Al元素对耐候桥梁钢微观组织及力学性能的影响

利用金相显微镜(OM)、透射电镜(TEM)、拉伸试验机和冲击试验机等设备研究了Al含量对耐候桥梁钢的微观组织和力学性能的影响。结果表明:Al具有强化铁素体、抑制铁素体向珠光体转变的作用。尽管Al的添加有使钢晶粒粗化的倾向,但能显著提高钢的塑性和韧性,尤其是低温冲击韧性提高更为明显。随着Al含量的增加,钢的断后伸长率、低温冲击韧性和耐腐蚀性能提高,强度略有降低。Al的添加使耐候桥梁钢的室温断裂方式由解理断裂向韧性断裂转变。     

轧制工艺对高性能桥梁钢组织与性能的影响

对高性能桥梁钢的成分进行了设计,并通过不同的控轧控冷工艺轧制成不同板厚的钢板。钢板经过回火后,进行了力学性能的测试及组织分析。结果表明,高性能桥梁钢回火后的强度较高,屈服强度达到600 MPa以上,伸长率达到20%以上。由于轧制工艺的不同,不同板厚的钢板冲击性能有较大的差距;显微组织主要由粒状贝氏体和板条贝氏体组成。测定了高性能桥梁钢的连续冷却转变曲线,结果表明：实际生产中,应将冷速控制在10～30℃/s,开始冷却温度约780℃,此时的相变组织为较均匀的贝氏体组织。     

弛豫处理对低碳贝氏体钢组织性能的影响

用膨胀法测定了贝氏体钢的连续冷却转变曲线,对转变产物进行了显微组织观察,研究了冷却速率对贝氏体组织形成的影响,并讨论了合金元素对试验钢性能的影响.研究表明,试验钢在冷却速率为2 ℃/s时已有较多的贝氏体组织发生转变;合金元素V抑制了铁素体和珠光体的转变;Cr提高了贝氏体开始转变的温度.结果表明,在很宽温度围内都可以得到以贝氏体为主的转变组织; V的加入扩大了贝氏体转变区,细化了铁素体晶粒;适量Cr的加入提高了试验钢的抗拉强度,并降低了屈强比.     

不同热处理工艺对大厚度桥梁钢组织和性能的影响

研究了不同热处理工艺对C-Mn-Nb-V成分体系大厚度耐候桥梁钢组织特征的影响。利用光学显微镜、扫描电镜(SEU)和背散射电子衍射(EBSD)研究了TMCP、TMCP+回火和TMCP+调质3种不同工艺下钢板的组织演变特征。结果表明,采用TMCP工艺处理后,钢板组织为粒状贝氏体、多边形铁素体以及M/A岛组成的复相组织;采用TMCP+回火工艺处理后,回复和再结晶程度高,M/A岛消失,组织细小均匀,最终组织为粒状贝氏体和多边形铁素体;采用TMCP+调质工艺处理后,得到了粒状贝氏体、多边形铁素体和少量的M/A岛的混合组织,晶粒在再结晶后略有长大。因此,TMCP+回火工艺后,钢板的显微组织最为优良,综合力学性能最好。     

冷却工艺对Q500qE桥梁钢组织与性能的影响

以高强度桥梁钢Q500qE为对象,研究不同冷却工艺对其组织和性能的影响规律。研究表明,低速冷却(5℃/s)工艺所得组织以粒状贝氏体为主,M/A岛尺寸粗大,虽然屈强比较低,但强度偏低,韧性较差;高速冷却(25℃/s)工艺所得组织以板条贝氏体为主,M/A岛呈球状或棒状,强度和韧性均得到较大提升,但屈强比偏高;分段冷却(20℃/s+空冷+20℃/s)工艺所得组织为多边形铁素体+板条贝氏体+粒状贝氏体的复合组织,M/A岛细小弥散,屈强比最低,韧性最高,综合性能最佳。     

中厚板桥梁钢焊接工艺分析及组织性能研究

通过数值模拟和实际焊接的方法确定中厚板桥梁钢的合理焊接工艺,并对该工艺条件下的焊接接头进行组织性能分析。结果表明:最佳焊接工艺为:打底焊U=30 V、I=500 A,填充焊U=30 V、I=550 A,封面焊U=30 V、I=600A;桥梁钢不同焊层HAZ的组织随着热输入量的增加而逐渐粗大,粗晶热影响区的组织主要为贝氏体;焊接接头具有较高的强度、塑性,焊接接头各个部位均表现出较好的冲击韧性。     

