退化珠光体组织。此外,铁素体区最终变形析出的NbC与晶界析出的Fe3C析出相更加细小且弥散。与高温下最终变形相比,铁素体区最终变形获得的组织显微硬度增量达30 HV。通过强化机理分析表明,位错强化与析出相Fe3C和NbC的沉淀强化作用是铁素体区变形组织硬度提高的主要原因,退化珠光体和渗碳体的细化对硬度的提高也有一定量的贡献。     

X70微合金管线钢组织中针状铁素体细化机制的研究

以微合金管线钢XTO为研究对象，在Gleeble 1500热模拟机上，进行了不同形变量和冷却速度对合金相变行为及组织细化影响的研究。实验结果表明，形变量和冷却速度的增加，有助于针状铁素体的形成及细化。管线钢中针状铁素体组织典型的形貌为非常微细的亚结构、高位错密度以及部分细板条铁素体，基体上弥散分布着M／A岛和渗碳体。同时可以观察到在铁素体晶粒边界和铁素体晶粒内部有相的析出。可见，针状铁素体组织细化的机制主要有：形变诱导铁素体、铁素体的动态再结晶和相的析出抑制晶粒长大。     

富氮钒铌微合金化控冷工艺制备600MPa级抗震钢筋应用研究

采用拉力试验机、金相显微镜、透射电镜、X射线衍射仪、扫描电镜和冲击试验机对富氮钒铌微合金化控冷工艺制备的600MPa级抗震钢筋的力学性能、显微组织、析出相、断口形貌、冲击韧性及时效性进行了研究。结果表明:该钢筋具有良好的强韧性、抗震性及低应变时效性,力学性能优异。该钢的显微组织为铁素体+珠光体+少量细小贝氏体(含量5%~10%),组织配比及形态较好。该钢的铁素体基体、晶界及位错线上析出了大量尺寸2~20nm的细小弥散的V(CN)、Nb(CN)析出相,其析出相数量分别占总钒、总铌量的65%以上,起到了较好的沉淀强化及细化晶粒作用。该钢筋拉伸断口呈韧窝状,韧脆转变温度低于-30℃,具有较好的塑韧性和低温冲击韧性。     

X80管线钢变形弛豫后的显微组织及析出行为

应用Gleeble-1500D热模拟试验机、维氏硬度计和ZEISS Supra55型场发射扫描电子显微镜研究了不同弛豫时间下X80管线钢的显微组织、硬度及析出物的变化情况。研究结果表明,X80管线钢弛豫后的主要组织类型为贝氏体铁素体+条片状贝氏体,在弛豫过程中显微组织得到细化,并且显微组织的形态发生改变,片条状贝氏体数量增多。在弛豫时间200 s时,硬度出现峰值。随着弛豫时间延长,析出物的数量逐渐增多,并且弥散分布。     

X10管线钢在拉伸过程中的显微组织变化研究

通过金相和TEM分析了X10管线钢在拉伸过程中的显微组织变化。结果表明,试验钢组织主要由马氏体、贝氏体及铁素体组成,各组织均匀分布;铁素体生长完整,边界清晰,板条状马氏体平行排列,长条状贝氏体位于铁素体间;马氏体与贝氏体板条间大角度取向差有利于试验钢塑性与疲劳强度的提高;位错堆积处的析出相呈弥散分布,这些析出相能提高钢材强度,同时阻止应变过程中析出导致的时效。     

钼含量对含铌微合金钢组织的影响

制备了不含钼和含0. 15%、0. 22%Mo(质量分数)的含铌微合金钢。对3种钢进行了700℃保温5、60和120 min的等温退火。随后采用OM、SEM、EBSD、TEM、EDS等检测了钢的显微组织和析出相的成分,以了解钼含量和等温退火时间对含铌微合金钢显微组织的影响。结果表明:钼的添加使含铌微合金钢的铁素体更加细小,使钢中析出相的分布也更加弥散。随着等温退火时间从5 min延长至120 min,铌钢和铌钼钢中铁素体晶粒均长大,但钼的添加能抑制铁素体晶粒的粗化,因此铌钼钢的铁素体晶粒长大并不显著。     

含铌铁素体不锈钢的微观组织及织构研究

利用扫描电镜、透射电镜和X射线技术研究了含铌铁素体不锈钢的微观组织、织构及晶界特征分布。结果表明,铌和钛的加入导致TiN和NbC的析出;冷轧试样的织构以α纤维为主,退火板的织构以γ纤维为主,这种织构的变化与晶界类型有密切关系。     

