经济型低碳贝氏体复相钢的开发及应用

在实验室研究的基础上，以硅、锰为主元素，并通过热轧工艺的控制和优化，开发了一种低碳贝氏体复相热轧薄板，并在宝钢集团上海梅山钢铁公司热连轧机上进行了屈服强度450MPa级别的贝氏体热轧板的生产试制。结果表明，试验钢的平均屈服强度为500MPa，抗拉强度为590MPa，伸长率为24％，且具有良好的冲击韧性。实验钢已成功用于工程结构，能有效地降低材料消耗，减轻构件重量。     

用应力松驰方法研究低碳贝氏体钢的析出过程

和其它测试方法相比，应力松驰试验是研究析出过程的最好方法。用力学方法研究冶金现象是当今流行的方法，二者的结合将有利于优化冶金过程并加深化对物理现象的理解。用应力松驰方法研究低碳贝氏体钢的析出过程，就是一个实例。文中选用含Ｍｎ，Ｎｂ和Ｂ的低碳贝氏休为试验材料，试验温度范围为８００－９５０℃。试件经固溶处理，固溶温度为１２５０℃，松驰前施加２０％的预应变，应变速为１０＾－１／ｓ。试验结果用Ｓｔｒｅｓｓ     

低碳铁素体贝氏体复相钢的组织特征及强韧性

对一种低碳钢进行了控轧控冷试验,获得了具有铁素体和贝氏体的复相组织。利用拉伸试验机、光学显微镜、TEM等手段对复相钢的强韧性、显微组织及断口形貌进行了测试与分析。结果表明:贝氏体组织主要由宽度约为1μm的铁素体板条束组成,同时在基体上存在弥散分布的碳化物。具有铁素体贝氏体复相组织钢的屈服强度超过430MPa,且具有较低的脆性转变温度。复相钢的强化机制主要为细晶强化和贝氏体相变强化。单轴拉伸过程的能量分析表明:贝氏体的体积分数、贝氏体的分布及铁素体的晶粒尺寸是影响拉伸变形中各部分能量分配的主要因素。     

无碳化物贝氏体／马氏体复相钢的新进展

所研制的具有稳定残留奥氏体薄膜的无碳化物贝氏体 /马氏体复相钢 ,出现第一类回火脆性的温度范围提高到 370℃以上。由此可以通过提高回火温度改善钢的韧性 ,降低钢的氢脆敏感性。经 36 0℃回火后 ,所研钢的σb 为 15 80MPa,AKU为 81J ,该钢的KISCC值超过 5 0MPa·m1/ 2 。     

锰硅系贝氏体／马氏体复相钢中贝氏体精细结构的研究

利用原子力显微镜（AFM）、扫描隧道显微镜（STM）、透射电子显微镜（TEM）、光学显微镜（OM）等分析手段对锰硅系贝氏体／马氏体复相钢中贝氏体的结构进行了研究。观察到氏碳锰硅钢中的贝氏体组织由亚片条、亚单元组成,利用原子力显微镜（AFM）及透射电子显微镜（TEM）在贝氏体单元中发现有以残余奥氏体膜为分界面的精细结构的存在。观测结果可用贝氏体相变的激发形核－台阶长大机制做合理解释,为锰硅系贝氏体／马氏体复相钢的合金组织设计、组织结构和性能关系的研究提提供了实验依据。     

0.02%Nb空冷仿晶界型铁素体/粒状贝氏体复相钢的相变及强韧性

采用Gleeble-1500D热模拟机进行热模拟实验和轧制实验,研究了添加0.02%Nb对仿晶界型铁素体(F_(GBA))/粒状贝氏体(B_G)复相空冷钢相变及力学性能的影响.结果表明,0.02%Nb使该钢的连续冷却转变曲线右移,淬透性增加;0.02%Nb抑制了γ→α相变,细化了仿晶界铁素体,促进了粒状贝氏体转变,细化了粒状贝氏体及其内部的铁素体片条及马氏体-奥氏体(M-A)岛.与不含Nb的F_(GBA)/B_G复相钢相比,由于组织细化及强化相体积分数的提高,含0.02%Nb的复相钢经轧后空冷后抗拉强度上升了157 MPa,屈服强度增加了93 MPa,强化效果显著.分析了添加0.02%Nb使复相钢的组织细化及强化相体积分数增加的原因.     

