TRIP 钢无缝管的开发及其成形性分析

本文首次将趋于成熟的相变诱发塑性钢(TRIP钢)生产技术应用到钢管的生产领域,以冷拔钢管为原料,分别利用两阶段热处理和连续热处理两种方式成功开发出具有铁素体、贝氏体、残余奥氏体和少量马氏体组织的薄壁TRIP钢无缝管,并利用环形拉伸以及冷弯等试验手段对其成形性能进行了试验研究。研究结果表明,TRIP钢无缝管具有较好的冷成形性能,可以在内高压成形等领域推广应用。另外,课题组开发的连续热处理设备完全可以用来生产TRIP钢管,为未来工业生产提供了重要参考。     

新型热轧低碳TRIP 钢的轧制工艺与疲劳性能

对比研究了现场不同工艺所得碳锰系车轮用钢及低碳低硅含磷铬系相变诱发塑性(TRIP)钢的力学性能、微观组织、疲劳性能和疲劳断口。结果显示,较传统碳锰系车轮用钢,新型TRIP钢具有相当的屈服强度,抗拉强度明显提高了100~150 MPa,疲劳极限提高了50~140 MPa。疲劳极限随抗拉强度的提高有增大趋势。铁素体、贝氏体、残余奥氏体组织较铁素体、贝氏体、珠光体组织和铁素体、珠光体、马奥岛组织具有更好的疲劳性能。     

780 MPa冷轧TRIP钢的研究开发与组织考察

利用Gleeble-3800热模拟试验机,研究了780 MPa冷轧TRIP钢,试验确定了Fe-C-Si-Mn试验钢的最优热处理工艺,最终获得了良好的强度和塑性匹配。在此基础上,对优化试样的微观组织,特别是残余奥氏体的微区分布规律作了比较深入的考察。     

TSCR工艺制备600MPa级TRIP钢的组织与力学性能

在实验室条件下模拟薄板坯连铸连轧工艺试制了600MPa级C-Si-Mn系TRIP钢,拉伸实验检测表明,试验钢的力学性能为σb=630MPa,σs=460MPa,δ=29.1%;组织观察发现,试样组织为铁素体+贝氏体+残余奥氏体,彩色金相定量分析结果表明残余奥氏体的体积分数为6.6%.     

热轧C-Si-Mn系TRIP钢的组织与力学性能

为了探讨热轧TRIP钢的制备工艺与其组织及力学性能的关系,采用热轧控冷工艺在实验室制备了C-Si-Mn系TRIP钢,利用光学显微镜、扫描电镜及透射电镜对试验钢的组织进行了观察,利用能谱仪对试验钢中的夹杂进行了观察.研究得到试验钢的力学性能为:σb=605 Pa,σs=440 Pa,δ=28.4%,σs/σb=0.73.定量金相检测结果表明,试验钢中三相含量分别为:残余奥氏体5.6%,铁素体67.6%,贝氏体26.8%.     

Q&P热处理工艺对含Cu TRIP钢组织和性能的影响

随着能源的短缺和环境污染的日益严重,汽车轻量化需求日益迫切,如何通过工艺及成分设计革新、获得兼具高强度和高塑性的钢板尤为重要.尝试将Cu作为合金元素加入TRIP钢中,采用淬火配分(QP)工艺对含Cu TRIP钢进行一步法和两步法热处理,通过拉伸试验、X射线衍射分析、扫描电镜、透射电镜等实验手段,对热处理后的组织及性能进行测试和观察,探究了不同热处理工艺对组织和性能的影响.研究结果表明:一步法处理后的显微组织为铁素体、马氏体和残余奥氏体,两步法处理后不仅包含上述3种组织,还含有贝氏体.一步法处理后,抗拉强度达2 200 MPa,拉伸延展率为15%,强塑积为33 GPa·%;两步法处理后综合力学性能优于一步法,在400℃等温5 min后,抗拉强度为1 300 MPa,拉伸延展率为43%,强塑积超过55 GPa·%.实验钢良好的综合力学性能得益于铁素体、马氏体/贝氏体和残余奥氏体的合理配比,变形过程中残余奥氏体的相变诱导塑性效应,以及马氏体位错与Cu粒子的交互作用.     

含磷低硅TRIP 钢快速退火组织演变行为研究

通过实验室热处理模拟实验,对含磷低硅transformation induced plasticity(TRIP)钢快速退火过程中各个阶段的组织演变行为进行研究,主要研究了不同退火温度对各个阶段组织组成的影响。通过添加P元素降低钢中的Si含量,可改善表面质量,解决镀锌问题,且P价格低廉,成本降低。结果表明:最终组织中的铁素体量降低,贝氏体和马氏体混合物的量增加。经X射线衍射(XRD)分析可知,残余奥氏体量增加,由750℃退火时的12.7%增加至790℃退火时的14.9%。     

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。     

含磷和钒热轧TRIP钢组织控制及力学性能研究

为探讨含磷和钒热轧TRIP钢的组织控制和力学性能,采用不同变形温度（900和800℃）,研究其相变行为,并在此基础上进行热轧试验.研究表明：随着冷速增加,变形温度对铁素体相变开始温度（Ar3）的影响逐渐增大;相同冷速条件下,变形使贝氏体相变开始温度（Bs）升高;变形对贝氏体相变的促进作用,随着变形温度的降低而减弱.终轧...     

