梯度化加热调控微观组织实现变强度热冲压工艺

开发了一种变强度热冲压工艺,可以对零件进行微观组织和力学性能调控。利用感应线圈对坯料进行梯度化加热,使局部区域奥氏体化,进而调控淬火后各区域的微观组织,从而获得变强度零件。实验以退火态及冷轧态的热冲压钢来研究该工艺,软化区组织均为珠光体+铁素体,退火态和冷轧态钢板的抗拉强度及伸长率分别为490 MPa和32%、940.4 MPa和4.2%;高强度区均为马氏体组织,退火态和冷轧态钢板的抗拉强度及伸长率分别为1532 MPa和9.1%、1485.1 MPa和8.4%;过渡区的硬度从高强区向软化区逐渐下降,性能基本平稳过渡。结果表明,对于两种不同供货态钢,该工艺均可通过微观组织调控的方法,实现零件的变强度分布。     

75Cr1合金工具钢在冷轧和球化退火过程中的组织演变

以薄板坯连铸连轧流程生产的合金工具钢75Cr1为原料,进行了冷轧和球化退火试验,并对不同状态下试验钢的显微组织、力学性能和球化效果进行了研究。结果表明:热轧态75Cr1的组织主要为片状珠光体,冷轧变形量为20%、40%的试验钢球化退火后的组织主要为铁素体+颗粒状渗碳体,两者的球化比例分别约70%和90%。与热轧原料相比,直接冷轧20%、40%后,试验钢的硬度值分别提高了65 HV10和85 HV10,而伸长率分别降低了2.7%和3.7%。在相同的原料条件下,随着冷轧变形量的增加,试验钢的硬度值提高,伸长率降低。与球化退火前相比,冷轧变形量为20%、40%的试验钢球化退火后,试验钢的硬度值分别降低了36 HV10和132 HV10,伸长率分别提高了0.6%和5.7%。     

SWRS82B盘条冷拔过程中显微组织和力学性能的变化

SWRS82B盘条通过热轧控冷获得95%以上的索氏体组织,其珠光体片层间距越小,冷拉拔过程中将具备越好的综合力学性能。随着钢丝拉拔应变量不断增大,珠光体片层间距不断减小,抗拉强度和屈服强度不断增大,伸长率不断下降。当珠光体片层间距由202 nm拉丝减小至60 nm以下,钢丝抗拉强度则由1371 MPa增大至2088.6 MPa,伸长率由11%降至7.16%;钢丝截面上的显微硬度值随着应变量的增加而增大,并表现出各向异性变化。     

亚共析钢片状渗碳体球化行为及轧制变形量的影响

结合实际生产S35C成分精冲钢,讨论了亚共析热轧钢板片状渗碳体的退火球化行为及转变机制,并采用Gleeble热模拟试验机研究了热轧和冷轧变形量对精冲钢片状渗碳体快速球化效果的影响。结果表明,与850℃30%应变量相比,60%大变形量可有效细化组织,促进层片状珠光体断裂,显著加快热轧板球化速率,提高粒状渗碳体的均匀分布。冷轧大变形也有利于片状渗碳体的快速球化退火,但50%过高应变量会导致钢板退火后难以消除加工硬化,S35C精冲钢冷轧合适的变形量约在40%。     

电脉冲连续退火对AZ91镁合金带材组织和性能的影响

研究了电脉冲连续退火对冷轧时效态AZ91镁合金带材显微组织和力学性能的影响。结果表明:电脉冲退火在较低的温度下快速完成了α-Mg基体的再结晶,可显著细化晶粒。当退火温度为210℃时,α-Mg基体发生完全再结晶,其平均晶粒尺寸由冷轧态的约30μm减小为约7μm,带材的抗拉强度由冷轧态的410 MPa减小至334 MPa,断后伸长率由冷轧态的3.7%增大至23%。电脉冲退火后带材的拉伸断裂方式由冷轧态的脆性沿晶断裂转变为韧性穿晶断裂。电脉冲在其热效应和非热效应的共同作用下快速完成再结晶过程以及β-Mg17Al12相阻碍α-Mg基体晶粒长大,是电脉冲退火细化晶粒的主要原因。     

高性能空调阀片钢的热处理工艺及性能研究

研究了球化退火、淬火和回火热处理对高性能空调压缩机阀片钢的组织和力学性能的影响。结果表明:800℃一次球化退火可以降低阀片钢的变形抗力,有利于之后的冷轧处理,但仍存在较大尺寸碳化物。冷轧后钢试样经1050℃一次淬火和350℃回火后,抗拉强度仅达到1618 MPa。经750℃二次球化退火后,阀片钢中碳化物颗粒均匀,钢中较大尺寸碳化物得到消除。再经1050℃的二次淬火,并在350℃回火后,阀片钢的抗拉强度可达1890 MPa,屈服强度为1509 MPa,伸长率为5.9%。     

