冷却速率对ES355Al钢相变行为及组织的影响

采用DIL805淬火膨胀仪、金相显微镜及显微硬度计,研究了ES355Al钢连续冷却过程的相变及组织转变规律,分析了冷却速率对ES355Al钢相变及组织演变的影响。结果表明:过冷奥氏体在冷却过程中发生铁素体转变、珠光体转变、贝氏体转变和马氏体转变。在冷速为0.2~1℃/s时,发生铁素体析出和珠光体转变;在冷速为2~7℃/s时,发生铁素体析出、珠光体转变和贝氏体转变,其中7℃/s为珠光体转变结束的临界冷速;,2℃/s、15℃/s分别为贝氏体、马氏体开始转变的临界冷速。ES355Al钢的显微硬度随着冷速增加而增加,由冷速0.2℃/s时的170 HV5增加到20℃/s时的350 HV5。     

60mm厚Q690D钢连续冷却转变静态CCT曲线及组织

利用膨胀法结合金相-硬度法,在Formast-F全自动相变仪上测定了60mm厚Q690D钢连续冷却转变静态CCT曲线,研究了冷却速度对显微组织、硬度的影响。结果表明:当冷速小于1℃/s时,转变产物为铁素体、珠光体和贝氏体;当冷速为1~3℃/s,转变产物为铁素体、贝氏体;当冷速为5~40℃/s,转变产物为贝氏体、马氏体;当冷速大于40℃/s时,转变产物为完全马氏体;当冷速小于20℃/s时,显微硬度逐渐升高;当冷速在20~100℃/s时,显微硬度在390 HV左右。     

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。     

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。     

37Mn5钢的连续冷却转变曲线

利用热膨胀仪测得不同冷却速度下的膨胀曲线,采用切线法确定各冷速下的相变温度,结合显微组织和维氏硬度检测绘制出37Mn5钢的CCT曲线。结果显示,当冷却速度＜5℃/s时,组织为铁素体和珠光体;冷却速度在5~40℃/s时,组织中形成贝氏体,冷速在5℃/s时开始发生贝氏体转变,10℃/s时开始发生马氏体转变;当冷却速度≥40℃/s 时,组织全部成为板条马氏体。     

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。     

管线钢X80的CCT曲线研究

采用膨胀仪研究管线钢X80连续冷却过程中的相变规律。采用热膨胀法和金相法相结合测绘管线钢X80的CCT曲线,并研究冷却速率对组织和硬度的影响规律。实验结果表明:不同的冷却速率下实验钢的组织不同。低冷速下,管线钢X80的组织均为多边形铁素体外加少量的珠光体;随着冷速的增加(3℃/s时),多边形铁素体逐渐转变为针状铁素体;当冷速达到50℃/s以上时,还会出现贝氏体组织。随冷速的提高,实验钢的硬度呈逐渐上升趋势。     

铁素体珠光体型非调质钢连续冷却转变的研究

采用DIL805L淬火相变膨胀仪研究了铁素体珠光体型非调质钢的连续冷却相变组织变化规律,分析了冷却速率和合金元素对相变组织、显微硬度和CCT曲线的影响。结果表明,Mo有助于获得针状铁素体组织,进而提高韧性,Mn与微合金元素V有助于提高钢的综合力学性能;冷速增大至0.5 ℃/s时,开始出现针状铁素体;冷速小于1 ℃/s时,获得完全的铁素体+珠光体组织;随着冷速的增大,钢的硬度不断增大。     

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。     

含钛微合金钢的动态CCT曲线

研究了不同冷却速率下一种含钛微合金钢的相变过程与相变温度的变化,结合金相-硬度法获得该含钛微合金钢的动态CCT曲线。结果表明:含钛微合金钢的Ac_1=702℃、Ac_3=826℃;随着冷速增加,奥氏体转变开始和结束温度逐步下降;冷速小于1.5℃/s时,组织为铁素体与珠光体;1.5~2.5℃/s冷速为贝氏体产生的临界冷速;冷速为5~10.0℃/s时,组织主要是贝氏体;冷速为15~20℃/s时组织为下贝氏体与少量马氏体;随冷速增加,硬度整体呈升高趋势。     

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。     

气保焊丝钢ER70S-G过冷奥氏体的连续冷却转变

利用DIL805A膨胀仪测定了ER70S-G钢的过冷奥氏体连续冷却转变（CCT）曲线,并结合金相-硬度法确定过冷奥氏体在不同冷却速率下的组织转变。结果表明,ER70S-G钢连续冷却过程中,冷速在0.1~0.6 ℃/s范围内时,组织为铁素体+珠光体;冷速为0.8 ℃/s时,组织为铁素体+珠光体+贝氏体;冷速在1~20.0 ℃/s范围内时,组织为铁素体+贝氏体。     

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。     

Cr-Mo系调质钢的连续冷却转变规律

采用DIL805L淬火相变膨胀仪研究了一种Cr-Mo系合金结构钢在连续冷却过程中的相变规律,膨胀法与金相-硬度法结合,绘制出该钢的连续冷却转变曲线。结果表明:当冷速小于0.1℃/s时,主要发生铁素体/珠光体转变;冷速增大,贝氏体和马氏体相继出现,当冷速在0.5～1.5℃/s时,发生铁素体/珠光体和贝氏体转变;冷速大于3℃/s时,马氏体开始出现,硬度值随着冷速的升高不断增大,合金元素Cr、Mo的加入大大提高了试验钢的淬透性。     

