低碳高强舰船用钢的CCT曲线及其组织性能

采用Gleeble-3500热模拟试验机、光学显微镜和扫描电镜等研究了低碳高强舰船用钢的连续冷却转变曲线(CCT曲线)及热轧后终冷温度对组织性能的影响。结果表明,试验钢连续冷却转变只发生了铁素体、贝氏体相变。试验钢轧后快速冷却至不同终冷温度立即空冷工艺下,室温组织主要为贝氏体和多边形铁素体,且随着终冷温度降低,贝氏体的含量增多。与直接空冷至室温相比,随着终冷温度提高,试样的强度呈先降低后增加趋势,然而,终冷温度提高到650 ℃时,试样强度却降低。终冷温度为600 ℃时,屈服强度和抗拉强度最高,分别为644.28 MPa和为679.71 MPa,－20 ℃的冲击吸收能量最优,为112 J。     

一种800 MPa级高强建筑用钢的试验研究

针对当前我国高强建筑用钢的开发,采用Ti-Nb微合金化技术设计试验钢化学成分,通过热膨胀试验确定了试验钢的动态CCT曲线,基于此设计了实验室热轧试验方案,研究了工艺参数对试验钢组织、性能的影响。结果表明:当水冷终冷温度大于610 ℃时,试验钢的显微组织为铁素体+珠光体;当水冷终冷温度小于390 ℃时,试验钢显微组织为少量铁素体+贝氏体;当终轧温度为810 ℃、水冷终冷温度为350 ℃时,试验钢显微组织为少量铁素体+贝氏体,屈服强度为837 MPa,这是细晶强化、相变强化、析出强化共同作用的结果,为800 MPa高强钢筋的研究开发提供了数据支撑和理论指导。     

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。     

超高强度复相钢CP800的相变行为及热轧工艺研究

试验研究了超高强度复相钢CP800的相变动力学、热轧工艺和析出行为。结果表明,CP800钢的贝氏体区与铁素体区分离,贝氏体和铁素体区宽广,珠光体区较窄;在400~600℃之间发生贝氏体转变,贝氏体相变的临界转变速率约25℃/s。在不同终轧温度和卷取温度下,CP800钢的屈服强度均高于680 MPa,抗拉强度均高于760 MPa。随着卷取温度的提高,屈服、抗拉强度上升,断后伸长率提高,扩孔率降低。终轧温度由920℃降低至880℃时,强度变化不显著,但断后伸长率显著上升,扩孔率显著下降。随着热处理温度的升高,Ti C的析出导致试验钢的屈服强度和抗拉强度逐步提高,而当热处理温度提高至两相区后,冷却过程中的铁素体相变导致强度急剧降低。     

低屈强比超低碳贝氏体型工程机械用钢的研究

设计了一种超低碳Fe-Mn-Nb-Cu-B系屈服强度为690 MPa级工程机械结构用钢,利用扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)等仪器研究了不同终冷温度对钢组织和性能的影响.结果表明:终冷温度对实验钢组织和力学性能具有较大影响,终冷温度较高时以粒状贝氏体为主,终冷温度较低时以板条贝氏体为主,在其它工艺相同的情况下,随着终冷温度的降低,屈服强度、抗拉强度和屈强比都呈升高的趋势,延伸率呈下降的趋势.终轧后经弛豫处理、终冷温度为350℃的实验钢的综合力学性能最优,屈服强度和抗拉强度分别达到715 MPa与860 MPa,伸长率达到20.6％.分析认为:实验钢的微观组织对其力学性能的变化起着主要的作用,这主要与其贝氏体的类型,组织中M-A岛的数量、大小和形态,还有组织中位错的密度和状态有关.     

热轧工艺对高碳带钢的组织和力学性能的影响

研究了热轧关键工艺参数对高碳带钢的组织和力学性能的影响。结果表明,终轧温度对屈服强度影响较显著,终轧温度由870℃~880℃提高至900℃~910℃时,50CrV4的珠光体片层间距减小约20%,屈服强度和抗拉强度分别增加91MPa和30MPa;卷取温度由620℃~630℃提高至690℃~700℃和钢卷加保温罩缓冷,分别使65Mn和50Mn2V的珠光体片层间距增大接近1倍,屈服强度和抗拉强度均降低200MPa以上,塑性提高5%~6%。     