65Mn宽钢带冷轧边裂原因分析及预防

利用金相观察、硬度检测等手段对65Mn宽钢带冷轧过程出现的边裂问题进行了原因分析和研究。结果表明:65Mn钢热轧原料组织为铁素体+珠光体,但由于在热轧水冷过程中边部冷却速度比中间快,珠光体组织片层相对更细。在两相区球化退火过程中,边部较细的珠光体组织更容易被脆性较大的粗珠光体组织所取代。在相对较大的冷轧压下率条件下,造成边部出现裂口。将一次退火工艺由两相区球化退火优化调整为亚温球化退火后,65Mn钢带边部组织球化率显著提高,基本避免了边裂情况的产生,并为实际工业生产提供了积极的指导作用。     

热轧酸洗低碳薄钢板的研制

采用1 780 mm热连轧机和1 700 mm酸洗机组等设备,试制了一种碳的质量分数为0.030%、厚度1.8 mm的钢板,即热轧酸洗低碳薄钢板。检测了钢板的显微组织、力学性能和成形性能。试验结果表明,该热轧酸洗薄钢板的显微组织由铁素体和珠光体组成,铁素体晶粒度为9级,钢板的抗拉强度大于310 MPa,屈服强度达200 MPa以上,断后伸长率大于42%,塑性应变比r值为0.5~0.6,应变硬化指数n值为0.19~0.21,钢板的成形性能符合要求。     

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%。     

变形工艺对AZ31B镁合金薄板组织与力学性能的影响

将不同厚度的铸态AZ31B变形镁合金板加热至673K,进行多道次轧制,每道次的下轧量约为1mm.最终轧制成2mm厚的薄板.对热轧板进行523Kx60min的退火处理;并对热轧态和退火态的薄板进行组织观察与力学性能测试.结果表明,AZ31B镁合金铸板经过热轧后,组织得到明显细化,力学性能得到大幅度提高.当应变量为1.4时,热轧态AZ31B镁合金板材的抗拉强度为290MPa,伸长率为18％;热轧板经523Kx60min退火处理后,合金的抗拉强度较热轧态略有下降,但伸长率大幅度提高,合金呈现良好的组织与力学性能.     

60Si2Mn冷拔珠光体钢丝快速球化退火工艺

通过对60Si2Mn冷拔珠光体钢丝进行快速球化退火处理,即将其加热到810 ℃奥氏体化,保温1.5 min后随炉冷却至500 ℃出炉空冷,研究了其力学性能、球化效果、球化时间和快速球化的机理,并与普通球化退火及等温球化退火这两种常用球化退火工艺进行了对比。结果表明,与两种常用球化退火工艺相比,快速球化退火显著缩短了退火时间,且球化效果更好,其屈服强度、抗拉强度、伸长率、断面收缩率分别为620 MPa、745 MPa、21%和66.7%。球化时间的缩短主要是因为冷拔变形使钢中的位错密度和畸变能增加,促使片层状珠光体能够在加热过程中快速溶断,并促进渗碳体组织的球化。     

退火工艺对中碳钢热轧板组织和力学性能的影响

利用SEM、EBSD等分析技术研究了不同退火保温时间对碳化物球化、铁素体回复与再结晶以及实验钢力学性能的影响。结果表明:实验钢热轧后空冷到650℃进行不同保温时间的退火,当保温时间达到30 min时,大多数铁素体发生了再结晶,且铁素体晶粒尺寸最为细小,约为7μm。热轧实验钢的试样屈服强度与抗拉强度均较高,分别为570 MPa和725 MPa,而伸长率为13%。当热轧试样冷却到650℃进行30min的退火,其抗拉强度和屈服强度显著降低,分别下降至460 MPa和635 MPa,而伸长率显著增加,达到21%。     

铌对热轧酸洗钢板组织和性能的影响

通过1 780 mm热连轧机热轧和1 700 mm酸洗机组酸洗,试制了含铌和不含铌两种成分的钢板。并采用金相显微镜、投射电镜、拉伸试验机和扩孔试验机研究了添加铌对热轧酸洗钢板的组织和性能的影响。结果表明,两种成分试制钢板的显微组织均由铁素体和珠光体组成,其抗拉强度均高于460 MPa,断后伸长率大于34%。与不含铌钢板相比,加铌钢板的屈服强度和扩孔率明显提高,但抗拉强度和断后伸长率变化不大。     

退火温度对镀锌780MPa级双相钢组织性能的影响

研究了不同退火温度对780 MPa级冷轧双相钢组织性能的影响。试验表明:试验钢热轧态组织为铁素体、贝氏体和少量的珠光体,经过冷轧后形成纤维状组织,退火后组织为铁素体和岛状马氏体。对不同退火温度和速度下带钢组织性能进行了分析,带钢在820℃退火、保温100s后,可以获得双相组织且抗拉强度大于780 MPa。     

