一种马氏体时效钢奥氏体晶粒长大动力学

在光学显微镜下,利用Leica Metal Work软件研究了一种强度级别为2100MPa的超高强度马氏体时效钢在850～1150℃的奥氏体晶粒长大规律.结果表明,实验钢奥氏体平均晶粒尺寸随加热温度升高和保温时间的延长而增大,其奥氏体平均晶粒尺寸与保温时间规律符合Beck方程,奥氏体化温度宜控制在800～950℃,其晶粒增长指数随温度的升高而减小,850～1150℃时实验钢奥氏体晶粒长大平均激活能为108.5kJ/mol-1,并建立了实验钢在等温加热过程中的奥氏体晶粒长大方程.     

含Nb中碳钢加热过程中的奥氏体晶粒长大规律

研究了加热温度(1000～ 1250℃)和保温时间(0.5～3.0 h)对一种高Si含Nb中碳钢奥氏体晶粒尺寸变化的影响.结果表明,随保温时间延长,加热温度低于1150℃,奥氏体晶粒尺寸增长缓慢;在1150℃以上温度加热,奥氏体晶粒长大趋势显著增加.通过对试验数据进行非线性回归建立了试验钢奥氏体晶粒长大规律的数学模型,模型的计算结果与实测值吻合很好.     

核压力容器用SA508-4N钢的奥氏体晶粒长大行为

在10501250 ℃温度范围内,实测了核压力容器用SA508-4N钢在不同保温时间下的奥氏体晶粒尺寸,研究了SA508-4N钢的奥氏体晶粒长大行为。结果表明,随加热温度及保温时间的增加,SA508-4N钢的奥氏体晶粒尺寸长大,温度由1050 ℃上升到1250 ℃时,奥氏体晶粒尺寸呈指数增长;得到了SA508-4N钢加热过程中,奥氏体平均晶粒尺寸与保温时间关系的Beck方程;建立了奥氏体晶粒尺寸与加热温度和保温时间之间的Sellars模型,并验证了模型的准确性。     

新型油井管钢33Mn2V的奥氏体晶粒长大规律

系统研究了用于生产N80级热轧非调质无缝油井管的钢种33Mn2V在不同加热温度和不同保温时间下的奥氏体晶粒长大规律,结果表明,该钢在1100和1200℃保温时,奥氏体晶粒等温长大规律较好地服从抛物线型经验表达式,等温长大指数n均相当接近1/2,若等温时间为10 min,利用ASTM晶粒度级别等于5.00的临界判据定义的该钢实用奥氏体晶粒粗化温度位于1250℃左右;在900—1250℃温度范围内,该钢种奥氏体平均晶粒尺寸(D)与加热温度(T)的定量关系近似服从Arrhenius关系:D=1.12×10~4exp(-8.31×10~3/T),表明该钢在高温加热时具有较好的抗晶粒粗化能力,此结论对于将该钢种实际应用于N80级的热轧非调质无缝油井管工业化生产具有重要参考价值。     

X70管线钢在管件制造过程中晶粒长大规律研究

研究了X70级管线钢在不同加热温度和不同保温时间下的奥氏体晶粒长大规律。结果表明,当奥氏体化温度低于950℃时,试验钢有较小的晶粒尺寸;奥氏体化温度超过1 100℃,晶粒平均截距开始明显增大,一旦奥氏体化温度上升到1 300℃时,奥氏体晶粒已显著粗化。分析表明,试验钢奥氏体晶粒平均截距D!和奥氏体化温度T成指数关系。当奥氏体化温度为950℃和1 100℃时,奥氏体晶粒平均截距D!和保温时间t均成正比关系。研究结果对于X70级管线钢弯管和三通等管件制造的热加工过程有着重要参考价值。     

10Cr12Ni3Mo2VN马氏体耐热钢奥氏体晶粒长大行为

通过在不同加热温度和保温时间下等温奥氏体化,研究了10Cr12Ni3Mo2VN马氏体耐热钢奥氏体晶粒长大行为。结果表明:900~1150℃温度区间内,10Cr12Ni3Mo2VN马氏体耐热钢奥氏体晶粒尺寸随加热温度升高、保温时间延长而增大,且随保温时间延长,晶粒尺寸均匀性下降;由于碳氮化物在1100℃以上发生溶解,1100℃以上奥氏体晶粒发生粗化;1200~1280℃温度区间内,由于δ铁素体相的析出,10Cr12Ni3Mo2VN马氏体耐热钢奥氏体晶粒尺寸随加热温度升高而减小。拟合得到900~1150℃温度区间内10Cr12Ni3Mo2VN钢奥氏体晶粒生长模型为D=6.67×107×t0.303×exp(-1.81×105/RT)。     

18Ni马氏体时效钢奥氏体晶粒长大规律研究

对18Ni(1800 MPa级)马氏体时效超高强度钢的奥氏体晶粒长大规律进行研究.结果表明,随加热温度的升高和保温时间的延长,奥氏体晶粒尺寸逐渐增大,当温度高于1000℃时,晶粒迅速发生粗化,当温度低于1000℃时,晶粒尺寸随保温时间的延长变化不明显;晶粒平均尺寸与保温时间的关系符合Beck方程,且温度越高,晶粒生长指数越大;在850～1150℃,18Ni(1800MPa级)马氏体时效钢奥氏体晶粒长大激活能为223.106kJ/mol,其奥氏体晶粒平均尺寸与加热温度之间符合Arrhenius关系,并建立了该马氏体时效钢的奥氏体晶粒度长大数学模型.     

