钛微合金化热轧TRIP钢的连续冷却相变研究

用Formastor-FII相变仪研究了钛微合金化TRIP在不同开冷温度下的连续冷却相变,建立了实验钢的连续冷却转变曲线,分析了铁素体、贝氏体及马氏体的相变规律.结果表明,随着冷却速率的增加,实验钢依次经过铁素体、贝氏体及马氏体相区,在较宽的冷却速率范围内,均可获得贝氏体及马氏体组织,其Ms点为450℃左右;随着开冷温度的降低或冷却速率的提高,实验钢的铁素体及贝氏体开始转变温度降低,抑制了铁素体及贝氏体相变;随着冷却速率的增加,实验钢的显微组织由铁素体+粒状贝氏体逐步转变为板条贝氏体+板条马氏体及板条马氏体组织;当冷却速率较低时,铁素体由晶内铁素体和晶界铁素体组成,晶内铁素体形核质点为复杂的氧化物及硫化物.     

冷却工艺对货油舱用耐蚀钢组织性能的影响

基于货油舱用耐蚀钢的服役环境设计并冶炼了一种新型耐蚀钢,根据试验钢变形奥氏体连续转变曲线,采用控制轧制和控制冷却的技术将锻后110 mm坯料减薄至16 mm。热轧板材的年平均腐蚀速率分布在0.235~0.273 mm/a,小于船级社要求的1 mm/a。利用扫描电镜、透射电镜、拉伸试验机和冲击试验机进行了耐蚀钢的显微结构分析及力学性能研究,探究了控制冷却工艺对耐蚀钢组织性能的影响规律。结果表明:在终冷温度669 ℃、冷却速度8.9 ℃/s的条件下,耐蚀钢显微组织主要为铁素体、贝氏体和退化珠光体。降低终冷温度或提高冷却速率有利于抑制珠光体转变,促进针状铁素体和贝氏体相变进程,增加小角度晶界数量,提高耐蚀钢的组织均匀性和力学性能。当终冷温度降低至597 ℃,冷却速度增大到13.1 ℃/s,耐蚀钢组织为针状铁素体、粒状贝氏体和板条贝氏体混合结构,不均匀分布且粗大尺寸的板条结构弱化了材料的抗冲击性能。     

一种汽车用微合金非调质钢的连续冷却转变

测定了一种汽车用微合金非调质钢的过冷奥氏体连续冷却转变曲线,研究了冷却速率对相变组织及显微硬度的影响。结果表明：试验钢的临界点A_c3为838℃,A_c1为732℃;当冷却速率小于0.2℃/s时,试验钢的连续冷却转变产物为铁素体、珠光体和贝氏体;当冷却速率为0.2℃/s时,转变产物中出现马氏体;当冷却速率为5℃/s时,铁素体、珠光体消失,转变产物为贝氏体和马氏体;随着冷却速率的增大,马氏体含量逐渐增多,贝氏体含量逐渐减少,甚至完全消失;当冷却速率增大至20℃/s时,转变产物均为马氏体;随着冷却速率的增大,试验钢的显微硬度呈先快速增长,后增长速率变缓的趋势。     

DP1180汽车用双相钢连续冷却转变过程中的相变规律

为研究DP1180汽车用双相钢连续冷却转变过程中的相变特性,对不同冷却速率下的DP1180双相钢试样进行了金相检验及显微硬度测试,绘制了该双相钢的连续冷却转变曲线,并分析了DP1180钢在连续冷却过程中的相变规律。结果表明:对于DP1180汽车用双相钢,其连续冷却转变曲线分为铁素体转变区、贝氏体转变区和马氏体转变区。当冷却速率小于0.5℃·s~(-1)时,主要发生铁素体-贝氏体转变;当冷却速率增大到1℃·s~(-1)时,显微组织中出现马氏体;随冷却速率逐渐增大,铁素体不断减少,当冷却速率达到10℃·s~(-1)时,组织变为马氏体+贝氏体;当冷却速率大于40℃·s~(-1)时,组织主要为马氏体。     

