Ti微合金化700MPa级汽车大梁钢的研究

通过实验,采用低成本Ti微合金元素进行强化,获得了抗拉强度745～760MPa,下屈服强度640～655MPa,伸长率为23. 0%～23. 5%的热轧钢板。同时,通过调整热轧工艺,获得了终冷温度与热轧板强度的关系。此外,研究了轧制过程不同阶段析出相的种类、分布以及析出量的变化情况。结果表明,钢板屈服强度、抗拉强度与其终冷温度基本呈线性关系,随终冷温度的降低,屈服强度和抗拉强度均明显提高。析出相的定量分析结果表明,在粗轧结束时,Ti的析出率接近50%,在精轧结束时,Ti的析出率接近60%。在700℃等温卷取后,Ti的析出率超过95%。降低卷取温度到650、600℃时,Ti的析出率分别降低到87. 5%、75. 2%。如果700℃终冷后采用空冷方式冷却,Ti的析出率最低,降低到只有63. 3%,与精轧结束时析出量相近。     

汽车用800 MPa级冷轧低合金高强钢的研制

采用C-Si-Mn-Nb-Ti-Cr-Mo合金成分体系,全流程控制关键生产工艺参数,研发出具有良好塑性和成形性的800 MPa级冷轧低合金高强钢。结果表明,试验钢的显微组织由铁素体、马氏体和少量贝氏体组成,铁素体基体中有弥散分布的第二相粒子和碳化物沉淀相。试验钢的屈服强度在800 MPa以上,断后伸长率大于10.5%,抗拉强度和屈服强度相差小于35 MPa,扩孔率在56.5%以上,180°冷弯角度下弯曲无可见裂纹,表现出良好的成形性能。     

热处理工艺对稀土微合金化1200MPa级高强钢性能的影响研究

结合目前国内以2250mm热连轧生产机组为代表的先进控轧控冷工艺,开发了轧制结束利用加密层流冷却进行分段淬火-等温配分-低温卷取自回火的在线热处理工艺（DQ&P&T）,与传统的离线调质热处理工艺（RQ&T）生产稀土微合金化高强钢（Rm≥1200MPa）进行对比研究分析。利用光学显微镜、扫描电子显微镜及配备的电子背散射衍射仪和拉伸试验机、冲击试验机、维氏硬度计,以及湿砂/橡胶轮磨损试验机分析检测手段,系统的分析了试验钢在两种热处理制度下组织转变形态和机械性能。研究表明:试验钢在两种热处理工艺,室温组织均由板条马氏体、贝氏体铁素体以及少量残余奥氏体组成。相比离线热处理（RQ&T）,采用在线热处理（DQ&P&T）试验钢的板条马氏体含量降低,贝氏体铁素体含量增加。等温转变形成的贝氏体铁素体穿插分割形变过冷奥氏体,促进组织晶粒尺寸细化和大角度晶界比例增加,提高了材料的强韧性和耐磨性。但在产品厚度方向硬度的均匀性劣于经RQ&T工艺处理的。在线热处理相比离线热处理生产Rm≥1200MPa高强钢效率提高,制造成本降低,且产品各项性能满足标准要求,证明在线热处理工艺是可行的。     

塔机吊臂800 MPa级高强钢的焊接

为了完成大型塔机吊臂的生产制作任务，对H80高强钢的材质及吊臂的工况做了简单介绍；分析了H80高强钢的焊接性，确定了焊接方法，并按“等强匹配”原则选择了焊接材料；根据工艺评定确定了焊接工艺参数及焊后热处理工艺。指出现场焊接时控制热输入及道间温度是该焊接工艺的关键。     

700 MPa级高强集装箱用钢的研制

介绍了屈服强度700 MPa级集装箱用高强钢的成分设计思路和主要的轧制工艺参数,并分析了产品的性能、组织和析出相。试制结果表明:通卷钢板的力学性能均匀,组织由位错密度很高的块状铁素体和少量贝氏体组成,析出相主要为不同形态的铌、钛的碳氮化物,在铁素体中析出的细小的TiC第二相粒子沉淀强化作用更大。     

