含Nb细晶高强IF钢的析出热力学和动力学

采用规则溶液亚点阵模型计算了新型含Nb细晶高强IF钢在不同温度(1073~1473 K)下碳氮化物析出相的平衡体积分数、组成成分及化学驱动力,各元素的平衡质量分数;采用经典形核长大模型计算了实验钢在不同温度(1073~1473 K)下位错处形核的临界核心尺寸、临界形核功及相对形核速率。结果表明,随着温度的降低,析出相的平衡体积分数增大,Nb C在析出相中比例逐渐增加,Nb N在析出相中比例逐渐降低,析出相的化学驱动力增大,固溶在钢中的各元素的质量分数降低;在位错处形核的临界核心尺寸、临界形核功减小,相对形核率增大。至1073 K时,N元素已基本析出,C和N在析出相的成分中基本达到平衡。     

含Nb细晶高强IF钢热变形行为的析出热力学

以新型含Nb细晶高强IF钢为研究对象,运用规则溶液亚点阵模型计算了实验钢从均热(1523K)冷却至室温(293K)的各个工艺过程中碳氮化物析出相的平衡体积分数、析出相的组成成分、各组元的平衡质量分数。计算结果表明,从均热到冷却至室温(1523K~293K)的过程中,随着温度的降低,固溶于基体中的Nb、C、N元素的质量分数逐渐减小,析出相平衡体积分数先增大后减小,NbN在析出相中比例逐渐降低,NbC在析出相中比例逐渐增加。至室温(293K)时,Nb和N元素几乎全部析出,碳氮化物不再继续析出。     

退火时间对细晶高强IF钢的织构和晶界特征分布的影响

以细晶高强IF钢为研究对象,在退火温度850℃、不同退火时间下对试验钢进行罩式退火试验。通过拉伸试验、电子背散射衍射技术(EBSD)等,研究了不同罩式退火时间对细晶高强IF钢再结晶织构和晶界特征分布的影响。结果表明:随着保温时间的延长,重位点阵晶界的出现频率先增加后减少,在40 min时达到峰值,这与晶粒度及晶粒均匀性有关,与再结晶织构强度也密切相关。晶粒尺寸适当,且均匀性好,重位点阵出现率越大,有利织构强度越高。当退火温度为850℃、保温40 min时,试验钢具有最强的γ纤维织构,最高的n、r值,和较好的晶界特征分布。     

冷轧压下率对含Nb细晶高强IF钢织构形成机制的影响

以含Nb细晶高强IF钢热轧板为研究对象,研究了冷轧压下率对实验钢冷轧织构以及再结晶织构形成影响。结果表明,退火后铁素体晶粒细化,强度提高。实验钢经冷轧后主要的织构为{112}110、{111}112、{111}110、{001}110,并且随冷轧压下率增加,织构组分无变化,各组分强度整体增加。再经退火后,在α线上织构减弱,甚至一些织构逐渐消失。提高冷轧压下率时,织构峰值逐渐由{001}110转为{111}110。对于γ取向线,峰值由{111}110取向变为{111}112取向,最终{111}112比{111}110取向强度大。实验钢再结晶机制由定向形核和选择生长共同作用的结果,并且随冷轧压下率增大,{111}面织构强度增大,所以r(塑性应变比)值增大,深冲性能提高。     

加热过程中细晶高强IF钢奥氏体晶粒长大规律研究

通过显微组织观察实验,对细晶高强IF钢在不同加热温度和保温时间下奥氏体晶粒长大规律进行研究。结果表明:随加热温度升高、保温时间延长,奥氏体晶粒尺寸逐渐增大。由实验结果可知细晶高强IF钢的晶粒粗化温度为1050℃,晶粒粗化时间为40 min。为保证微合金元素充分固溶,同时获得细小的奥氏体晶粒,生产中将加热温度控制在1050~1100℃、保温时间控制在30 min~40 min。通过对实验数据进行非线性回归建立了细晶高强IF钢奥氏体晶粒长大规律的数学模型,模型的计算结果与实验结果基本吻合。     

细晶高强IF钢退火时间研究

选择新型细晶高强IF钢为研究对象,在实验室进行了热轧、冷轧及罩式退火实验。利用光学显微镜、透射电镜复型和电子背散射衍射(EBSD)技术,研究了不同退火时间对细晶高强IF钢显微组织、析出相及织构的影响。结果表明,选择合适的退火时间,晶粒变得细小、均匀。细晶高强IF钢在退火过程中析出大量的Nb C、Nb(CN)相;随退火时间延长,钢中析出相粒子偏聚长大。为了获得较强的有利织构及优异的冲压性能,实验钢退火时间应选定在5 min。     

不同退火时间下细晶高强IF钢的织构和晶界特征分布

对含Nb细晶高强IF薄钢板进行了850 ℃下不同保温时间的退火试验。采用拉伸试验、电子背散射衍射技术（EBSD）等手段,研究了不同罩式退火时间对细晶高强IF钢板再结晶织构和晶界特征分布的影响。结果表明,随着退火时间的延长,重位点阵晶界的出现频率先增加后减少,在40 min时达到峰值,其与晶粒度及均匀性有关,影响再结晶织构强度。退火试验IF钢板1/2层上γ纤维织构的强度明显高于其1/4层,对应的退火试样1/2层上α纤维织构的强度略低于其1/4层。当退火温度为850 ℃,保温40 min时,试验IF钢板具有最强的γ纤维织构,最高的n、r值和较好的晶界特征分布。     

热变形参数对X100管线钢高温变形行为和组织的影响

以高强度X100管线钢为研究对象,通过热模拟试验机Gleeble-1500对其进行单道次压缩试验,测得X100管线钢的应力-应变曲线,研究了应变速率、变形温度等热变形参数对X100管线钢变形抗力和组织性能的影响。试验结果表明,选择合适的应变速率和变形温度,可以得到细小均匀组织。与传统管线钢相比,X100管线钢显微组织主要为粒状贝氏体,且更为细小,具有更高的强度和韧性。合适的变形温度为1000℃,变形速率为5 s-1。