热轧TRIP钢的连续冷却转变行为及力学性能

热轧TRIP钢具有优异的力学性能,热轧生产后经过酸洗处理可以直接用于汽车制造。采用Gleeble3500型热模拟试验机研究了C-Si-Mn-Nb系热轧TRIP钢形变奥氏体在不同连续冷却条件下的组织变化情况,绘制了动态CCT曲线。通过研究不同冷速下试样组织发现,冷却速率越大,组织中未转变奥氏体含量越低。最后,依据对动态CCT曲线的分析在Gleeble3500型热模拟试验机上模拟热轧了TRIP钢。结果表明:实验钢轧后以15℃/s的低冷却速率冷却至贝氏体区等温后,残留奥氏体的含量和稳定性更高,TRIP钢力学性能优异,抗拉强度和伸长率分别达到952 MPa和30%,强塑积高达28560 MPa·%。     

EH460级船板钢的动态 CCT 曲线与组织演变

采用 Gleeble-3800热模拟试验机对EH460船板钢进行1050 ℃下变形30%和850 ℃下变形30%的双道次压缩试验。绘制了在不同冷速下连续冷却过程中钢的膨胀曲线,并在光学显微镜下观察了不同冷速下试样的室温组织。结合膨胀法与金相法,利用 Origin 8.0软件绘制了船板钢的动态 CCT 曲线。结果表明,当冷速为0.1~3 ℃/s 时,所得室温组织主要是铁素体和珠光体;当冷速大于5 ℃/s 时,出现粒状贝氏体组织,随着冷速的增加贝氏体逐渐增多,铁素体与珠光体逐渐减少;当冷速为10~15 ℃/s 时,珠光体消失,组织为铁素体与粒状贝氏体;随着冷速进一步增到 20~50 ℃/s 时不再发生铁素体相变,仅为粒状贝氏体组织。     

C-Mn-Al系TRIP钢连续冷却转变及组织研究

采用热膨胀仪测定了C-Mn-Al系TRIP钢在不同冷速下连续冷却转变的膨胀曲线;并运用Thermo-Calc软件,进行了C-Mn-Al系TRIP钢相变的理论计算。结合金相组织观察,研究了其连续冷却转变产物的组织形态。结果表明,当冷速0.5℃/s时,组织由许多多边形先共析铁素体、少量珠光体和无碳化物贝氏体组成;冷速5℃/s时,组织为铁素体和贝氏体;冷速10℃/s时,开始出现马氏体和贝氏体的混合组织。     

热轧TRIP800钢的热加工性及相变控制

设计了一种热轧型TRIP800汽车用钢,研究了其高温热塑性和热加工后的连续冷却相变行为,并对热轧后的TRIP800钢进行了力学性能测试和微观组织标定。试验结果表明:750～1050℃为试验钢的低塑性区,1100～1350℃为高塑性区。在高塑性区间,ψ值先增加后降低,在1150～1250℃温度区间具有ψ的最大值,均大于90%;热变形后,以5℃/s为临界冷速,低于此冷速时,只发生铁素体相变,高于此临界冷速后开始发生贝氏体相变,冷速增大至30℃/s后,开始发生马氏体相变;热轧后,随卷取温度的升高,屈服强度和抗拉强度均降低,伸长率提高,在600℃的卷取温度下具有最优的综合力学性能。热轧卷取后的组织由铁素体、贝氏体和残留奥氏体组成,其中残留奥氏体存在两种形态,一是呈膜状分布在铁素体晶界或贝氏体板条间,二是呈块状分布于铁素体晶界。     