变形和冷却工艺对含Ti-Nb高强汽车用钢组织性能的影响

为进一步降低成本和提高生产效率,通过热模拟实验研究了奥氏体化温度、变形温度、冷却速率和卷取温度对抗拉强度650 MPa级Ti-Nb微合金化汽车用钢组织和性能的影响规律,并进行了工业试制。结果表明：随着板坯加热温度的升高,实验钢中的析出物回溶于奥氏体中,使得奥氏体晶粒尺寸逐渐增大,综合考虑奥氏体晶粒尺寸大小和均匀程度,实验钢的最优奥氏体化温度为1 220℃;随着变形温度的升高,实验钢中的铁素体体积分数逐渐减少,晶粒逐渐粗化,实验钢的硬度变化是细晶强化和相变强化综合作用的结果;随着冷却速率的增加,实验钢中铁素体含量逐渐降低且晶粒逐渐细化,实验钢硬度增加;随着卷取温度的升高,实验钢的硬度逐渐降低,在本实验条件下最优的卷取温度为650℃。基于热模拟研究结果,在工业现场成功制备出抗拉强度650 MPa级高强汽车用钢,其组织为铁素体和少量的贝氏体;其屈服强度、抗拉强度、伸长率分别为593 MPa, 676 MPa和24.2%,满足EN 10149.2—1996标准的要求。     

Nb微合金化对Cr-Ni-Mo-V系高强钢组织及力学性能的影响

对含Nb与不含Nb的Cr-Ni-Mo-V系高强钢进行880℃×1 h淬火+300℃×3 h回火处理,并采用SEM、EBSD、TEM和物理化学相分析等技术分别对其微观组织和析出相进行观察分析。结果表明,添加了0.035%Nb的试验钢组织得到细化,马氏体板条块尺寸从3.1μm下降至2.9μm,且Nb的添加使得MC型析出相的含量增加,析出相尺寸分布得到优化,尺寸在18～200 nm的析出相含量明显增加。由于析出相含量的增加,固溶C含量有所下降,加之含Nb试验钢中的原始C含量稍低,导致含Nb钢的强度稍有下降,但仍达到2000 MPa水平。而马氏体组织的细化及析出相尺寸分布的优化使含Nb试验钢韧性明显提升,室温和-40℃低温冲击吸收能量(KU₂)均提高至44 J。     

工艺参数对Ti微合金化高强钢组织性能的影响

为实现高品质Ti微合金化高强钢的工业化生产,通过热模拟试验研究了加热温度、终轧温度、精轧阶段变形量、冷却速率和卷取温度对Ti微合金化高强钢组织性能的影响规律。结果表明,随着加热温度的升高,铁素体晶粒尺寸显著增大,试验钢硬度增大。随着终轧温度的降低和冷却速率的增大,铁素体晶粒尺寸逐渐减小,贝氏体含量增加,试验钢硬度增大。随着精轧阶段变形量的增大,铁素体含量增加,组织得到细化,细晶强化和相变强化共同作用的结果使得试验钢硬度逐渐降低。随着卷取温度的降低,试验钢的硬度先升高后降低,当卷取温度为610 ℃时,试验钢硬度最高。     

稀土微合金700 MPa级高强钢卷取过程中的时效组织和硬度

研究了稀土La对低合金高强钢热轧组织和时效硬度的影响。利用金相显微镜、透射电镜、显微硬度仪、X射线衍射仪等,对添加La含量不同的两种成分钢的显微组织、析出相进行了表征和分析。结果表明：添加0.003%的La,能促进针状铁素体的形成和细小碳氮化物的析出,使得组织均匀细化。采用在600 ℃卷取然后以6 ℃/s冷速冷却35 s到400 ℃后水冷的工艺,得到的试样硬度最高,且析出的第二相数量最多。     