316LN钢奥氏体晶粒长大模型

通过改变加热温度和保温时间研究核电主管道用钢316LN奥氏体晶粒的长大规律。结果表明,随着加热温度的升高和保温时间的延长,实验钢奥氏体晶粒尺寸逐渐增大,且加热温度为1 200℃保温2h时出现混晶现象。奥氏体平均晶粒尺寸变化曲线表明,与保温时间相比,加热温度对晶粒尺寸的影响更大。对实验数据进行非线性回归,建立了描述316LN钢奥氏体晶粒长大规律的数学模型;通过对比实验值与计算值验证了模型的精度和可靠性。研究结果对确定316LN钢始锻温度和制订加热规范具有指导意义。     

加热温度及保温时间对M50NiL钢奥氏体晶粒尺寸的影响

利用光学显微镜、场发射扫描电镜、MIAPS图像分析软件研究了加热温度(1050～1150℃)及保温时间(10～70 min)对M50NiL钢奥氏体晶粒尺寸的影响。结果表明:随加热温度的升高,M50NiL钢奥氏体晶粒尺寸呈指数型增长,而保温时间与奥氏体晶粒尺寸近似呈线性关系,奥氏体晶粒尺寸增长缓慢;当加热温度从1050℃升高到1150℃时,M50NiL钢中第二相粒子不稳定,出现溶解现象,钉扎作用削弱,使晶粒尺寸变化显著。基于Sellars模型,对试验数据进行回归分析、计算,得出M50NiL钢奥氏体晶粒长大动力学方程,经验证与实测值吻合较好。     

40CrNi2MoE钢奥氏体晶粒长大的数学模型

利用金相实验方法,基于实验数据,应用Beck、Hillert、Sellars数学模型研究了40CrNi2MoE钢在加热温度850~1200℃和保温时间30~480 min下的奥氏体晶粒长大规律。结果表明,随加热温度升高和保温时间延长,40CrNi2MoE钢奥氏体晶粒逐渐长大,当加热温度超过1050℃或保温时间超过120 min时,试验钢奥氏体晶粒开始粗化。通过对Beck、Hillert和Sellars 3种晶粒长大数学模型对比分析,Sellars模型对40CrNi2MoE钢的奥氏体晶粒尺寸预测具有较高的精度,其奥氏体晶粒长大模型方程为:当温度为850℃≤T≤1050℃时,D5.49Sellars=7.64×1021texp(-390081/(RT));当温度为1050℃≤T≤1200℃时,D8.13Sellars=8.04×1041texp(-771322/(RT))。     

X70管线钢在管件制造过程中晶粒长大规律研究

研究了X70级管线钢在不同加热温度和不同保温时间下的奥氏体晶粒长大规律。结果表明，当奥氏体化温度低于950℃时，试验钢有较小的晶粒尺寸；奥氏体化温度超过1100℃，晶粒平均截距开始明显增大，一旦奥氏体化温度上升到1300℃时，奥氏体晶粒已显著粗化。分析表明，试验钢奥氏体晶粒平均截距历和奥氏体化温度T成指数关系。当奥氏体化温度为950℃和1100℃时，奥氏体晶粒平均截距瓦和保温时间t均成正比关系。研究结果对于X70级管线钢弯管和三通等管件制造的热加工过程有着重要参考价值。     

S355J2微合金结构钢奥氏体晶粒长大的热模拟研究

通过热模拟和热处理试验研究了欧标S355J2微合金结构钢奥氏体晶粒的长大规律。热模拟焊接的试验结果表明,当峰值加热温度低于1250℃时,S355J2钢焊接热影响区(HAZ)奥氏体晶粒较细小,并随着保温时间的延长而不断长大;当峰值加热温度高于1250℃时,奥氏体晶粒急剧长大,长大幅度随着保温时间的延长而减小。热处理试验结果为,在低于1050℃加热时,S355J2钢奥氏体晶粒较细小,并且随着保温时间的延长奥氏体晶粒长大不明显;当加热温度高于1200℃时,奥氏体晶粒急剧长大,并且随着保温时间的延长长大幅度较大。     

均热过程中低碳钢奥氏体晶粒长大规律研究

通过改变均热温度和保温时间,研究低碳钢的奥氏体平均晶粒尺寸与时间的关系,及奥氏体晶粒各尺寸范围的分布规律。结果表明,随着均热温度的升高和保温时间的延长,试验钢奥氏体晶粒逐渐长大,并在1200℃以上加热,或是保温时间大于3h时出现明显粗大晶粒;在试验基础上,模拟给出了考虑升温过程中晶粒长大尺寸时,试验钢的晶粒长大模型。     