等温温度对低合金复相钢力学性能的影响

研究了质量分数为0．4％C、1．5％Si、1．5％Mn、0．95％Cr、添加微量稀土的试验钢的力学性能，试验钢由真空感应炉熔炼，经扩散退火、等温淬火处理后，利用扫描电子显微镜进行组织观察分析和XRD定量分析。结果表明，试验铸钢经适当的等温淬火处理后，可获得无碳化物析出的奥氏体-贝氏体复相组织，该复相钢残余奥氏体含量约为8％，具有良好力学性能，硬度值为46．5HRC，冲击韧度值αk=162．843J／cm^2。     

铌、钛微合金化仿晶界型铁素体/粒状贝氏体复相钢的形变诱导铁素体相变的研究

以仿晶界型铁素体型/粒状贝氏体复相钢为对象,研究了铌、钛微合金化对其形变诱导铁素体相变的影响以及以仿晶界铁素体/粒状贝氏体为基本组织的复相钢形变诱导铁素体相变规律.研究表明,仿晶界铁素体/粒状贝氏体复相钢进行微合金化,会使其形变诱导铁素体相变受到抑制而推迟;同时因为微合金元素的加入,细化了相变中诱导析出的铁素体晶粒,有利于复相钢中粒状贝氏体的形成.形变参数对相变过程有着显著的影响,奥氏体化温度决定了奥氏体原始晶粒尺寸同样影响着形变诱导铁素体相变过程.采用合适的形变参数和奥氏体温度都可以促进形变诱导铁素体相变的进行从而细化铁素体晶粒.     

仿晶界型铁素体/贝氏体低碳锰钢的组织和力学性能

对一种低碳锰钢进行了终轧温度高于Ar3卷取温度的不同控轧控冷处理．扫描电镜和透射电镜观察表明,终轧变形在奥氏体再结晶区进行时,有利于获得均匀分布的铁素体和一定含量的贝氏体组织．终轧温度降低到800℃,实验钢产生了形变诱导铁素体相变．当冷速增加到60℃／s且卷取温度为400℃左右时,铁素体主要沿原奥氏体晶界分布,晶粒得到细化,贝氏体体积分数增加,强度有较大的提高,但延伸率较低,屈强比较高．通过控制终轧温度为800-850℃、冷速为40℃／s左右以及卷取温度为550℃左右时,低碳锰钢可以获得仿晶界型铁素体／贝氏体的复相组织,其中铁素体晶粒尺寸为8-8．5μm,贝氏体体积分数在30％左右,综合性能较好．     

C-Mn-Si-Mo系低碳贝氏体钢连续冷却转变曲线

在Gleeble-1500热模拟试验机上对C-Mn-Si-Mo系低碳贝氏体钢进行不同冷却速度的热模拟试验,并对其组织进行观察,以确定该钢的连续冷却转变（CCT）曲线。结果表明,试验钢的马氏体转变临界冷却速度大于20 ℃/s,为得到以贝氏体为主的组织,冷却速度应该控制在5~20 ℃/s之间;Mo的添加使得珠光体转变区和贝氏体转变区分离。     

热变形参数对铌微合金钢贝氏体相变的影响

利用Gleeble-1500热力模拟实验机研究了铌微合金低碳钢连续冷却过程及等温过程贝氏体相变,分析了热变形参数对贝氏体相变的影响规律.研究表明,在连续冷却条件下,随着冷却速度的增加,贝氏体转变开始温度降低.随着变形温度的升高,贝氏体转变开始温度升高.从贝氏体转变开始温度来看,950℃变形时,对贝氏体相变有较明显的促进作用,当变形温度升高,变形的作用减弱.在相同变形温度情况下,随着变形量的增加,先共析铁素体的量增多,贝氏体量随之减少.变形温度在900℃以下时,变形促进了高温等轴铁素体的形成,同时由于先共析铁素体的影响而间接影响了贝氏体的量,导致了随变形温度的升高贝氏体量有所减少.在等温条件下,形变不仅缩短贝氏体相变的孕育期,而且促进了贝氏体的相变,贝氏体转变的鼻尖温度为500℃,贝氏体转变的上限温度为600℃.     