显微组织对管线钢硫化物应力腐蚀开裂的影响

研究了不同显微组织管线钢的抗硫化物应力腐蚀开裂（SSCC）行为,结果表明,细小针状铁素体为主的显微组织抗SSCC性能最佳,超细铁素体的显微组织次之,（铁素体 珠光体）的显微组织最差,分析表明,氢脆是高强度管线钢在SSCC中的主要破坏形式。针状铁素体为主的显微组织,其内部高密度缠结位错和弥散析出的碳氮化物起到了强烈的氢陷阱作用,表现出最佳的抗SSCC性能。     

含Nb元素堆焊层金属中碳化物的析出行为

以堆焊连铸辊为研究对象,研制三种不同合金元素Nb加入量的药芯焊丝,采用金相显微镜和扫描电镜对其显微组织、碳化物形貌进行了观察. 采用X射线衍射仪对其相结构进行了测定. 采用Thermo-Calc软件对含铌堆焊层金属中碳化物的析出行为进行分析. 结果表明,堆焊层金属显微组织为铁素体、M₂₃C₆和MC. 随着Nb元素含量增加,其显微组织得到细化,NbC沿晶界析出. 热力学计算结果表明,析出碳化物主要为MC,M₂₃C₆. 随着Nb元素含量的增加,MC析出量增多,M₂₃C₆析出量减小. MC中主要是Nb元素,并溶解了一定量的Mo,V,Cr和Fe元素;M₂₃C₆中主要是Fe,Cr元素,即Nb元素含量变化主要影响MC型碳化物.     

The effect of relaxing on the grain refinement of low carbon high strength microalloyed steel produced by compact strip production

The microstructural characterization of a low carbon high strength microalloyed steel produced by compact strip production in conjunction with relaxation precipitation controlling the transformation technique was investigated. The microstructural observations were analyzed by means of optical microscopy, scanning electron microscopy, transmission electron microscopy and electron backscattering diffraction. The microstructure of the investigated steel consisted of predominantly granular bainite and lots of acicular ferrite and polygonal ferrite. The average crystallographic grain size was approximately 4 mm. Relaxation before fast cooling facilitated the formation of dislocation cells and intragranular acicular ferrite grains. Lath-like or plate-like acicular ferrite partitioned the austenite grains into many smaller parts, and the transformation of granular bainite at lower temperatures was confined to the smaller zones, resulting in smaller grain sizes. The yield strength, elongation and low temperature (−60 °C) impact toughness of the steel plates were 614 MPa, 24.1 %, 116 J, respectively. The excellent combination of mechanical properties was attributed to the formation of fine grains and sub-cellular structures.     

X70级管线钢抗硫化物应力腐蚀开裂实验研究

用三点弯曲方法及SEM?TEM等手段研究了不同组织类型的X70级管线钢硫化物应力腐蚀开裂(SSCC)行为?结果表明,显微组织以均匀细小的针状铁素体为主的管线钢具有优良的抗SSCC性能;这主要是源于针状铁素体内高密度缠结的位错和碳氮化物在位错网络上的沉淀析出起到了强烈的氢陷阱作用?     

A novel thermomechanical approach to produce a fine ferrite and low-temperature bainitic composite microstructure

A novel thermomechanical processing was developed in the present study to produce a unique microstructure consisting of fine ferrite grains (i.e. ～4 μm on average) and low-temperature bainite in a relatively low-carbon steel with a modest hardenability. The thermomechanical route consisted of warm deformation of supercooled austenite followed by reheating in the ferrite region and then cooling to the bainitic transformation regime (i.e. 400–200 °C). The low-temperature bainite consisted of high dislocation density bainitic laths and very fine retained austenite films. This microstructure offered a high work hardening rate leading to a unique combination of ultimate tensile strength and elongation. This was due to the presence of ductile fine ferrite grains and hard low-temperature bainitic ferrite laths with retained austenite films. The microstructural characteristics of bainite were studied using optical microscopy in conjunction with scanning and transmission electron microscopy, electron backscatter diffraction and atom probe tomography techniques.     