Ti微合金化超高强度工程机械用钢研制

在实验室研制了不同Ti、Nb含量的热轧钢板,并对钢板进行了轧后冷却试验,研究了Ti、Nb微合化和热轧工艺对钢板组织和力学性能的影响。在实验室研究基础上,采用微合金化工艺路线,通过控轧控冷工艺,终轧后层流冷却工艺(卷取温度采用590℃),成功试制了700 MPa级工程机械用钢。结果显示,试验钢的屈服强度大于700 MPa,抗拉强度大于785MPa,并具有良好的冲击性能、成形性能。试验钢的组织为铁素体+少量珠光体+微量马氏体,同时,在铁素体的基体上存在大量纳米级的弥散析出或相间析出的(Nb,Ti)(C,N)析出相,有效提高了试验钢的强度。     

热处理对热轧不锈钢复合板组织性能的影响

对热轧奥氏体不锈钢复合板的热处理工艺进行了研究,利用金相显微镜对基层碳钢组织进行了观察,通过剪切、拉伸及冲击等试验对热处理前后的界面结合性能及力学性能进行了研究,并对复层不锈钢耐蚀性进行了测量.结果表明,热轧不锈钢复合板基层碳钢组织主要为铁素体和珠光体,强度较低,复层不锈钢的耐腐蚀性也较差;快冷处理后,复合板的强度增加,但由于快冷基层碳钢产生了大量的马氏体和贝氏体组织,塑性明显下降.回火后试样的塑性有明显改善,但仍不能满足使用要求.快冷+缓冷处理后,碳钢层组织为较细小铁素体、贝氏体和少量珠光体,不锈钢复合板力学性能符合标准要求.热处理后的不锈钢复合板抗剪切强度均＞ 380 MPa,界面结合性好;复层不锈钢的腐蚀速率从热轧后的36.2 g/(m2-h)降低到了2 g/(m2·h)左右.最佳热处理工艺为高温(1000℃)快冷+低温(500℃)缓冷.     

控轧控冷工艺对440 MPa级船体钢组织与性能的影响

通过CCT曲线和实验室控轧控冷工艺试验,研究了440 MPa级船体钢的过冷奥氏体连续冷却(CCT)过程的相变以及组织性能。结果表明:试验钢在较宽的冷速范围内容易得到贝氏体组织,随着终轧温度的降低,试验钢的强韧性得到提高。轧后空冷条件下,试验钢得到铁素体+珠光体组织,韧性较好,但强度富余量相对较小。轧后加速冷却,试验钢的强度得到明显提升。模拟卷取温度为550 ℃时,试验钢的强韧性相对更好。综合分析,较优的控轧控冷工艺参数为:终轧温度840 ℃,轧后冷速(20±5) ℃/s,卷取温度550~560 ℃。     

控轧控冷工艺对30CrMnTi盘条组织和性能的影响

研究了控轧控冷工艺对φ6.5 mm规格30CrMnTi热轧盘条显微组织和性能的影响,并进行了相关分析。结果表明:降低吐丝温度和辊道速度能有效降低其抗拉强度、屈服强度和硬度,提高断面收缩率和断后伸长率,异常组织贝氏体含量的减少是各性能发生变化的根本原因。降低吐丝温度和辊道速度,使吐丝温度接近相变温度,降低盘卷出保温罩的温度,延长珠光体转变区域停留时间,有利于异常组织贝氏体含量的降低。为保证盘条显微组织是铁素体+珠光体,吐丝温度应控制在(790±10)℃,辊道速度应控制在0.19 m/s。     

Effect of controlled cooling on the formability of TS 590 MPa grade hot-rolled high strength steels

The effect of cooling on the mechanical properties of hot-rolled high strength steels was investigated in order to improve the stretch-flangeability of conventional TS 590 MPa grade for the automotive parts through laboratory simulation and mill-scale production. The low temperature coiling method using a 3-step controlled cooling pattern after hot rolling was very effective for producing Nb-bearing high strength steel with high stretch- flangeability. It was suggested that the suppressed precipitation of grain boundary cementites and the decreased hardness difference between the ferrite matrix and bainite phases cause the excellent stretch-flangeability of ferrite-bainite duplex microstructure steel. Therefore, the formation and propagation of microcracks were suppressed relative to conventional HSLA steel with the ferrite and pearlite microstructure. In addition, the elongation improved compared with that of hot-rolled steel sheets using the conventional early cooling pattern because the volume fraction of polygonal ferrite increased.     