低温变形对Fe-C-Mn-Si超级贝氏体钢组织的影响

研究了Fe-C-Mn-Si超级贝氏体钢低温变形对等温转变贝氏体组织的影响。结果表明,低温下变形会明显缩短贝氏体等温转变的孕育期,同时与未变形等温相变相比,25%的小变形显著促进了贝氏体相变,50%的大变形则阻滞贝氏体相变,低温变形对超级贝氏体相变的影响存在临界变形量。同时,变形等温处理后,贝氏体束由规则的超细板条束改变为断续状,随着变形量的增加,贝氏体断续特征更加明显。     

回火温度对高强度低碳贝氏体钢组织与性能的影响

利用金相、透射电子显微镜研究了不同回火温度对一种低碳Mn-Mo-Ni-Cu-Cr贝氏体钢的显微组织与力学性能的影响。结果表明,试验钢回火后组织变化明显,M/A组元弱化,贝氏体板条出现粗化与合并;板条间界呈锯齿状,原有析出相长大且有细小析出相进一步析出,未被析出相钉扎的位错发生运动并消失;随着回火温度提高,材料的屈服强度增大,抗拉强度和韧性降低。     

低碳钢时效现象剖析

为了解决时效影响冷轧产品性能这一问题，从时效条件，时效影响因素，时效引起的产品性能变化等方面进行了分析，并结合宝钢生产实际，提出了解决时效问题的一些方法。     

Interpretation of the strengthening of steel with lower bainite and martensite mixed microstructure

A mixed microstructure consisting of lower bainite and martensite was introduced in an alloyed medium carbon steel (SCM 435) through an appropriate isothermal treatment and the variation in microhardness was measured as a function of lower bainite fraction. It was shown that a maximum hardness peak appeared when the steel contained about 20% lower bainite. A double etching technique using picric acid to reveal the prior austenite grain and Le Pera etchant to reveal the lower bainite phase showed that the microstructure became manifest through the partition of the prior austenite grain by the lower bainite plates. Based on such microstructural characteristics, a model interpreting the strengthening of the steel through the presence of lower bainite was constructed and shown to be well-fitted with the experimental results. The model took into consideration of three factors: the refinement of the martensitic substructure through the presence of lower bainite, the carbon shifting from bainitic ferrite into untransformed austenite during lower bainite transformation and the mixture rule.     

硼对低碳钢动态CCT曲线和微观组织的影响

在Gleeble-3800热模拟试验机上,对含硼与不含硼低碳钢进行模拟轧制热压缩试验,测定并绘制出连续冷却转变曲线(动态CCT曲线),分析了硼对试验钢动态CCT曲线及其微观组织的影响。结果表明,当在低碳钢中加入0.001%的硼时,其相变过程比无硼低碳钢稳定,并且由于硼元素的作用,铁素体、珠光体得到了有效地抑制,从而使动态CCT曲线右移。加入硼可使贝氏体在较低的冷却速度(0.2℃/s)下形成,因此在同等冷却速度条件下,可以获得更细小的板条状贝氏体组织,同时,获得马氏体的临界冷却速度降低,从而提高了该低碳钢的淬透性。     

一种新型贝氏体非调质钢的生产方法

研究了冷却速度对微合金非调质钢２５ＭｎＶ性能的影响。对这种不含Ｂ的微合金钢,经水冷（９０℃／ｓ）可得到贝氏体组织,显著提高钢的力学性能,特别是冲击性能。     

A new low carbon steel microstructure: Ultrafine ferrite grains with homogeneously distributed fine cementite particles

Low carbon steels containing carbon less than 0.2 wt.% are the most widely used ferrous alloys in structural application. These steels consist of ferrite of large volume fraction with pearlite as the remainder and exhibit a strength of ∼400 MPa. To date, considerable effort has been devoted to enhancing the strength of these steels. However, existing methods of improving their strength are limited by the counter effect of loss of ductility and toughness. To overcome this deficiency, a new low carbon steel microstructure and its processing route are reported in this study. The steel with the new microstructure-submicrometer scale equiaxed ferrite grains with fine cementite particles distributed uniformly—was manufactured by imposing severe plastic deformation to introduce ultrafine ferrite grains and subsequent static annealing for uniform precipitation of nanosized cementite particles. The strength of the steel with the new microstructure increased nearly 100%, over 800 MPa, without significant loss of ductility.