Mo和Ni对高强无碳化物贝氏体钢组织转变与力学性能的影响

测定了不含Mo和Ni、含Ni和含Mo三种成分实验钢的CCT曲线,利用扫描电镜、透射电镜观察了连续冷却及轧后空冷条件下三种钢的显微组织变化,并对其力学性能进行了检测分析。结果表明:添加少量Mo和Ni能有效延迟高强无碳化物贝氏体钢CCT曲线中高温铁素体相变,降低Ms点,促进贝氏体相变。Mo和Ni的添加可使实验钢轧后空冷组织由铁素体+粒状贝氏体+M/A混合组织转变为无碳化物贝氏体组织(BF+AR),Ni对贝氏体板条的细化作用比Mo显著,但组织中会出现少量粗大贝氏体;Mo对轧后相变过程中粗大贝氏体的形成有一定抑制作用,可使获得的无碳化物贝氏体组织均匀性更好。Mo和Ni均可有效提高高强无碳化物贝氏体钢的力学性能,其中Ni对抗拉强度的提升作用强于Mo,而Mo则更有利于冲击韧性的提高。含Ni的2#实验钢抗拉强度比不加Ni和Mo的1#实验钢提高252MPa,含Mo的3#实验钢-20℃下冲击吸收功比1#提高11J。     

Q460C钢的连续冷却转变曲线

研究了Q460C钢连续冷却过程中奥氏体转变过程以及转变产物的组织变化,为制定生产工艺提供参考依据。由Q460C钢的连续冷却转变曲线(CCT图)和不同冷却速率的显微组织可知,当冷却速率较低时,形成粗大的块状铁素体和珠光体;当冷却速率大于3℃/s时出现贝氏体,形态似针状铁素体,其形成温度在450~600℃;当冷却速率大于15℃/s时,发生马氏体转变,马氏体的转变点约为350℃。     

Q690D高强度钢的动态连续冷却转变曲线

在热模拟试验机上对Q690D高强度钢进行不同冷却速率的热模拟试验,绘制动态连续冷却转变曲线,用光学显微镜观察该钢的显微组织,用维氏硬度计测试其维氏硬度。结果表明：当冷却速率小于0.1℃/s时,Q690D高强度钢的组织基本为珠光体、铁素体和少量贝氏体;当冷却速率为0.5℃/s时,珠光体消失,组织全部为贝氏体;当冷却速率为3℃/s时,组织中出现马氏体;当冷却速率增大至8℃/s时,贝氏体几乎全部消失,基体组织基本为马氏体;当冷却速率大于10℃/s时,组织全部为马氏体,得到马氏体临界转变冷却速率为10℃/s。     

热轧钛微合金化TRIP钢的组织与性能研究

对钛微合金化TRIP钢进行连续冷却转变曲线的测定,分析轧制与冷却工艺对其组织与性能的影响。结果表明:实验钢的奥氏体/铁素体、奥氏体/马氏体相变点分别在500~650℃和450℃左右;组织由铁素体/贝氏体及少量残余奥氏体组成;随着终轧温度的升高,实验钢的屈服强度和抗拉强度有所降低;随着空冷结束温度的降低,实验钢的屈服强度降低;当终轧温度和空冷结束温度分别为796℃和722℃时,实验钢的屈服强度,抗拉强度和强塑积分别为661,888MPa和25042MPa·%,其对应组织为细小的铁素体及板条贝氏体,铁素体基体上存在大量细小的析出物。     

9Cr2Mo钢中贝氏体的组织形貌

采用光学显微镜和扫描电子显微镜等技术手段观察了经1100℃奥氏体化的9Cr2Mo钢在不同温度的盐浴中等温淬火后贝氏体的组织形貌。结果表明：9Cr2Mo钢1100℃奥氏体化后,在410℃的硝盐浴中等温得到羽毛状的经典上贝氏体组织,在350℃的硝盐浴中等温得到针状（或片状）的下贝氏体组织;上贝氏体铁素体铁素体是在奥氏体晶界处形核并向晶内生长,碳化物在铁素体条间分布;下贝氏体是在奥氏体晶内形核,碳化物分布在铁素体片中间,碳化物大多数与片条的主轴方向交角排列,但角度不等。     

基于组织和结构调控9CrV钢大尺寸活塞性能的优化EI北大核心CSCD

研究了热处理和结构调控对直径为190 mm的9CrV钢仿形活塞不同部位显微组织和力学性能的影响及其机理。结果表明,经850℃×5 h-230℃×4 h等温淬火、230℃×4 h回火后,9CrV钢活塞的表层至心部依次为下贝氏体、贝氏体+索氏体+M/A岛、珠光体类组织;表层的抗拉强度和冲击吸收功均高于心部。淬火温度降至800℃、回火温度升至400℃,使表层的抗拉强度提高到1610 MPa、冲击吸收功降低到7.4 J,心部的冲击韧性有所提高但是强度降低。经800℃×5 h-230℃×4 h等温淬火、230℃×4 h+400℃×4 h二次回火后,表层的抗拉强度达到1672 MPa、冲击吸收功达到9.8 J,且改善了心部的冲击韧性,使活塞整体的强度与韧性趋于平衡。淬火加热温度的降低保留了适量的未溶碳化物颗粒,阻碍了奥氏体的长大和细化了晶粒,从而提高了钢的强度。在230℃回火使残余奥氏体转化为下贝氏体、防止在400℃回火(提高心部韧性)时生成薄壳碳化物和平衡了整体韧性。综合热处理和活塞结构的调控,实现了大尺寸活塞的整体强韧性平衡。     