低成本900 MPa级工程机械用钢连续冷却转变行为的研究

针对当前不含Mo 低成本900 MPa级工程机械用钢的生产,采用Formastor-FⅡ相变仪,研究了900 MPa级工程机械用钢的连续冷却相变行为,分析了试验钢在连续冷却条件下的显微组织、显微硬度变化规律和贝氏体相变过程;结合热膨胀法和金相-硬度法绘制了试验钢的连续冷却转变曲线。结果表明:当冷却速率为0.25~0.5 ℃/s时,试验钢组织主要为铁素体和粒状贝氏体;冷却速率为1~2 ℃/s时,试验钢组织由粒状贝氏体和板条贝氏体组成;冷却速率为5~20 ℃/s时,试验钢组织为板条贝氏体和互锁状贝氏体,随着冷却速率的提高,板条贝氏体相变温度区间变窄,互锁状贝氏体相变温度区间变宽。冷却速率为5 ℃/s时,以板条贝氏体相变为主导,晶界形核速率高于晶内形核速率;冷却速率为10~20 ℃/s时,以互锁状贝氏体相变为主导,晶内形核速率高于晶界形核速率。冷却速率为0.25~2 ℃/s时,试验钢显微硬度随着冷却速率的增加而增加,硬度值从188HV升高到239HV;冷却速率为2~5 ℃/s时,出现硬度平台;冷却速率为5~20 ℃/s时,试验钢显微硬度随冷却速率的增加而增加,硬度值从240HV升高到270HV。     

960MPa级高强钢的连续冷却转变

采用DIL805L淬火相变膨胀仪,结合光学和扫描电镜组织观察,对960 MPa级高强钢的连续冷却转变进行了研究。结果表明:冷速在0.1~2 ℃/s时,室温组织为铁素体+珠光体+贝氏体,冷速在2~10 ℃/s时,组织为铁素体+贝氏体;当冷速在20~80 ℃/s时,获得全贝氏体组织。在连续冷却转变曲线中,高温转变区和中温转变区未分开,且相变温度随着冷速的增大而减小。     

免退火冷镦钢SWRCH35KM的相变行为及组织演变

用Gleeble-1500热模拟试验机研究了RE微合金化免退火冷镦钢SWRCH35KM热变形后连续冷却过程相变规律和显微组织演变特征。结果表明,试验钢0.1~25 ℃/s冷速范围内均发生了铁素体和珠光体转变,冷速0.1~0.2 ℃/s时细小珠光体区有明显球化行为,而冷速在＞2 ℃/s后开始出现针状铁素体和魏氏组织。为了获得均匀细小的铁素体基体加在线球化珠光体组织,需在斯太尔摩冷却线采用分段冷却控制思路,吐丝温度至750 ℃范围内冷速宜＞2 ℃/s,抑制粗大先共析铁素体,而在750~680 ℃时冷速需1~2 ℃/s,以避免魏氏组织和针状铁素体;680~640 ℃珠光体转变温度区间冷速应≤0.1 ℃/s,以促进珠光体在线球化。     

SDP2新型贝氏体模具钢的相变及动力学

对新开发大截面贝氏体塑料模具钢SDP2在极低冷速下的过冷奥氏体连续冷却转变过程和相变动力学进行了研究。采用DIL805A高精度差分热膨胀仪测量SDP2钢线膨胀行为,利用SEM分析冷却转变产物;根据JMA公式计算SDP2钢贝氏体相变激活能和Avrami指数。结果表明,SDP2钢过冷奥氏体连续冷却过程包含珠光体、贝氏体和马氏体转变,而无铁素体转变;当冷速大于0.02℃/s时,转变产物以下贝氏体或马氏体为主;小于0.02℃/s时,以上贝氏体或粒状贝氏体为主,并出现珠光体。SDP2钢贝氏体转变的激活能为117 k J/mol,SDP2钢在不同冷速下贝氏体转变动力学指数Avrami指数n≈2~3,经分析计算所得的Avrami指数值所对应的显微组织形态和实验所观察到的显微组织相符合。     

S500Q水电用钢的静态连续冷却转变

利用DIL805L热膨胀仪测定了S500Q水电用钢在不同冷速下连续冷却转变的热膨胀曲线,结合组织观察和显微硬度测定,获得了该钢种的静态连续冷却转变曲线。结果表明,冷速在0.5℃/s以下,组织为铁素体、珠光体和粒状贝氏体,冷速在0.5~5℃/s之间,组织为粒状贝氏体和板条贝氏体,冷速在20℃/s以上,组织完全为马氏体。     

高性能桥梁钢Q370qE-HPS过冷奥氏体连续冷却相变行为

利用Gleeble 1500D型数控动态热-力学物理模拟试验机,针对新近研发的Q370q E-HPS高性能桥梁钢进行了过冷奥氏体连续冷却相变行为研究。结果表明,当冷却速度小于5℃/s时,形成铁素体+珠光体组织,当冷却速度在8℃/s~15℃/s时,形成针状铁素体+贝氏体组织。Q370q E-HPS高性能桥梁钢铁素体转变温度区间为700~800℃,贝氏体转变温度区间为550~700℃,与传统正火工艺桥梁钢Q370q E相比较,Q370q E-HPS钢转变开始温度高。Q370q E-HPS钢两阶段变形后的冷速≤5℃/s时形成均匀细小的铁素体+珠光体组织,可作为控冷阶段的参考冷速。