TMCP工艺对车轮钢组织及扩孔性能的影响

采用TMCP(ThermoMechanical Controlled Process)实验,研究了不同冷却方式对汽车车轮用低碳FB钢的组织及扩孔性能的影响,以及FB钢扩孔时的断裂类型及断裂机理。结果表明,采用连续冷却的实验钢,得到了针状铁素体＋贝氏体组织,针状铁素体明显降低了两相硬度比,改善了扩孔性能。FB钢在扩孔过程中的断裂机理为微孔聚集的韧性断裂。实验结果可为进一步研究低碳FB钢在车轮上的应用提供实验依据。     

热处理工艺对35CrMo钢组织及性能的影响

利用SEM、金相显微镜、冲击试验机研究了淬火+回火、贝氏体等温淬火两种热处理工艺对35CrMo钢组织及性能的影响。结果表明,随回火温度提高或贝氏体含量的增加,材料的强度降低、塑韧性增加;回火索氏体组织的冲击断口表现为塑性韧窝状,而贝氏体/马氏体复相组织的冲击断口的纤维区表现为塑性韧窝状,放射区表现为脆性解理断裂;在等强度、塑韧性条件下,回火索氏体裂纹形成功低于贝氏体/马氏体复相组织,当裂纹形成后,回火索氏体组织裂纹扩展功高于贝氏体/马氏体复相组织。     

高韧性耐候桥梁钢焊接材料研制

针对E级Q345qENH和Q370qENH耐候桥梁钢,开展配套的焊接材料研制工作,研制出HTJ-507CrNiCu焊条、HTW-550GN气体保护焊焊丝、HTM-550GN埋弧焊焊丝/HTF-101GN埋弧焊焊剂3套高韧性耐候桥梁钢焊接材料。结果表明,研制的3套高韧性耐候桥梁钢焊接材料具有优异的力学性能和耐大气腐蚀性能,特别具有优良的低温韧性。     

高韧性耐候桥梁钢焊接材料研制

针对E级Q345qENH和Q370qENH耐候桥梁钢,开展配套的焊接材料研制工作,研制出HTJ-507CrNiCu焊条、HTW-550GN气体保护焊焊丝、HTM-550GN埋弧焊焊丝/HTF-101GN埋弧焊焊剂3套高韧性耐候桥梁钢焊接材料。结果表明,研制的3套高韧性耐候桥梁钢焊接材料具有优异的力学性能和耐大气腐蚀性能,特别具有优良的低温韧性。     

空冷弛豫对铌微合金化热轧TRIP钢组织性能的影响

通过热轧试验研究了轧后空冷弛豫时间对铌微合金化热轧TRIP中厚板组织和力学性能的影响,结合光学显微镜、扫描电镜、透射电镜及XRD分析了弛豫过程各组成相的尺寸、含量变化以及铁素体基体上的位错组态和微合金碳氮化物的析出行为.结果表明,采用820 ℃终轧并弛豫80～120 s后超快冷的工艺可以得到含有铁素体、贝氏体和残留奥氏体的多相组织,弛豫时间显著影响铁素体晶粒尺寸、铁素体量以及铁素体基体上的位错密度和沉淀析出量.随着弛豫时间的延长,试验钢的屈服强度和抗拉强度呈降低趋势.空冷弛豫80 s时,试验钢的抗拉强度、伸长率和强塑积分别达到820 MPa,37.5%和30750 MPa·%的最大值.     

超高强度冷轧耐候马氏体钢的组织与性能

介绍了采用鞍钢常规喷气冷却连续退火机组试制一种冷轧超高强耐候马氏体钢的工艺流程,并使用金相显微镜、扫描电镜、透射电镜、X射线衍射仪及室温拉伸试验等手段对其显微组织和力学性能进行了表征。结果表明,试验钢组织由板条马氏体和少量残留奥氏体组成,马氏体有明显的分解现象,同时在马氏体基体中有大量弥散分布的渗碳体和碳化物析出。试验钢的综合力学性能良好,屈服强度可达1 039 MPa,抗拉强度达到1 131 MPa,断后伸长率A50为9.0%。通过微合金元素V和Ti的沉淀强化和细晶强化作用,试验钢的强度提高。     