热成形钢22MnB5的Q&P工艺

采用盐浴法对热成形钢22MnB5进行了Q&P工艺(quenching and partitioningprocess)处理,研究了淬火终点温度、分配温度和分配时间对试验钢的显微组织、力学性能和残余奥氏体含量的影响。结果表明:Q&P工艺处理22MnB5钢的显微组织主要为马氏体和残余奥氏体组织,同时有一定量的碳化物析出,随着淬火终点温度和分配温度的升高或分配时间的延长,马氏体和碳化物的微观形貌会发生变化;在淬火终点温度和分配温度为325℃,分配时间为60s时得到的试样强塑积最高,达到20435MPa.%;试样的拉伸断口都显示出良好的韧性断裂特征;XRD分析表明,在Q&P工艺处理后试验钢的残余奥氏体含量可达5.5%。     

高强汽车双相钢的连续退火与组织性能研究

目的 提升高强DP980双相钢的力学性能,优化连续退火工艺。方法 对高强汽车双相钢进行了连续退火处理,研究了连续退火均热温度、均热时间、过时效温度对冷轧双相钢显微组织、物相组织和力学性能的影响。结果 对于不同退火均热温度处理的双相钢,其组织均为铁素体(F)+马氏体(M),随着均热温度从715 ℃升高至865 ℃,残余奥氏体体积分数逐渐减小,抗拉强度、屈服强度先增后减,断后伸长率逐渐减小,在均热温度为815 ℃时,双相钢的抗拉强度和屈服强度达到最大值。随着均热时间从0.5 min延长至5 min,双相钢的晶粒尺寸逐渐增大,残余奥氏体体积分数先减后增,抗拉强度、屈服强度先增后减,断后伸长率先减后增,在均热时间为1.5 min时,抗拉强度和屈服强度达到最大值。随着过时效温度从245 ℃上升至395 ℃,双相钢中的马氏体体积分数逐渐减小,当过时效温度为395 ℃时,出现了贝氏体,奥氏体体积分数先增后减,抗拉强度、屈服强度逐渐减小,断后伸长率逐渐增大。结论 冷轧DP980双相钢适宜的连续退火工艺如下:均热温度为815 ℃、均热时间为3 min、过时效温度为295 ℃。此时双相钢具有较好的强塑性。     

热轧钒微合金TRIP钢的微观组织和力学性能

对一种钒微合金TRIP钢进行了热轧试验,并研究其微观组织特征及力学性能.结果表明,将终轧温度控制在Ae3附近,热轧后的钒微合金TRIP钢具有由铁素体,粒状贝氏体和一定量残余奥氏体组成的复相组织.EBSD分析结果表明,其中75%以上的铁素体晶粒尺寸在l-6 μm;绝大多数晶界取向差角度位于29°-60°.当终轧温度为83...     

一种新型高强塑积异质冷轧中锰钢的力学性能

使用原位电子背散射衍射(EBSD)和球差透射电镜(ACTEM)等手段,研究了新型异质结构中锰TRIP钢在拉伸过程中微观组织的演变机制和力学性能。结果表明,在680℃退火后的实验钢中生成了多形貌、多尺度的异质奥氏体结构(颗粒状、块状、片层状奥氏体)和铁素体组织,其抗拉强度为1272 MPa,总延伸率为54.5%,强塑积高达69.3 GPa·%。在拉伸过程中C/Mn含量较低的颗粒状奥氏体先发生相变,而C/Mn含量较高的块状和片层状奥氏体在较大的应变范围内逐渐发生相变,从而导致高强度与高塑性的良好匹配。结果还表明,马氏体相变优先在奥氏体晶界/相界附近的区域形核。与晶粒尺寸相比,C/Mn元素对奥氏体稳定性的作用更重要。     

激光快速成形304不锈钢性能及微观组织研究

目的 满足实际生产需求,提高304不锈钢的抗拉强度。方法 在304不锈钢粉末中添加不同质量分数的Ni60AA粉末,采用激光束对粉末进行快速成形,得到不同的试样。通过金相显微镜对不锈钢试样的显微组织进行观察,利用拉力试验机对试样进行抗拉强度测试。结果 随着添加Ni60AA粉末含量的增加,板材试样的抗拉强度呈现出先增大后减小的趋势,当Ni60AA粉末的质量分数为10%时,试样抗拉强度最大,为754~771MPa。结论 添加Ni60AA粉末后,激光快速成形的304不锈钢板材试样微观组织中有部分镍化合物析出,形成强化相,304不锈钢试样的抗拉强度得到很大提高。     

高强钢辊弯成形过程中成形力的影响因素研究

目的 探究辊弯成形过程中各工艺参数(板材厚度、弯曲角度以及总弯曲角度)对成形力的影响.方法 研究"日"字形截面的辊弯过程,利用ABAQUS有限元软件(FEA),建模分析辊弯成形过程中成形力大小的影响机制,避免实际生产中采集数据的复杂性以及困难性.为了避免各因素之间相互影响,采用单一变量实验法进行实验,根据不同板厚(1....     