调质工艺对X80级管件钢性能与组织影响研究

为研究调质工艺对X80级管件钢的性能和组织影响,通过力学性能检验、光学显微镜(OM)、透射电镜(TEM)、萃取复型及电子背散射衍射(EBSD)等手段,研究了同一温度淬火后,不同回火温度对X80级管件钢性能和组织的影响.结果表明,经940℃淬火后,在500~650℃范围内回火,试验钢的屈服强度和抗拉强度随回火温度的升高均先增加后降低.随回火温度的升高,试验钢由板条贝氏体铁素体(BF)和粒状贝氏体(GB)的混合组织转变为GB和准多边铁素体(QF)混合组织,M/A岛由细长条状变为颗粒状,并发生分解,BF中的板条亚结构逐渐弱化.在500~600℃范围内,组织中析出相随回火温度升高逐渐增多,600℃时析出相开始聚集长大,温度继续升高,析出相尺寸明显增大.回火过程中,试验钢屈服强度受基体组织软化和析出强化两方面的影响.试验钢的低温冲击韧性随回火温度升高逐渐增大,主要是大角度晶界比例增加所致.     

高强度非调质冷镦钢热机轧制实验研究

在Gleeble-3500实验机上对新研制的非调质冷镦钢进行了低温轧制模拟实验,分析了变形和冷却速率对组织转变的影响.结果表明:冷却速率大于5℃/s,得到的基本为粒状贝氏体组织;冷却速率增加,粒状贝氏体中铁素体基体由块状向板条状转变.奥氏体形变促进铁素体的形核和长大,对粒状贝氏体的组织结构也有影响,在大变形情况下发生形...     

淬火冷却速率对海洋平台用Ni-Cr-Mo-B钢性能的影响

使用热膨胀仪、SEM电镜、EBSD、硬度、拉伸和冲击等观察和检测手段,研究了淬火冷却速率对海洋平台用Ni-Cr-Mo-B钢的显微组织、有效晶粒尺寸(EGS)和力学性能的影响。结果表明,不同冷却速率的合金钢,其显微组织包括板条马氏体(LM)、板条贝氏体(LB)、粒状贝氏体(GB)和F(铁素体)。随着淬火冷却速率的降低合金钢的显微组织分别为LM(>20℃/s)、LM/LB(20~2℃/s)、LB(2~1℃/s)、LB/GB(1~0.2℃/s)、GB/F(0.2~0.02℃/s),其硬度由100℃/s时的393HV逐渐降低至0.02℃/s时的291HV。回火后合金钢的屈服强度由水冷的836 MPa降低至炉冷的726 MPa,而延伸率几乎不变,约为20%。油冷合金钢的-60℃冲击功最高(199 J),水冷次之(54 J),空冷和炉冷合金钢的最低(<30 J)。其原因是,油冷合金钢具有LM_T/LB_T混合组织,较小的EGS (1.6 μm)对解理裂纹的阻碍作用较强;而空冷、炉冷合金钢的组织分别为GB_T/LB_T、GB_T/F,其EGS较大(分别为2.4和2.8 μm),对解理裂纹的阻碍作用较弱。     

道间温度对10CrNi5MoV钢气体保护焊接头力学性能的影响

通过屈服强度和冲击韧性测试、组织分析,研究了两种焊接热输入条件下道间温度对10CrNi5MoV钢气体保护焊接头力学性能的影响。结果表明,随着道间温度从40℃提高到300℃,焊接热输入为8 kJ/cm和18 kJ/cm的焊缝金属屈服强度分别从868 MPa和855 MPa单调下降至728 MPa和693 MPa,-50℃冲击韧性分别从70 J和69 J升高至117 J和72 J(道间温度分别为200℃和100℃),然后降低至67 J和43 J;焊缝金属的组织差异是不同道间温度下焊接接头力学性能不同的原因。随着道间温度从40℃提高到300℃,焊缝金属中马氏体组织逐渐消失,粒状贝氏体组织逐渐增多,针状铁素体组织比例先增加再减少,含量最高时的道间温度与冲击韧性峰值水平相一致。     