热处理工艺对51CrV4钢组织及性能的影响

研究了淬火回火和等温淬火热处理工艺对51CrV4钢显微组织、力学性能及疲劳性能的影响。结果表明,与淬火回火的传统热处理工艺相比,51CrV4钢等温淬火热处理后显微组织为下贝氏体+马氏体+残留奥氏体的复相组织,抗拉强度、断后伸长率、断裂韧性及疲劳极限分别提高14%、24%、34%和15%,获得高强度、高塑性和高韧性的综合力学性能,以及优良的疲劳性能。     

热处理工艺对切割机械用钢组织及性能的影响

研究了热处理工艺对W6Mo5Cr4V3Co8高速钢显微组织和硬度的影响。结果表明,不同截面方向和不同尺寸规格的高速钢显微组织都具有高度的一致性。其淬火温度范围较宽,并且淬火后均匀细小的碳化物颗粒阻碍了奥氏体晶粒的长大。高温回火后,高速钢呈现出明显的二次硬化特征。     

Cu及热处理工艺对9Ni钢组织及性能的影响

通过实验研究了Cu元素及热处理工艺对9Ni低温钢组织与力学性能的影响。结果表明,添加Cu元素后,材料的低温冲击韧性明显得到提升,而抗拉强度和屈服极限变化不大。调质热处理后,材料的力学性能及低温冲击性能均明显得到改善。通过光学显微镜观察发现,热轧态的9Ni钢微观组织主要为淬火马氏体,经热处理后则主要为回火马氏体;进一步通过扫描电镜观察可以发现,调质热处理后,材料的基体组织为回火马氏体,在基体上分布着白亮色的粒状和板条状的淬火马氏体和回转奥氏体混合物。通过X射线衍射检测发现,添加Cu元素后回转奥氏体的数量增加。Cu对9Ni钢低温韧性的改善主要有以下两方面原因:一是钢中Cu、Ni等元素的富集大大提高了回转奥氏体的稳定性并增加了其含量,二是Cu元素的添加使回转奥氏体在晶内、晶界的分布更加均匀、弥散,从而提高了9Ni钢的低温韧性。     

热处理工艺对Q125钢组织性能的影响

采用Gleeble-2000热模拟试验机,以套管钢Q125为研究对象,研究了连续冷却过程冷速对相变行为的影响,以及奥氏体化温度、加热速率对试验钢组织遗传的影响和晶粒细化作用的机制。结果表明:热轧生产在580～660℃终冷可以获得铁素体+珠光体的低强度组织;试验钢在950℃及以上温度可以充分奥氏体化,随奥氏体化温度的升高淬火态组织呈细化趋势;经1～100℃/s的加热速度升温至950℃奥氏体化后淬火,淬火态组织随加热速度升高亦呈细化趋势。根据热模拟的结果进行实验室调质热处理,经950℃淬火+550℃回火后,屈服强度提高至943 MPa、抗拉强度提高至1055 MPa、屈强比0.89、断后伸长率A_(50)=16.5%,均满足API 5CT标准要求。     

高等级耐候桥梁钢焊接材料的研发

本文针对屈服强度345~420 MPa,质量等级为E级的高等级耐候桥梁钢在生产中大量使用为背景,研发了与之匹配的经济性、耐腐蚀性、强韧性兼备的成套耐候焊接材料,打破了该级别进口耐候桥梁钢焊接材料的垄断。     

热处理工艺对齿轮钢组织与性能的影响

以22Cr Mo H和20Mn Cr5钢为对象,通过金相观察和硬度测试研究锻后连续冷却、普通正火、等温正火和锻造后余热正火等工艺对渗碳齿轮钢组织与性能的影响。结果表明,随着等温温度的降低,组织中贝氏体数量增加,齿轮钢的硬度逐渐增大。在同一等温温度下,22Cr Mo H钢的硬度高于20Mn Cr5钢。     

热处理工艺对RAFM钢组织与性能的影响

现有低活化铁素体/马氏体(RAFM)钢的室温力学性能和高温力学性能都还不能完全满足下一代聚变反应堆的高效率运行条件,选用电渣重熔技术熔炼了一种新的RAFM钢.研究了淬火温度和回火温度对新RAFM钢微观组织和力学性能的影响,利用光学显微镜和扫描电镜对其性能进行了测试与分析.结果表明,RAFM试验钢采用980 ℃淬火+780 ℃回火热处理工艺时,组织为板条马氏体;室温抗拉强度为680.79 MPa,伸长率为31.1%,断面收缩率为71.91%.