Microstructure and Mechanical Properties of 1,000 MPa Ultra-High Strength Hot-Rolled Plate Steel for Coal Mine Refuge Chamber

The 1,000 MPa ultra-high strength hot-rolled plate steel with low-carbon bainitic microstructure was developed in the laboratory for coal mine refuge chamber. The static recrystallization behavior, microstructure evolution, and mechanical properties of this hot-rolled plate steel were investigated by the hot compression, continuous cooling transformation, and tensile deformation test. The results show that the developed steel has excellent mechanical properties at both room and elevated temperature, and its microstructure mainly consists of lath bainite, granular bainite, and ferrite after thermal–mechanical control process(TMCP). The ultra-high strength plate steel is obtained by the TMCP process in hot rolling, strengthened by bainitic transformation, microstructure refinement, and precipitation of alloying elements such as Nb, Ti, Mo, and Cu. The experimental steel has relatively low welding crack sensitivity index and high atmospheric corrosion resistance index. Therefore, the developed steel has a good balance of strength and ductility both at room and elevated temperature, weldability and corrosion resistance, and it can suffice for the basic demands for materials in the manufacture of coal mine refuge chamber.     

微合金化技术开发800MPa级高韧直缝焊管钢

采用微合金化和热轧后超快冷等技术生产得到800 MPa级高韧直缝钢管钢,借助OM、SEM、TEM和室温拉伸等,研究了试验钢不同区域的组织与性能。研究表明,试验钢的热轧组织主要是粒状贝氏体+少量板条贝氏体;焊接热影响区粒状贝氏体体积分数减少到32.7%,板条贝氏体体积分数增加到30.5%,组织中出现针状铁素体和少量马氏体。试验钢热轧区主要以Ti为主进行复合微合金化,综合运用固溶强化、细晶强化、位错强化和析出强化,具有高的强韧性,屈服强度为804 MPa、抗拉强度为852 MPa、伸长率为21.5%。     

控冷工艺对热轧双相钢组织与性能的影响

基于合金减量化原则,通过热轧+超快冷技术得到了强韧性较好的600 MPa级热轧双相钢,研究了控冷工艺对其组织与性能的影响。结果表明,随着弛豫时间的减少和卷取温度的降低,钢中铁素体体积分数逐渐减少,铁素体晶粒尺寸逐渐减小,抗拉强度由602 MPa 增加至637 MPa,伸长率由31.0%减小至24.0%,屈强比为0.53~0.59,n值为0.17~0.21。综合考虑板形风险和力学性能,试验钢合适的卷取温度为150 ℃,合适的弛豫时间为7 s。     

终轧温度对Si-Mn系热轧双相钢组织和性能的影响

文章研究了在采用低温区大变形和轧后连续冷却工艺时,终轧温度对传统Si-Mn系热轧双相钢组织和性能的影响。结果表明,在试验工艺条件下,试验钢的最终组织均为铁素体+马氏体的双相组织。随着终轧温度(770℃~850℃)的升高,试验钢的屈服强度由415MPa急剧降低到335MPa,而抗拉强度变化不大,约为690MPa;随着终轧温度的升高,铁素体晶粒尺寸逐渐均匀,平均晶粒尺寸先增大,后减小,铁素体含量约为88%;试验钢的n值和延伸率,则随着终轧温度的升高而升高,在温度850℃时,n值达到0.23,延伸率达到28.7%。     

轧制工艺对460 MPa级低屈强比耐火耐候钢组织性能的影响

利用热模拟方法测定低屈强比耐火耐候钢不同速率冷却后的组织。对比轧后弛豫工艺与未弛豫工艺以及终冷温度对试验钢性能的影响,利用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜分析不同工艺对钢轧后显微组织的影响。结果表明,随冷却速度的增加,钢板组织由多边形铁素体变为针状铁素体+粒状贝氏体复相组织;由于弛豫处理过程中过冷奥氏体部分转变为多边形铁素体,钢板屈服强度和屈强比均下降;随着终冷温度的降低,钢板的屈服强度和屈强比上升,与钢中针状铁素体的细化与M/A组元的弥散强化有关;轧后直接水冷,并控制终冷温度至500~560 ℃,可获得高强度与低屈强比的良好匹配。     

终冷温度对Q345R钢组织及性能的影响

对压力容器用钢Q345R开展终冷试验,研究终冷温度对轧态及正火态钢板力学性能与显微组织的影响。结果表明,在不同终冷温度下,轧态及正火态Q345R钢的力学性能均满足标准要求,但轧后直接空冷时,性能余量较小,在终冷温度为650 ℃时,力学性能较好;随着终冷温度的升高,钢板的屈服强度、抗拉强度、冲击性能均有下降的趋势,组织逐渐变粗大;轧态及正火态试样的微观组织均为典型的铁素体+珠光体,与热轧态钢板相比,正火态钢板的屈服强度和抗拉强度均明显降低,但冲击性能显著提高,且正火后组织有所细化。