高V、N微合金钢动态CCT曲线及纳米碳氮化物析出冷速敏感性

为实现对高V、N微合金钢轧制-冷却工艺过程中组织、析出相的精准控制,利用Gleeble-1500D热模拟实验机研究了轧后不同冷速下实验钢的热膨胀曲线、相变规律、过冷奥氏体动态连续冷却转变曲线(动态CCT曲线),并着重研究了微观组织演变行为、显微硬度和纳米碳氮化物析出行为对冷却速率的敏感性。结果表明：冷却速率低于3 ℃/s时,实验钢显微组织由铁素体和珠光体组成;当冷却速率位于3 ℃/s时,发生贝氏体相变,基体组织由铁素体、珠光体和贝氏体组成;冷却速率为8 ℃/s时,珠光体组织消失,马氏体组织开始出现,基体组织由沿晶铁素体、贝氏体和马氏体组成;当冷却速率达到20 ℃/s时,基体组织中马氏体占主,并由少量先共析铁素体和贝氏体组成。此外,冷却速率对纳米碳氮化物的析出行为也具有显著影响,冷速处于1 ℃/s以内时,多边形铁素体中纳米析出相直径和数密度具有较强的冷却速率敏感性,纳米析出相直径随冷速提升显著降低,数密度随冷速提升而提高;冷速由1 ℃/s增加至3 ℃/s时,纳米析出相直径进一步降低,而数密度趋于稳定;当冷速继续增至5 ℃/s时,纳米析出相直径保持稳定,数密度呈现下降趋势。研究还发现,贝氏体组织中纳米析出相较少,贝氏体不利于纳米相析出。基于上述组织演变与析出规律的研究,工业化试制出了屈服强度700MPa以上、满足抗震要求的高V、N微合金钢。     

Q345E钢连续冷却过程中的相变和显微组织

在THERMECMASTOR-Z热模拟试验机上研究了Q345E钢在不同连续冷却条件下的相和组织变化,用热膨胀法测定了试验钢的连续冷却转变曲线(动态CCT曲线)。研究结果表明,试验钢在低冷速下,主要形成多边形铁素体;当冷却速率大于10℃/s时,组织中针状铁素体和贝氏体的数量明显增多;当冷却速度为20℃/s时,组织变为贝氏体加少量铁素体;随着冷却速率的增加,组织明显变细。     

500 MPa级高建钢形变奥氏体连续冷却转变行为研究

采用Gleeble-3500热模拟试验机模拟了屈服强度500 MPa级高建钢热变形奥氏体的动态连续冷却转变过程,结合金相法绘制试验钢的CCT曲线,并对相变组织进行维氏硬度测试。试验结果表明,当冷速低于2.5℃/s时,形成多边形铁素体、针状铁素体和珠光体的混合组织;在5~30℃/s的冷速范围内,形成针状铁素体和粒状贝氏体的混合组织;在冷速50℃/s时,开始出现少量板条贝氏体组织。随着冷速的增大,组织细化,连续冷却转变组织硬度增加。试验钢两阶段变形后的控冷工艺窗口为5~25℃/s。     

低温压力容器用07Ni5DR钢的动态CCT曲线

采用MMS-200热模拟试验机首先测得07Ni5DR低温压力容器钢的临界相变点,然后测定了900℃变形40%后不同冷速连续冷却过程中钢的膨胀曲线,并检验不同冷速下试样的室温组织。结果表明,钢的临界相变点为Ac_1=640℃,Ac_3=753℃。当冷速为1℃/s时,所得室温组织主要是铁素体和粒状贝氏体;当冷速为10℃/s时,出现马氏体组织,铁素体减少;当冷速为15℃/s时,不再发生铁素体相变,组织为贝氏体和马氏体。随着冷速进一步增加,组织以贝氏体和马氏体为主。结合膨胀法与金相法,利用Origin 8.0软件绘制了07Ni5DR钢的动态CCT曲线。     

一种高耐磨合金钢CCT曲线的测定与分析

通过Gleeble热模拟机测定热轧圆钢以不同速度连续冷却到室温的膨胀曲线，结合金相组织和硬度试验，绘制出一种高耐磨合金钢的CCT曲线，并分析不同冷速对组织演变的影响。结果表明：当冷速在0.05～0.1℃/s时，转变产物为铁素体+珠光体；当冷速为0.15℃/s时，转变产物为铁素体+珠光体+少量的贝氏体组织；当冷速为0.2～0.35℃/s时，转变产物为铁素体+珠光体+贝氏体+马氏体；当冷速为0.5～1.5℃/s时，转变产物为贝氏体+少量的马氏体；当冷速大于2℃/s时，转变产物全为马氏体。     

冷却工艺对热轧铁素体贝氏体双相钢组织与性能的影响

设计了一种低碳铁素体贝氏体双相钢,用Gleeble-3500热模拟机测定了该试验钢变形后的连续冷却转变(CCT)曲线,并对试验钢进行了控轧控冷试验,研究不同冷却工艺对试验钢组织和性能的影响。结果表明,变形后的CCT曲线分为铁素体转变区和贝氏体转变区。试验钢热轧后经不同冷却方式都能获得铁素体贝氏体双相组织。三段式冷却方式比两段式冷却得到的铁素体体积分数减少,晶粒尺寸更小。840 ℃终轧后水冷到690 ℃,空冷8 s左右,试验钢抗拉强度达到765 MPa,伸长率为20%,综合性能良好。     

