合金元素对快速冷却过程中用大形变加工晶粒超细化行为的影响

1　序言最近对低碳 (C)钢的铁素体 (α)晶粒超细化的研究很活跃。在试验室规模小试样研究中 ,获得了晶粒直径 1μm的超细晶粒铁素体 (F)组织。这些晶粒细化方法不同于相变和再结晶。若将其详细分类 ,相变法包括 1 )在超过冷奥氏体 (γ)状态的加工和相变、2 )动的 F相变、3)在 (γ+α)二相区域的加工和相变 ,都是以 1个道次强压下和利用了在低温奥氏体 (A)区域加工作为共同特点的 ,再结晶法则成功利用 1 )马氏体 (M)、2 )贝氏体 (B)强压下后的再结晶研制出了超细晶粒 F组织。在超细晶粒组织的指导原理不断被发现的过程中 ,最近的研究方向…     

循环淬火细化对42CrMo钢组织及疲劳性能的影响

42CrMo经860℃循环淬火3次，550℃回火处理以后，奥氏体晶粒平均直径可细化到7μm左右，因而所形成的马氏体板条长度大大缩短。这种短小的回火板马氏体相对具有较低的疲劳缺口敏感性并可使屈服强度和伸长率同时提高。其中疲劳强度提高24％，对于相同的强度级别来说，伸长率可提高25％。晶粒细化以后，42CrMo的疲劳裂纹常常起源于表面擦伤处，而未经细化的疲劳裂纹则常起源于亚表面的夹杂处。     

宝钢曲轴用非调质钢的生产与展望

在实验室研究的基础上，开发了屈服强度为520MPa级的曲轴用微合金化非调质钢48MnV。工业生产了6000余吨φ151mm大规格圆钢，其各项性能满足了用户要求。指出了宝钢曲轴用非调质钢开发和努力的方向。     

含硼微合金钢奥氏体热变形行为

采用单道次压缩实验方法，通过Gleebe-1500热模拟试验机对成分(％)为：0．05C，1．57Mn，0。50Cu，0.05Nb，0．014H，0．0012B微合金化钢进行800～1100℃应力．应变曲线和再结晶组织演变的试验研究，建立了动态再结晶临界应变和晶粒尺寸模型。得出降低变形温度或提高变形速率可明显细化该微合金化钢的晶粒。     

铸造工艺参数和细化剂对K4169高温合金铸态组织的影响晶粒组织及晶粒细化机理

研究了K4169高温合金在各种工艺条件下及向熔体中加入复合细化剂时的晶粒组织．结果表明．降低浇注温度和加入复合细化剂可以明显细化冷凝后基体的晶粒和提高铸件断面等轴晶的比例。在通常的浇注温度1400℃下加入复合细化济．对合金熔体进行或不进行过热处理时．可使圆柱锭的品粒分别细化至ASTM11.7级和ASTM3．2级：断面等轴晶的比例分别达96％和99％以上．当浇注温度为1420℃，加入复合细化利并对合金熔体进行过热处理时，可使圆住锭晶粒细化至ASTMM10．5级，断面等轴晶的比例达90％以上，提出了晶粒细化的机理并对晶粒细化后断面等轴晶比例增大的现象进行了分析。     

合金化元素对热轧多相钢显微组织和力学性能的影响

回顾了良好成型性的高强度微合金钢的成分设计和形变热处理。通过添加Ti或Ti＋B复合添加使奥氏体晶粒优化，加之在轧材输出及卷取过程中进行恰当控轧和控冷可以获得拉伸强度超过1200MPa的马氏体钢。业已发现添加Si会降低材料对卷取温度变化的敏感性，从而也减少了力学性能值的离散。研究还发现，由于这些钢的强度较高。因此可以以较薄和较轻的型材用于汽车的安全关键部件，由于无需附加的热处理工序，因此马氏体钢种可降低生产成本。还对微合金化元素Nb及Ti对双相钢和TRIP钢性能的影响进行了探讨。     

微合金非调质钢技术浅析

微合金非调质钢因其成本较低、性能优良、环境污染小等优点,得以开发和应用,已成功应用于汽车工业、重型机械、建筑、石油化工、桥梁等领域。对微合金非调质钢中合金元素的作用及微合金非调质钢强韧化的方法等进行了分析,对微合金非调质钢的分类作了介绍,并阐述了铁素体-珠光体型、贝氏体型、马氏体型微合金非调质钢的特点及其生产技术。     

AlTiCRE合金细化剂对纯铝的细化作用

介绍了在纯铝中分别加入不同量的AlTiCRE合金细化剂，观察其铸态显微组织和测定其相应铸态试样的力学性能。实验结果表明，在纯铝中加入0．3％的该合金细化剂时，其晶粒最为细小均匀；相应地，铸态拉伸试样的力学性能得以提高。本文还讨论了AlTiCRE合金细化剂的细化机理。     