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 采用三点弯曲法研究了不同组织类型的X70级管线钢的硫化物应力腐蚀开裂(SSCC)行为。结果表明：均匀细小的针状铁素体为主的显微组织具有优良的抗SSCC性能;针状铁素体内高密度缠结的位错和碳氮化物在位错网络上的沉淀析出是针状铁素体钢具有优良的抗SSCC性能的主要原因。     

微观组织对X52钢抗H2S腐蚀和开裂性能的影响

通过对X52钢进行热处理获得三种不同组织。SEM观察发现三种组织分别为铁素体/带状珠光体、马氏体/贝氏体和针状铁素体/回火马氏体。通过动电位极化、线性极化电阻、氢致开裂（HIC）实验和硫化物应力腐蚀开裂（SSC）实验,研究了不同热处理对X52钢在H₂S环境中的腐蚀与开裂行为的影响。结果表明马氏体/贝氏体显微组织由于位错密度很高且脆性大,因而腐蚀速率及HIC和SSC敏感性很高。铁素体/带状珠光体组织和针状铁素体/回火马氏体组织腐蚀速率及HIC和SSC敏感性很低。针状铁素体/回火马氏体组织由于不含带状组织且晶粒细小以及碳化物的析出,因此其HIC和SSC抗性优于铁素体/带状珠光体组织。     

控制轧制对管线钢X65组织细化的影响

在实验室Ф450热轧实验机上进行了微合金管线钢X65控制轧制工艺的研究,以便为进一步工业化生产提供可靠的实验和理论依据。通过TEM分析可知,针状铁素体组织的典型形貌为非常微细的亚结构、高位错密度以及部分细板条铁素体,基体上弥散分布着M/A岛和渗碳体。实验表明,随开、终轧温度的降低,显微组织明显细化,针状铁素体体积分数增加且力学性能得到提高。     

低氮低钒D36船板钢中析出相的特征及沉淀强化作用

通过透射电镜观察了低氮低钒D36船板钢的析出相特征,并讨论了其沉淀强化作用。结果表明:实验用钢的组织均为铁素体-珠光体组织,珠光体中未见析出相,仅在铁素体中观察到析出相。VCx析出相为矩形片状形貌,在铁素体基体上均匀弥散沉淀,析出相以{100}α-Fe为惯习面,与基体存在Baker-Nutting取向关系;少量球状V6C5析出相(单斜结构)与铁素体基体存在一定取向关系,可能是共格VCx相通过碳原子重新分布转变而成。低氮低钒钢中加入0.05%V,沉淀强化值约为63 MPa,加入微量铌后在铁素体内形成一定密度的位错能有效发挥钒的沉淀强化作用。     

稀土La对NbC在700 ℃等温析出行为的影响

对不同稀土La含量(0、0.0006%和0.0048%)的Nb微合金化试验钢进行1250 ℃固溶+700 ℃盐浴等温处理,研究了在铁素体区等温不同时间下,稀土对NbC析出行为的影响。结果表明,在钢中加入稀土La能够促进Nb在1250 ℃时的固溶,未溶第二相数量减少;700 ℃等温时,在析出开始阶段,稀土的促进作用相对较弱,随着等温时间的延长,稀土的促进作用逐渐显著。稀土La使NbC析出动力学曲线左移,加入0.0048%La使NbC析出开始时间由199 s缩短至125 s,结束时间由35 183 s缩短至29 128 s;等温时间为10^4.25 s时,与不加稀土时相比,添加稀土后试验钢在铁素体区700 ℃等温10^4.25 s后析出的NbC第二相尺寸小,不加稀土时NbC尺寸主要分布在10~20 nm,占42.8%,而添加0.0006%La和0.0048%La时,NbC尺寸主要分布在1~10 nm之间,分别占53.6%和64.3%,表明稀土La的添加使NbC尺寸得到了明显的细化。     

X80管线钢连续冷却转变规律的研究

利用Gleeble2000热模拟试验机研究了X80管线钢在连续冷却条件下的组织变化规律,绘制了试验条件下X80管线钢的动态CCT曲线。结果表明,随着冷却速度的提高,X80管线钢组织由多边形以及准多边形铁素体逐渐转变为贝氏体类组织。实验室条件下X80管线钢以20~30℃/s冷却后的组织以细小均匀的针状铁素体为主,一定数量的细小M/A岛弥散分布于铁素体晶粒内的板条界上,这种组织结构有利于获得高强度和高韧性。