奥氏体形变对耐候钢CCT曲线及组织的影响

利用Thermecmastor-z型热模拟试验机测定了高耐蚀型耐大气腐蚀钢的连续冷却转变曲线(CCT曲线),分析了奥氏体形变对试验钢CCT曲线及相变组织的影响,并在光学显微镜下观察了不同冷速下材料的微观组织。结果发现,奥氏体形变扩大了铁素体相变区间,贝氏体相变开始温度升高而结束温度降低,同时贝氏体及马氏体相变的临界冷速提高,表明奥氏体形变促进了铁素体和贝氏体相变,并推迟了马氏体相变的发生。奥氏体形变后在0.5 ℃/s以下冷速冷却时铁素体含量增多,基体主要为铁素体组织;而无奥氏体形变则基本为贝氏体组织,即使在0.1 ℃/s冷速下铁素体含量也极少。随着冷却速度的提高,材料发生相变强化,硬度逐步提高。     

42CrMo钢轧材组织和硬度控制

通过热模拟试验测得42CrMo钢动态CCT曲线,结果表明:当冷速小于0.3℃/s时,42CrMo钢以发生铁素体和珠光体相变为主,可获得硬度小于308 HBW的组织;当冷速大于0.3℃/s时主要发生贝氏体和马氏体转变,不发生明显的铁素体和珠光体相变,硬度值较高,确定现场生产42CrMo钢轧材冷速应控制在0.3℃/s以下为最优。依据动态CCT曲线,对规格为φ78 mm和φ50 mm的两种轧材进行轧制试验,分别采取有保温装置和无保温装置两种冷却方式。结果表明:通过增加保温装置,轧后冷速降低,轧材硬度下降;φ78 mm规格轧材轧后冷速小于0.3℃/s,硬度降低至257 HBW。     

Q420qE钢形变奥氏体连续冷却转变研究

采用膨胀法在Gleeble-3500型热模拟试验机上测定了Q420qE桥梁钢以不同冷速连续冷却时的膨胀曲线,并结合显微组织观察和维氏硬度测量,绘制出了试验钢的形变奥氏体连续冷却转变曲线(CCT曲线)。研究表明,随着冷速的增加,试验钢的显微组织由铁素体+珠光体逐步转变为针状铁素体+粒状贝氏体;并初步确定试验钢两阶段变形后的控冷工艺窗口为5~10℃/s。在该冷速范围内,试验钢组织为由针状铁素体、粒状贝氏体和M-A岛构成的多相组织。     

Q355D热轧H型钢的CCT曲线及冲击性能

利用膨胀法结合金相-显微硬度法,在Glebble-3500热模拟试验机对Q355D热轧H型钢的连续冷却转变规律进行研究,并绘制了静态连续冷却转变曲线(CCT曲线)。结果表明,从CCT曲线可以看出,在冷速小于1℃/s时,组织是铁素体和珠光体,冷速在1～10℃/s时,组织为铁素体+珠光体+贝氏体,冷速在20～50℃/s时,组织为针状铁素体+贝氏体+马氏体;随着冷却速率的增大,Q355D热轧H型钢的硬度增大,硬度由171 HV0.2增大至301 HV0.2。依据CCT曲线来制定不同轧制试验方案,当总压下量为75%、应变速率0.3 s^-1、变形温度1150℃时,试验钢铁素体晶粒尺寸为8.13μm,-20℃冲击吸收能量为146 J,性能最优。     

X80管线钢的过冷奥氏体转变规律和相变模型

利用L78RITA淬火热膨胀仪研究了X80管线钢过冷奥氏体转变的相变规律,结合金相-硬度法绘制了试验钢的连续冷却转变(CCT)曲线。结果表明,随着冷却速率的增加,X80管线钢过冷奥氏体分别发生了铁素体、贝氏体、马氏体转变;冷速小于3℃/s时,组织为铁素体和贝氏体;冷速在3～20℃/s时,组织只有贝氏体;冷速大于40℃/s时,组织中开始出现马氏体,且随着冷速的进一步增大,马氏体的含量逐渐增多,贝氏体逐渐减少直至消失。试验钢硬度随着冷却速率的增加呈逐步升高的趋势。在CCT曲线基础上,建立了相变点温度-冷却速率关系模型,并通过回归计算得到拟合度较高的相变模型,且模型计算值与试验值之间能够很好的地吻合,证明了该相变模型的可行性。     