合金元素和工艺参数对热轧TRIP钢动态相变的影响

利用Gleeble热模拟试验机进行单轴压缩试验,研究了C-Mn-Si TRIP钢和C-Mn-Al-Si TRIP钢过冷奥氏体形变过程的组织演变,分析了合金元素和工艺参数对过冷奥氏体动态相变的影响.与等温相变相比,C-Mn-Si钢和C-MnAl-Si钢动态相变动力学明显加快.与C-Mn-Si钢相比,用质量分数约1%的Al替代Si后,C-Mn-Al-Si钢的A₃温度明显提高,在相同变形工艺条件下C-Mn-Al-Si钢过冷奥氏体动态相变较易发生,而C-Mn-Si钢动态相变得到的铁素体晶粒比较细小.减小动态相变前奥氏体晶粒尺寸,有利于过冷奥氏体动态相变的进行.提高过冷奥氏体形变时的变形温度或应变速率均对动态相变产生一定的阻碍作用,但影响不显著.     

铌对高钢级管线钢中第二相析出与奥氏体晶粒长大行为的影响

基于双亚点阵模型,计算了两种不同铌含量的高钢级管线钢在不同温度下Nb、Ti和Al的析出量,测定了不同加热温度和保温时间下奥氏体晶粒尺寸,建立两种钢奥氏体晶粒长大模型.发现Nb含量增加提高了其全固溶温度,并且温降过程中Nb析出量显著增多,在晶界两边析出的细小碳氮化物对奥氏体晶粒长大有显著的阴碍作用.高铌钢加热温度为1250℃时奥氏体晶粒显著粗化,预测模型也不同于1050~1200℃的模型,但相同保温温度下晶粒尺寸明显小于低铌实验钢.通过数据拟合计算出高铌钢的长大激活能远远高于低铌钢,再次证明高Nb的管线钢在1200℃以下能够有效地细化奥氏体晶粒,预测模型与实验值吻合较好.     

送装工艺对板坯再加热过程奥氏体晶粒细化的影响

连铸坯下线至加热炉的温度制度及其表层组织演变与热送或粗轧裂纹密切相关.基于热模拟实验分析了送装工艺对奥氏体转变特征和再加热晶粒尺寸的影响.高温共聚焦激光扫描显微镜原位观察表明,含Nb J55钢在双相区700℃热装时,组织为晶界膜状先共析铁素体、魏氏体和大量残留奥氏体,再加热至1200℃,奥氏体晶粒大小、位置都不变;单相区600℃温装时,组织为大量铁素体+珠光体,再加热至1200℃时,奥氏体晶粒明显细化.马弗炉模拟SS400钢双相区不同热装温度发现,铁素体转变量至少达70%时才可细化再加热后的奥氏体晶粒.在临界转变量以上,基体中铁素体转变量越多晶粒细化程度越明显.     

析出粒子对钛微合金化高强钢奥氏体晶粒长大的影响

通过析出粒子与奥氏体晶粒尺寸的定量关系,建立奥氏体晶粒长大模型,计算TiN和TiC析出粒子共同作用下钛微合金化钢奥氏体晶粒尺寸.根据析出相质点理论计算结果表明:随着加热温度的升高,析出粒子体积分数逐渐减少,粒子半径逐渐增大,TiC粒子强烈阻止奥氏体晶粒长大,TiN粒子对奥氏体晶粒长大钉扎效果一般.采用实验测试手段测量不同加热温度下保温30 min后实验钢的奥氏体晶粒尺寸,与理论计算结果吻合较好.     

In-situ observation on austenite grain growth of a Nb microalloyed high-carbon steel

It was reported in previous studies that the growth of austenite was inhibited by the pinning effect of Nb containing precipitates and the solute dragging effect of solute Nb. The effect of Nb on austenite grain growth of high carbon steel was investigated by laser scanning confocal microscope (LSCM). Microstructure evolution during heating process of the tested steel was observed by in situ observation. The results show that even without the pinning effect of Nb containing precipitates (at high temperatures), Nb can hinder the growth of austenite grains due to the solute dragging effect of Nb. Two models were used to fit the austenite grain growth process, and the Beck growth models of Nb microalloyed high carbon steels at different heating temperatures were established. The austenite grain growth kinetics model considering the influence of heating temperature and holding time can accurately predict the austenite grain growth process of Nb microalloyed high carbon steels.     

