高性能低碳贝氏体钢的组织细化技术及其应用

综述了新一代高性能(屈服强度500～700 MPa级)贝氏体钢系列组织控制与形成超细组织的物理冶金原理及工艺技术的发展情况,系统论述了Mn-Mo-Nb-B低碳微合金钢的组织特性、形成温度区间,阐明了中温转变组织超细化的基本理论思路及弛豫-析出-控制相变技术的基本原理,介绍了组织控制与超细化技术在提高低碳微合金钢性能上的应用.     

低碳贝氏体钢的组织类型及其对性能的影响

低碳贝氏体钢受控冷工艺的影响会得到不同类型的组织，在较慢速冷却时，在奥氏体中先形成针状铁素体，残余奥氏体会被包裹在铁素体之中，形成粒状贝氏体团。工业轧制试验表明．不同控制冷却工艺可得到两类组织，一类出现黑珠组织(富碳马氏体组织)．具有该组织的钢轧态冲击韧性低。另外一类为细化的板条贝氏体组织，具有该组织的钢轧态强度高，冲击韧性好，但伸长率不足。通过回火处理，存在黑珠组织钢的冲击韧性能得到提高，超细化板条贝氏体组织钢的伸长率也能得到改善，但后者屈服强度会比前者高100MPa左右。     

关键钢铁材料的智慧研发路线

从面向2035的新材料强国战略出发,针对现代交通、能源、海洋工程以及重大装备等领域,对其急需的关键钢铁材料在品种、规格、性能、质量、服役安全与寿命等方面均提出了明确的发展目标、应攻克的技术瓶颈和"卡脖子"问题.为适应未来先进钢铁材料的发展,应在钢铁材料知识与理论框架下,充分发挥集成计算材料工程及材料信息学的优势,创建新材料的智慧研发路线,实现中国先进钢铁材料的研发从跟随模仿跨越到基于人工智能创新引领的新高地.     

随钻仪器钻铤的断裂失效分析

利用光学显微镜、扫描电镜进行组织观察,通过力学性能测试、微动磨损测试等试验方法,对一种随钻仪器无磁钻铤的断裂失效原因进行了分析。结果表明,该随钻仪器钻铤在使用过程中发生了微动磨损,在工件过渡锥角根部形成了环形磨损凹槽。环形磨损不仅使钻铤有效直径减小,而且在带有弯曲的复杂载荷下,易在环形磨损处造成很强的应力集中,最终导致工件的断裂。环形磨损的产生是由于工件装配结构所致,但钻铤取材于原材料锻件半径的1/2位置偏内,此处晶粒较为粗大,硬度低,在同等工况下磨损相对严重。     

700MPa级高塑低碳低合金钢的多相组织调控及性能

通过临界退火、临界回火以及回火的多步热处理方式,研究了低碳低合金钢的组织演变与力学性能.结果表明,临界退火后的组织为板条状的临界铁素体及贝氏体/马氏体的双相组织.经临界回火后,为临界铁素体、回火贝氏体/马氏体以及残余奥氏体的多相组织.残余奥氏体呈粒状和条状,分布在铁素体/贝氏体(马氏体)相界面及贝氏体/马氏体板条之间,含量高达29%,并在回火后保持稳定,主要通过C,Mn,Ni和Cu在逆转奥氏体中的富集来稳定.临界退火及回火过程中,Nb C在铁素体及贝氏体/马氏体中析出,呈球状、椭圆形或不规则形状,平均尺寸为10 nm;富Cu的析出相在临界回火及回火过程中形成,呈球状分布于铁素体及残余奥氏体中,尺寸在10~30 nm之间.通过残余奥氏体的应变诱导塑性(TRIP)效应及纳米析出相的析出强化作用,实验钢具有优异的力学性能:屈服强度高于700 MPa,抗拉强度高于900 MPa,均匀延伸率高于20%,总延伸率高于30%.     