焊丝用钢ER70S-6的连续冷却转变行为及高温热塑性

采用Gleeble-3500热模拟试验机,测定了焊丝用钢ER70S-6的动态连续冷却转变(CCT)曲线,结合光学显微组织观察,分析了不同冷速下的相变组织演变规律,利用高温拉伸试验,研究了不同温度下焊丝用钢的断面收缩率与抗拉强度变化情况。结果表明:CCT曲线中主要分为铁素体、珠光体、贝氏体、马氏体等4个转变区;随冷速由0.1℃/s逐渐增加至20℃/s,室温组织发生一系列变化,由最初的两相组织:铁素体与珠光体,最终演变为三相组织:铁素体、贝氏体与马氏体;随温度的升高,抗拉强度持续降低,断面收缩率先降低后增加再降低,在800～1150℃范围内,断面收缩率均高于90%,钢坯具备良好的高温热塑性能,故钢坯矫直温度可选择此温度区间。     

压铸用模具钢4Cr5Mo2V的过冷奥氏体连续冷却转变

通过测定不同冷却速度下的相变膨胀曲线、显微组织和硬度,得到了4Cr5Mo2V钢的过冷奥氏体连续冷却转变(CCT)曲线;结合CCT曲线,研究了不同冷却速度下组织形貌演变及硬度变化的规律;比较分析了4Cr5Mo2V钢与H13钢过冷奥氏体连续冷却转变的异同。结果表明:经过不同冷却速度冷却后,4Cr5Mo2V钢的相变产物主要为贝氏体(B)和马氏体(M);冷速小于0.06℃/s时,相变产物主要是贝氏体组织;冷却速度在0.06~0.14℃/s之间,相变产物中出现了贝氏体和马氏体的混合组织;当冷速大于0.14℃/s时,相变产物为马氏体组织。4Cr5Mo2V钢与H13钢的CCT曲线相比,位置向右整体偏移,无铁素体+珠光体转变区,且贝氏体生成区变小,相同冷速下硬度明显提高。     

齿轮钢16MnCr的过冷奥氏体连续冷却转变规律

利用DIL805L淬火相变膨胀仪研究了齿轮钢16Mn Cr的过冷奥氏体连续冷却转变行为,结合金相-硬度法,绘制静态CCT曲线。结果表明:试验钢在冷速小于0.2℃/s时,室温下获得铁素体+珠光体组织,冷速大于0.5℃/s,室温下试验钢中出现贝氏体组织,冷速大于5℃/s,试验钢中出现马氏体组织;随着冷速的增加,铁素体、珠光体减少,铁素体的形态由多边形向针状发展,硬度由146 HV30增大至380 HV30。由于Mo推迟了铁素体、珠光体转变,降低了获得铁素体的临界冷速,试验钢获得铁素体+珠光体组织的冷速范围较窄。     

一种碳锰曲轴钢的奥氏体连续冷却转变规律

使用DIL805L型膨胀仪分析了曲轴钢的相变规律,得到了其奥氏体连续冷却转变曲线（CCT）。结果表明,试验钢的临界点为：Ac1＝682 ℃,Ac3＝765 ℃;当冷速为0.2～5 ℃/s时,转变产物为铁素体＋珠光体;当冷速大于5 ℃/s时,转变产物为铁素体、珠光体、贝氏体与马氏体的混合组织;当冷速增大到15 ℃/s时,转变产物为贝氏体和马氏体组织;冷速越大冷却后马氏体含量越多,硬度逐渐增加。     

12Mn钢CCT曲线的测定与分析

采用热膨胀仪测定了12Mn钢在不同冷速下过冷奥氏体连续冷却转变的膨胀曲线,采用膨胀法结合金相-硬度法获得了12Mn钢过冷奥氏体冷却转变曲线(CCT曲线),研究了冷却速率对12Mn钢组织及硬度的影响规律,并应用JMatPro软件模拟了CCT曲线。结果表明,12Mn钢的Ac1和Ac3分别是692和855℃;组织主要有铁素体、珠光体和贝氏体。冷速较低时发生铁素体和珠光体转变;当冷速大于4.25℃/s时发生贝氏体转变;随着冷速提高,各组织变细,12Mn钢的硬度随冷速提高而增大。MatPro模拟结果与所测CCT曲线基本一致。