800 MPa级高强钢的高温塑性研究

通过用Gleeble-3500热机械模拟试验机对化学成分(质量分数,％)为:C 0.07,Si 0.05,Mn 1.8,Al 0.03,Ti 0.02,Cu 0.3,Cr 0.5,Nb 0.015,Ni 0.17的A钢的高温力学性能展开研究,以0.001s-1应变速率,在温度范围650 ～1 350 ℃之间做一组高温拉伸试验,测得抗拉强度和断面收缩率.结果表明:A钢整体呈现较好的塑性,塑性低谷区温度范围较小.在775～1 250℃之间,断面收缩率均高于70％,塑性良好,第Ⅲ脆性区在650～775℃之间,A钢在700～750℃存在明显的塑性低谷.第Ⅲ脆性区断裂主要为沿晶脆性断裂,这主要是由于铁素体沿奥氏体晶界析出所致.实际连铸生产过程中可以避开此脆性区间,矫直温度尽量高于800℃.     

回火温度对1100 MPa级高强钢组织与性能的影响

研究了920 ℃水淬+不同温度回火后1100 MPa级高强钢的显微组织和力学性能。结果表明:回火温度为250 ℃时,所得到的力学性能最佳,抗拉强度、屈服强度、硬度、断后伸长率和冲击吸收能量分别为1423 MPa、1220 MPa、446 HV5、14.2%和56 J。随回火温度的升高,抗拉强度、屈服强度、硬度值整体呈现下降的趋势,冲击吸收能量先减小后增加。回火温度为150 ℃时,组织为回火马氏体和ε碳化物,析出的ε碳化物呈细长杆状。回火温度上升到250 ℃之后,马氏体板条稍有粗化,ε碳化物长大。随回火温度继续升高,板条马氏体逐渐转变为等轴铁素体,ε碳化物也会转变为渗碳体并逐渐球化粗化。     

800MPa级在线淬火水电钢的回火处理

对800 MPa级在线淬火(DQ)水电钢回火工艺进行试验研究,分析了3种不同回火温度对试验钢组织和性能的影响。结果表明,控轧后770~820 ℃快速水冷淬火后,在620~680 ℃之间回火,随着回火温度的升高,钢的屈服强度、抗拉强度下降,伸长率和冲击吸收能量提高。650 ℃回火处理可使试验钢达到最佳的强度和韧性匹配。试验钢在620~680 ℃回火后的组织为回火贝氏体,随回火温度的升高,组织中的碳化物逐渐长大并呈现粒状分布,贝氏体组织呈现多边形化特征。     

退火工艺路径对980 MPa级高强钢组织及性能的影响

为了提升980 MPa级高强钢局部成形性能,采用万能试验机、场发射扫描电镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)及综合成形试验机等研究了不同退火工艺路径的980 MPa高强钢微观组织和力学性能,并评价了其扩孔及局部成形性能。结果表明,除了有铁素体和马氏体两相外,新型Q&T工艺的组织结构还存在回火马氏体中间相,铁素体和马氏体平均晶粒尺寸分别为3.14μm和2.62μm,马氏体面积分数为61.0%,而传统工艺下为典型的铁素体及马氏体双相组织,铁素体和马氏体平均晶粒尺寸分别为4.77μm和2.77μm,马氏体面积分数为35.8%。两种工艺伸长率相差不大,但屈服强度和扩孔率具有明显差异,新型Q&T工艺下获得了更高的屈强比及扩孔性能,得益于其更小铁素体晶粒尺寸及铁素体和马氏体硬度差。传统工艺下真实断裂应变(TFS)与真实均匀应变ε_u比值为7.0,而新型Q&T工艺下比值为15.2,因此新型Q&T工艺下具有更优异的局部成形特性。     