回火温度对两相区退火海工钢组织和性能的影响

对690 MPa级海工钢进行“淬火+两相区退火+回火”三步热处理,研究了回火温度对其组织和性能的影响、分析了力学性能变化与组织演变和残余奥氏体体积分数之间的关系。结果表明：回火后实验钢的显微组织为回火贝氏体/马氏体、临界铁素体和残余奥氏体的混合组织。随着回火温度的提高贝氏体/马氏体和临界铁素体逐渐分解成小尺寸晶粒,而残余奥氏体的体积分数逐渐增加;屈服强度由787 MPa降低到716 MPa,塑性和低温韧性明显增强,断后伸长率由20.30%增至29.24%,-40℃下的冲击功由77 J提升至150 J。残余奥氏体体积分数的增加引起裂纹扩展功增大,是低温韧性提高的主要原因。贝氏体/马氏体的分解和残余奥氏体的生成,引起组织细化、晶粒内低KAM值位错的比例逐渐提高和小角度晶界峰值的频率增大,使材料的塑性和韧性显著提高。     

T91铁素体耐热钢过冷奥氏体转变过程中临界冷却速度的研究

利用DIL805A/D高精度差分膨胀仪,通过线膨胀行为测量与微观组织分析,获得T91铁素体耐热钢连续冷却转变过程中相关动力学信息,结合冷却后T91钢组织特征,确定了T91钢过冷奥氏体转变过程中的临界冷却速度.研究表明:T91钢过冷奥氏体连续冷却过程中只存在铁素体和马氏体转变区,而不出现贝氏体和珠光体转变.在冷却速度为10K/min时该钢获得完全板条马氏体组织,9K/min时组织中开始出现铁素体,即10K/min可以定为T91钢奥氏体向马氏体转变的上临界冷却速度;当冷却速度介于3～9K/min时为马氏体和铁素体的混合组织,冷却速度为2K/min时T91钢中不存在马氏体转变,室温组织为铁素体,即2K/min可以定为T91钢奥氏体向马氏体转变的下临界冷却速度.     

冷却速度对铁素体贝氏体钢组织性能的影响

以普通低碳钢为研究对象,通过控制轧制及加速冷却实验研究了实验钢的组织及力学性能。结果表明,冷却速度达到35℃／s时,实验钢的组织由约30％的贝氏体和约70％的等轴铁素体组成,铁素体平均品粒尺寸约为8μm,贝氏体铁素体板条宽度约为0．1μm,贝氏体铁素体内有碳化物析出。具有贝氏体和铁素体组织的复相钢主要强化机制为细晶强化和贝氏体相变强化,其屈服强度达到400MPa,且具有较低的脆性转变温度。     

热处理工艺对780 MPa级低碳贝氏体钢组织和性能的影响

采用DIL805L型淬火膨胀仪测定了780 MPa级低碳贝氏体钢的连续冷却转变(CCT)曲线,研究了冷却速度对该钢组织转变和硬度的影响。结果表明:780 MPa级低碳贝氏体钢在冷却速度小于5℃·s~(-1)时,转变产物为贝氏体;当冷却速度大于5℃·s~(-1)时,转变产物中开始出现马氏体组织,且随着冷却速度的增加,马氏体逐渐增多,贝氏体逐渐减少;随着冷却速度的增加,试验钢的显微硬度逐渐增大,在冷却速度为5℃·s~(-1)时,硬度值有明显大幅度的增加;透射电镜分析结果显示冷却速度为5℃·s~(-1)时,在贝氏体组织内,位错堆积,并在晶界处最先形成马氏体。     

加速冷却生产铁素体贝氏体低碳钢的实验研究

以普通低碳钢为研究对象,通过控制轧制及加速冷却实验研究了实验钢的组织及力学性能。结果表明,冷却速度达到35℃／s时,实验钢的组织由约30％的贝氏体和约70％的等轴铁素体组成,铁素体平均晶粒尺寸约为8μm,贝氏体铁素体板条宽度约为0．1μm,贝氏体铁素体内有碳化物析出。具有贝氏体和铁素体组织的复相钢主要强化机制为细晶强化和贝氏体相变强化,其屈服强度达到400MPa,且具有较低的脆性转变温度。     

热处理工艺对12Cr1MoV钢显微组织和力学性能的影响

通过热模拟试验对12Cr1MoV钢进行了不同工艺的正火+回火热处理,研究了热处理工艺对该钢显微组织及力学性能的影响。结果表明:12Cr1MoV钢正火+回火后的正常显微组织为回火贝氏体+铁素体或回火贝氏体+铁素体+珠光体或铁素体+珠光体;如果回火温度过高或正火冷却速率不足,则分别会导致钢中出现两相区组织黄块马氏体和钒的碳化物沿晶界及晶内聚集长大的情况,显著降低钢的力学性能。