1000MPa级Nb-Ti微合金化超高强度钢加热制度研究

采用OM、TEM和EDS分析技术,研究了1000 MPa级Nb-Ti微合金化超高强度钢在不同加热温度下保温不同时间时奥氏体晶粒粗化行为与微合金元素碳氮化物溶解行为。结果表明,铸坯中存在尺寸与形状明显不同的3类析出物:尺寸大于1μm的方形Ti N粒子;尺寸在500 nm以下的球形、椭球形或方形Nb、Ti复合析出物;少量方形或椭球形Ti S或Ti(C,S)析出物。随着温度的升高,原始奥氏体晶粒尺寸呈现出单调增大的趋势,当加热温度超过1200℃时奥氏体晶粒发生快速长大,而析出物数量不断减少、尺寸逐渐增大、Ti/Nb原子比逐渐升高,EDS显示均为Ti、Nb复合析出。随着保温时间的延长,原始奥氏体平均晶粒尺寸呈抛物线规律长大,小尺寸的球形、椭球形的析出物逐渐溶解,大尺寸方形析出物数量逐渐增加且棱角变得模糊。综合考虑加热温度和保温时间对Nb、Ti微合金元素的固溶行为和奥氏体晶粒粗化行为的影响,1000 MPa级Nb-Ti微合金化超高强度钢的加热温度和保温时间分别为1250℃和80 min较合适。     

新型冷轧辊用高合金锻钢的奥氏体晶粒长大规律

通过Gleeble-3800型热模拟机研究一种新型冷轧辊用高合金锻钢在不同加热速率(5~50℃/s),加热温度(1050~1150℃)及保温时间(10~800 s)下的奥氏体晶粒长大规律。结果表明:试验钢的平均奥氏体晶粒尺寸随加热速率的升高而减小,同时随加热温度的升高和保温时间的延长而增大。基于金相试验数据利用回归分析建立了描述新型冷轧辊用高合金锻钢不同加热速率下加热与保温过程的奥氏体晶粒长大规律的数学模型。     

高铁轴承用20CrNi2MoV钢奥氏体晶粒长大行为研究

在温度为900、1000、1050、1100、1150、1200℃保温时间为10、20、30、60 min时,利用管式电阻炉加热了20CrNi2MoV钢,并研究了钢的奥氏体晶粒长大行为,测试了不同工艺下的晶粒尺寸。结果表明,随着加热温度的升高和保温时间的延长,奥氏体晶粒尺寸增大;当温度超过1050℃或保温时间超过30 min时,实验钢奥氏体晶粒开始发生明显的粗化。通过对实验数据的拟合,获得了20CrNi2MoV钢奥氏体晶粒长大数学模型。与实验结果比较,拟合效果良好。     

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。     

锻造加热温度对20Cr2Ni4A钢奥氏体晶粒长大及力学性能的影响

研究了锻造加热温度(1050~1200 ℃)和锻造保温时间(40~120 min)对20Cr2Ni4A钢经相同锻造变形后锻后奥氏体晶粒长大行为的影响,并对不同锻造加热温度下的淬火态20Cr2Ni4A钢进行了力学性能检测。结果表明,锻后20Cr2Ni4A钢奥氏体晶粒长大规律在低于1150 ℃仍然符合Beck模型,模型计算值与实际测量值相吻合。随着锻造加热温度的升高,奥氏体晶粒长大呈现先缓慢增加后快速增加的规律。当锻造加热温度超过1150 ℃时,第二相粒子大量溶解,对晶界的钉扎作用急剧减弱。综合考虑20Cr2Ni4A钢锻后奥氏体晶粒尺寸均匀性、热处理后力学性能测试结果及可锻性因素,确定最优锻造加热温度为1150 ℃。     

低合金高强钢加热过程奥氏体晶粒尺寸及合金元素固溶率

研究了低合金高强钢加热过程奥氏体晶粒长大规律和合金元素的固溶规律。结果表明,随着保温时间延长,奥氏体平均晶粒尺寸逐渐增大。加热到1200 ℃时,未溶相主要为NbC、TiC,均热时间为6 min时Ti、Nb固溶达到平衡,固溶率分别为92.4%和13.6%。实验室条件下,适宜加热温度选定在1150~1200 ℃之间,保温时间约6 min。     

Cr8钢奥氏体晶粒长大规律

为了分析Cr8钢再结晶过程中加热温度和保温时间对奥氏体晶粒长大尺寸的影响,给出Cr8钢再结晶过程中奥氏体晶粒的长大规律,对Cr8钢试样在不同加热温度和不同保温时间下进行了水淬处理,并对实验结果数据进行了数据处理和线性拟合。结果表明,Cr8钢奥氏体晶粒长大尺寸随着加热温度的提高和保温时间的延长而不断增大;其晶粒长大过程可分为抑制长大阶段和自由长大阶段;在抑制长大阶段,其奥氏体晶粒尺寸与加热温度近似呈指数关系;在整个长大过程中,奥氏体晶粒尺寸与保温时间近似呈幂函数关系。利用Sellar公式对实验数据进行非线性回归分析,得到了Cr8钢奥氏体晶粒长大的数学模型。