800 MPa级热基镀锌复相钢的开发

设计了一种Nb、Ti微合金化低碳复相钢,采用SEM、TEM及力学性能测试等方法研究了退火镀锌过程中热轧复相钢显微组织、析出相和力学性能的演变规律,进行了800 MPa级热基镀锌复相钢工业试制。结果表明,热轧复相钢的显微组织主要由铁素体、马氏体和马/奥岛构成。退火镀锌过程中,马氏体和马/奥岛分解形成高温回火马氏体,铁素体内可动位错密度降低,同时析出纳米级Nb、Ti和Mo的复合碳化物,导致抗拉强度降低、屈服强度和扩孔率显著提高。热基镀锌复相钢的显微组织主要由铁素体和高温回火马氏体构成,屈服强度、抗拉强度、断后伸长率和烘烤硬化值分别为769 MPa、852 MPa、14.5%和43 MPa,扩孔率达到53%,具有良好的力学性能和局部成形性能。     

800 MPa级超级细晶粒钢点焊接头组织与性能

以驰豫-析出-控制相变工艺生产的800 MPa超细组织钢为研究对象,采用合理规范进行点焊。观察点焊接头的宏观形貌和显微组织,分析显微组织在焊接热循环作用下的转变规律;测量点焊接头的硬度分布曲线。结果表明,点焊接头焊接质量良好,没有焊接缺陷,能够满足实际生产需要;由于焊接热循环作用,点焊接头晶粒长大不可避免,焊接接头中包含了低碳马氏体、贝氏体、铁素体等组织;点焊接头的硬度高于母材组织,基本不存在软化现象。     

800MPa级低合金高强钢板的组织优化

测试了不同成分和工艺生产的800 MPa级低合金高强钢板的力学性能,借助光学金相显微镜、扫描电镜及透射电镜对其组织进行了分析。结果表明,800 MPa级低碳非调质钢,具有较低的淬硬倾向,可实现免预热焊接,该钢轧后冷速>12℃/s时,形成以针状铁素体和板条贝氏体为主的微观组织,钢板冲击韧性大幅度提高,且裂纹敏感性值更低,焊接后也表现出更强的抗裂性能。而800 MPa级中碳调质钢具有一定淬硬倾向,焊接时必须预热否则接头部位易出现裂纹,母材组织主要为回火马氏体,焊接接头组织为少量回火马氏体、大量未溶解碳化物及一定量准多边形铁素体,对塑性变形抗力很小。     

345 MPa级别耐火钢模拟火灾状态下的组织演变

利用光学显微镜、透射电镜等分别对模拟火灾状态下耐火钢的显微组织、M-A岛的变化进行分析,研究了高温下钢中析出相情况。结果表明,试验耐火钢的组织是由铁素体、少量粒状贝氏体和M-A岛组成的混合组织;在高温状态下,试验耐火钢的强度和显微硬度有所下降,但大部分M-A岛都表现出较好的稳定性;Nb和Ti的碳氮化物在基体或晶界析出所形成的第二相质点,以析出强化的方式来提高钢的高温强度。     

Characterization of the microstructure and hardness of the HAZ in a 800 MPa grade RPC steel

The microstructure and hardness of the HAZ in a 800 MPa grade ultra-low-carbon microalloyed steel were studied.The results indicate that the heat affected zone (HAZ) of the RPC (Relaxation- Precipitation- Controlling) steel possesses a continuous gradient structure, and can be classified into three zones, i. e. CGHAZ ( coarse-grain HAZ ) , FGHAZ (fine-grain HAZ ) and ICHAZ ( intercritical temperature HAZ ). The microstructures in the HAZ are all composed of bainite-like structure.The microstructare in the CGHAZ mainly consists of lath-like bainite and granular bainite . The influences of heat input and t8/5 on the hardness in the HAZ of RPC steel are notable. With the increase of heat input and t8/5, the softening tendency of HAZ becomes obvious. The hardening phenomenon that normally occurs in the CGHAZ does not take place with this steel in the range of experimental conditions. The softening in the ICHAZ is bound to occur. Hence appropriate welding technologies need to be selected.