肖纪美教授教学与科技活动概览

<正>肖纪美教授1920年12月出生,湖南省凤凰县人我国著名材料学家、教育家,中国科学院院士。1943年肖纪美教授毕业于唐山交通大学,1948年2月赴美国留学。1949年1月获美国密苏里大学冶金工程硕士学位,1950年8月获冶金学博士学位。曾在美国林登堡钢铁热处理公司实习一年半,随后在曼柯产品公司和美国温蜗钢公司任研究冶金师五年半。     

石油储罐钢焊接热影响区模拟研究

采用焊接热模拟技术,研究不同焊接热输入条件下焊接热循环对石油储罐钢焊接热影响区粗晶区(CGHAZ)的组织和性能的影响.结果表明:实验钢在80～100kJ/cm的大热输入下,热影响区仍能够保持良好的低温韧性;随着焊接热输入的增加,实验钢CGHAZ组织变粗大,低温冲击功下降;钢中弥散分布着大量细小TiN粒子,在焊接热循环中...     

高强度管线钢焊接热影响区显微组织精细表征

为了认清焊接过程显微组织的演变过程,对显微组织进行了精细化表征。结合多年来对高性能管线钢的研究实践,认为粗晶热影响区性能较易通过调整热输入量来改善,而对于临界粗晶热影响区,由于二次热循环峰值温度不可避免地会落在A_(c1)～A_(c3)的两相区,致使高C含量的脆性链状M-A形成,且其占比含量高,尺寸粗大,极易成为脆性裂纹的起裂源,进而恶化低温冲击韧性。为了改善临界粗晶区韧性,必须严格控制脆性M-A尺寸、分布及含量。有效方案是合理设计管线钢关键合金成分(Nb、 Ni等),控制粗晶区奥氏体尺寸,促进二次热循环过程奥氏体相变更完全,以此来抑制链状M-A的形成和改善低温韧性。     

终轧温度对600 MPa级高钛高成型性铁素体-珠光体酸洗带钢组织与织构的影响

利用扫描电子显微镜(SEM)与电子背散射衍射技术(EBSD)研究了高Ti高成型性铁素体-珠光体型热轧酸洗带钢不同终轧温度下的组织与织构特征.研究结果表明, 终轧温度对显微组织的演变影响较小, 但却引起了大角晶界密度的升高.不同终轧温度时形成的组织均以铁素体为主, 少量的珠光体弥散分布在铁素体基体之间.终轧温度的提高引起了织构类型的显著改变, 随着终轧温度的升高, 织构强度整体增强, 并形成了明显的对冲压成型性有利的近γ织构.当终轧温度为850℃时, 近α织构与γ织构强度均较弱, 此时的织构类型主要为{001}[110]、{113}[471]、{114}[110]和{223}[110]成型不利织构, 成型不利织构强度更高; 当终轧温度升高至875℃时, 织构类型主要为近γ织构和{001}[110]旋转立方织构, 近γ织构体积分数由19.9%升高至41%, 成型有利织构强度显著增强.      

超高强韧油井管合金设计与高强韧机制

 为了揭示1 000 MPa级低碳加铌钒钛微合金钢的高强韧机制,研究了S1(w(C)=0.09%)与S2(w(C)=0.17%)两种合金成分的油井管钢成分-工艺-组织-性能关系。试验表明,两种成分试验钢经水淬后的组织分别为板条贝氏体加少量马氏体和马氏体加少量贝氏体的复相组织。两种成分钢经过450~600 ℃、30 min的中温回火后,组织中均出现碳化物析出,且S1试验钢回火后的屈服强度基本不变,抗拉强度下降了约70 MPa,S2试验钢回火后的屈服强度与抗拉强度迅速升高170 MPa左右。溶度积公式的计算结果表明,两种钢的水淬组织中铌、钛元素析出彻底且析出物的体积分数都很小,因此回火铁素体基体中的VC析出强化对S1试验钢回火后屈服强度保持不变以及S2试验钢回火后屈服、抗拉强度提高起到重要作用。