Nb微合金化高碳钢奥氏体晶粒长大原位观察

摘要：以往研究表明Nb析出相钉扎和固溶Nb溶质拖曳作用共同阻碍奥氏体晶粒长大。采用高温共聚焦显微镜研究了Nb对一种高碳含Nb钢奥氏体晶粒长大的影响,对含Nb钢加热过程组织演变进行原位观察。结果表明,Nb在没有钉扎作用下（即高温条件下）仍能起到阻碍奥氏体晶粒长大的作用,该阻碍效果主要是固溶Nb的溶质拖曳作用引起的。采用2种模型对奥氏体晶粒长大行为进行拟合,给出了不同加热温度下Nb微合金化高碳钢的Beck长大方程,同时考虑到加热温度和保温时间的共同影响,根据原位观察结果得到实验钢的奥氏体晶粒长大动力学模型,该模型能够较准确地预测Nb微合金化高碳钢奥氏体晶粒长大行为。     

曲轴用非调质钢C38N2的静态再结晶行为

通过热模拟实验、光学金相及透射电镜分析观察,研究了奥氏体化条件、变形温度、变形速率、变形量以及道次间隔时间对曲轴用非调质钢C38N2轧制道次间的静态再结晶体积分数和残余应变率的影响规律.实验结果表明：随着变形温度的升高、变形速率的增大、变形量的增大或道次间间隔时间的增长,静态再结晶的体积分数逐渐升高,道次的残余应变率逐渐降低;原始奥氏体晶粒尺寸增大,静态再结晶体积分数降低,但变化不大;在1250℃以下,随着奥氏体化温度的升高,静态再结晶体积分数降低不明显,但在1250℃以上,奥氏体化温度的升高明显降低了静态再结晶体积分数.通过线性拟合以及最小二乘法,得到静态再结晶体积分数与不同变形工艺参数之间关系的数学模型;对已有残余应变率数学模型进行修正,得到含有应变速率项的残余应变率数学模型,拟合度较好.     

低合金铜时效强化钢奥氏体化过程的动力学模型

通过高温金相试验,研究了一种船用低合金铜时效强化钢在不同加热温度和保温时间下的奥氏体晶粒长大行为和尺寸分布规律。结果表明:随着加热温度的升高,奥氏体晶粒尺寸逐渐增大,并且在不同的温度区间,奥氏体晶粒具有不同的长大速度。随着保温时间的延长,奥氏体晶粒也逐渐长大,但加热温度越高,奥氏体晶粒长大速度越快。各加热温度及保温时间下奥氏体晶粒尺寸呈对数正态分布,且随着加热温度升高或保温时间延长,对数正态分布曲线峰值横坐标右移,峰值频率下降。通过对试验数据进行回归分析,建立了适用于本钢种的奥氏体晶粒长大的动力学模型,模型计算值与试验值吻合较好,平均相对误差小于5%,所建立的模型具有较高的精准性和可靠性。     

模锻变形对曲轴用非调质钢1538MV显微组织的影响

影响曲轴锻后组织的主要因素有变形量、终锻温度、金属流动及锻后冷却. 本文采用数值模拟的方法研究了曲轴用非调质钢1538MV的锻造过程,并对轧材原料和曲轴成品的显微组织进行了分析,探讨了模锻变形对曲轴显微组织的影响. 研究结果表明,曲轴较高的锻造温度和较小的变形量使得曲轴的锻后组织较轧材有所粗化. 曲轴变形过程中的温度和应变分布不均导致了曲轴组织的不均匀. 曲轴的铁素体含量和珠光体片层间距都低于轧材,且部分位置出现了贝氏体组织,这说明曲轴锻后的相变区冷速过快,应当进一步优化曲轴锻后冷却制度. 另外,曲轴锻造过程中的偏析区金属流动对曲轴的锻后组织产生了明显的影响,也是造成贝氏体组织产生的原因,应严格控制轧材的质量. 研究结果为轧材质量的提升和曲轴锻造工艺及锻后冷却制度的优化指明了方向.     

Effect of vanadium on the microstructure and properties of metastable austenitic stainless steel AISI 301LN

In this study,the effect of vanadium on the microstructure and properties of the metastable austenitic stainless steel AISI 301LN w as investigated. Results of the study show that the addition of vanadium can refine grains and increase the strength of AISI 301LN by solution treatment. After 60%cold-rolling reduction,the microstructure of the steel w as composed of w ork-hardened austenite bands and deformation-inducedɑ'martensite.Considerable w ork-hardening and phase transformation strengthening occurred. After cold rolling and subsequent annealing,the deformation-inducedɑ'martensite w as reversed into fine-grained austenite. The w orkhardened austenite bands underw ent recrystallization; how ever,the structure of the recrystallized austenite grains w as coarser than that of the reversed ones.Simultaneously,the strength of the experimental steels decreased w ith the increase in annealing temperature. The pinning effect of precipitates of vanadium inhibited the grow th of austenite grains.Thus,the desirable combination of strength and ductility w as obtained by grain refinement.