H65黄铜带的晶粒细化与组织性能

研究细化剂及其加入量对H65合金材料在铸态、热轧及冷轧状态下组织结构和性能的影响。研究结果表明,两种细化剂对铸态H65合金均有细化效果,能有效减小铸锭晶粒的尺寸;合金的抗拉强度、伸长率及电导率均有不同程度的提高,并且,细化剂对合金的晶粒细化作用对热轧态及冷轧态下H65合金材料的组织性能仍有明显影响。采用细化剂Ⅱ,加入量为0.075%,对H65合金的冷轧带材的综合性能提高明显,0.2mm厚的冷轧带材的抗拉强度可达687.6MPa,比未加细化剂的提高6.4%;伸长率为1.94%,提高6%;电导率为17.6MS/m,提高40.7%。     

冷轧和退火对纯镍拼焊接头组织和力学性能的影响

对纯镍板拼焊接头进行冷轧，然后进行800～1100℃退火，通过对比分析，研究了冷轧和退火工艺对纯镍板材的组织和力学性能的影响。结果表明，经过75%变形量的冷轧加工后，拼焊接头的晶粒破碎，微观组织沿轧制方向呈线性纤维状，其抗拉强度约611 MPa,伸长率约5.6%。在800℃退火时，显微组织发生部分再结晶，但仍然存在大量拉长的线性纤维组织，抗拉强度为387.9 MPa,伸长率为20.4%;在900℃退火时，大部分线性纤维组织发生再结晶，抗拉强度为363.5 MPa,伸长率为23.7%;1000℃退火时，冷轧形成的线性纤维组织完全消失，微观组织发生完全再结晶，抗拉强度为357.5 MPa,伸长率为32.3%;在1100℃退火时，与1000℃退火时相比，微观组织变化不明显，力学性能也无明显变化，抗拉强度为355.3 MPa,伸长率为30.9%。由力学性能和微观组织综合比较可知，1000℃为最佳的中间退火温度。     

制备工艺对超高强度钢组织及断口形貌的影响

热轧态Q235钢经历加热奥氏体化、淬火马氏体相变、大塑性变形轧制、轧后退火等工艺处理,材料组织由最初的铁素体+珠光体转变为细化的板条马氏体,断口形貌也随之发生了显著变化.初始热轧态试样断口呈典型的韧窝状形貌,然而轧后马氏体试样的断口形貌主要为分层状特征.虽然轧后退火试样断口形貌与冷轧态的样品相似,但断口中出现数量众多的小韧窝.在该制备工艺下,材料不仅获得了16％的伸长率,表现出良好的塑性,而且抗拉强度高达1300MPa.     

退火温度对微纳结构316L不锈钢组织和性能的影响

采用铝热熔化法制备了纳米晶/微米晶复相316L不锈钢,研究了铸态和600~1 000℃退火态下钢的组织和力学性能特征。结果表明:随退火温度升高,纳米晶和微米晶的平均晶粒尺寸逐渐增大,微米晶的体积分数逐渐提高。1 000℃退火后组织中出现了FeNiCrAl金属间化合物相。600℃退火后抗拉强度最大,约574 MPa,伸长率为6.5%。800℃退火后,拉伸屈服强度和抗拉强度分别降至240 MPa和515 MPa,伸长率升高至18.2%。1 000℃退火后拉伸屈服强度和抗拉强度进一步降低,但塑性提高,伸长率达到41.2%。     

Cu-10Ni-4.5Sn合金的铸态组织、性能及退火工艺

以Cu-10Ni-4.5Sn为研究对象,探讨合金的铸态组织、性能,以及均匀化处理及软化退火条件等对后续固溶时效处理强化效果的影响。试验研究表明,铸锭在冷轧开坯前,采用750℃×12h均匀化处理(均匀化处理后铸态合金的抗拉强度和电导率分别为241.3MPa和5.8MS/m),经过总加工率为60%的冷轧后,在700℃×6h条件下软化退火,再经总加工率为85%的冷轧,在800℃×1h固溶处理及400℃×6h下进行时效处理后,其带材的电导率及硬度(HV)可达8.8MS/m和378.6,合金抗拉强度及伸长率分别为1275.9MPa和3.0%。     

1800MPa级冷轧热成形钢的组织与性能

采用膨胀仪测定了一种1800 MPa级冷轧热成形钢的相变点;通过OM、SEM、EBSD等方法检测了其经热轧和热成形后的显微组织,采用CCT-AY-Ⅱ型钢板连续退火机对其进行热处理,测量了其力学性能。结果表明:热轧后实验钢的组织为珠光体和铁素体,热成形后的组织为马氏体和极少量奥氏体。冷轧热成形钢在850℃保温淬火后其综合力学性能最好,抗拉强度最高达到1845 MPa,屈服强度也达到了1033 MPa,伸长率达到了7.4%;由EBSD分析可知,850℃保温后实验钢具有细小的原始奥氏体晶粒和马氏体组织及较高密度的小角度晶界,这是其保持较高的强度和伸长率的原因。