10Cr5NiMoV钢表面激光成形修复层的组织及性能研究

以Inconel 625合金为修复材料,分析了10Cr5NiMoV钢表面激光成形层的组织特点,并考察了修复样件的抗拉强度、耐蚀和耐磨性能。结果表明,修复试样无裂纹、熔合不良等缺陷,热影响区宽度小于300μm,修复区枝晶细小,枝晶间为针状NbC和不规则形状Laves相;修复区和基体形成良好的冶金结合,拉伸试样断裂于基体,抗拉强度854MPa;修复区的硬度高于基体,低于热影响区,耐蚀性比基体提高约15倍,耐磨性提高约1.6倍。     

车用TRIP590钢光纤激光焊接接头组织与性能研究

为了促进先进高强钢激光焊接技术的发展,采用光纤激光器对1.5mm厚的TRIP590钢板进行焊接,对焊接接头的微观组织、硬度以及拉伸性能进行了研究,分析了焊接速度对组织、性能的影响。结果表明:焊缝组织主要为板条状马氏体,热影响区可分为完全淬火区和不完全淬火区。焊接接头硬度分布不均匀,在热影响区或焊缝处硬度最高。随着焊接速度提高,热影响区马氏体含量增多,贝氏体含量减少,热影响区和焊缝组织变得细小。焊接速度为3~5m/min时,拉伸试样均断裂在母材,断后延伸率均超过30%,随着焊接速度提高,断后延伸率也有所提高,强塑积(PSE)均在20000MPa%以上,拉伸变形过程中相变诱发效应显著,大部分残余奥氏体转变为马氏体,在提高材料塑性的同时也提高了强度,实现了高强度和高塑性的统一。     

热成形淬火对QP1180/22MnB5激光拼焊板组织与性能的影响

目的 对QP1180和22MnB5激光拼焊板进行热成形试验,以解决超高强钢板材焊后的软化问题。方法 选择QP1180和22MnB5异种高强钢作为母材进行激光自熔焊,对焊后的激光拼焊板进行热成形试验,通过体式显微镜、扫描电子显微镜、液压拉伸试验机和维氏硬度计等手段,分析热成形前后激光拼焊板微观组织和力学性能的变化。结果 与焊态拉伸试样相比,热成形试样抗拉强度提高了135%,断后伸长率降低了55%,拉伸试样都在22MnB5母材处断裂,均为塑性断裂。在热成形后,对焊接接头进行组织分析,发现QP1180母材区马氏体含量增加,22MnB5母材区和临界热影响区组织由珠光体和铁素体转变为马氏体,焊接接头热影响区各亚区的组织均转变为大小不同的板条马氏体。硬度测试结果表明,焊态试样焊接接头的QP1180临界区存在软化现象,硬度值最低为335HV,22MnB5侧硬度值由母材处向焊缝升高,母材硬度最低为170HV;而在热成形后,QP1180临界区软化现象消失,硬度值趋于平缓,22MnB5母材处硬度比焊态试样硬度高了2倍。结论 与焊态试样相比,经热成形后激光拼焊板的焊后软化问题得到了解决。     

氧和氮对TiAl合金精密热成形显微组织和力学性能的影响

TiAl合金因其密度低、比强度高,在700~900 ℃具有良好的耐氧化性、抗蠕变和疲劳性能等优点,是最具应用前景的耐高温结构材料。氧、氮原子在TiAl合金真空熔炼、精密铸造、粉末冶金和增材制造等精密热成形中的变化,对组织转变和性能的影响不可忽视,氧、氮原子使合金室温塑性降低,是限制其工程化应用的关键因素之一。介绍了氧、氮原子对TiAl合金在精密热成形过程中显微组织和力学性能的影响,并进一步阐述了热成形工艺参数与TiAl合金氧和氮含量之间的关系。     

高强钢多道焊接头显微组织及力学性能

研究了10Ni3CrMoV钢以衬垫半自动CO2气体保护焊打底,并以埋弧焊盖面的多道焊焊接接头各个区域显微组织以及力学性能的变化。对20mm厚的对接接头熔合区、母材区和热影响区进行V型缺口冲击试验和硬度测试。结果表明:焊接接头抗拉强度都高于母材,且弯曲试验结果都合格,满足塑性要求;热影响区的冲击功最低而硬度值最大,通过金相分析可知,该区的低冲击功和高硬度是由其铸造组织以及在晶界出现的第二相所导致的。