热轧变形量对高钛耐磨钢组织与力学性能的影响

通过不同总压缩比的实验室热轧、微观组织和析出相表征及力学性能测试等实验,研究了热轧变形量对经过轧后热处理的高钛耐磨钢组织和力学性能的影响。随着轧制变形量的增大,高钛耐磨钢的强度、韧性和塑性均有提高:屈服强度、抗拉强度和总延伸率从压缩比为3∶1时的1202 MPa、1437 MPa和7.4%分别提高到压缩比为30∶1时的1311 MPa、1484 MPa和9.9%,而室温Charpy冲击功从压缩比为3∶1时的11 J大幅提高到压缩比为10∶1时的24 J。随着轧制变形量增大,铸态析出的微米级网状TiC逐渐细化和均匀化,同时尺寸小于15 nm的TiC颗粒占比增加,热处理后的原奥氏体晶粒尺寸则不断减小。通过对高钛耐磨钢各种强化方式的定量分析表明,采用沉淀强化和位错强化均方根叠加方式计算得到的高钛耐磨钢屈服强度与实测值吻合较好,高钛耐磨钢屈服强度随轧制压缩比增加而上升主要是由于晶界强化和沉淀强化作用增加所致。高钛耐磨钢的韧性和塑性随强度的提高不降反升,主要是因为大颗粒TiC在轧制变形过程中发生细化和均匀化。     

回火温度对Cu-Cr-Ti马氏体耐磨钢组织及强韧性的影响

摘要：矿山机械用耐磨钢构件服役环境恶劣而常常出现磨损失效,研究适用于复杂工况下的高耐磨钢成分、工艺与组织性能的关系,有利于提高耐磨构件的服役寿命并降低经济损失。利用SEM、TEM、洛氏硬度计、万能拉伸试验机及冲击试验机等,研究了160～400℃不同回火温度下Cu-Cr-Ti马氏体耐磨钢的组织形貌、强度硬度及-20℃冲击韧性的变化。结果表明,试验钢淬火态组织主要为板条马氏体,当回火温度为160℃时,马氏体板条依然清晰,但随回火温度升高到400℃,马氏体板条界渐渐消失,基体中出现大量片状或粒状渗碳体。EDS分析发现样品钢基体中含有纳米级Ti、Nb的碳氮化物。随回火温度升高,基体组织演变导致强化机制发生变化,回火温度为300℃,综合力学性能最佳,其抗拉强度为1500MPa,屈服强度1100MPa,伸长率为15.5%。随回火温度升高,-20℃冲击韧性由60J/cm2逐渐降低到36.3J/cm2。     

回火温度对Nb/Ti微合金化新型超低碳中锰钢的组织和力学性能的影响

利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、电子背散射衍射(EBSD)、透射电镜(TEM)以及Thermo-Calc软件等研究了回火温度对Nb/Ti微合金化超低碳中锰钢的显微组织和力学性能的影响.结果表明:随着回火温度的升高,试验钢先后获得了回火马氏体、逆转变奥氏体、ε-马氏体和α-马氏体等组织.经550℃回火后,试验钢中没有逆转变奥氏体形成,尽管其屈服强度和抗拉强度均超过800 MPa,但冲击吸收能量仅为13.7 J;经580℃回火后,逆转变奥氏体含量为4.2％,冲击吸收能量骤增至227J,且强度无明显下降;随着回火温度升高至620℃,逆转变奥氏体的含量为12.3％,冲击吸收能量达到最高值为333.7 J,屈服强度下降至748 MPa,抗拉强度达到最低值为793.5 MPa;当回火温度升高至650℃或者更高时,逆转变奥氏体受其尺寸和成分因素的影响,稳定性明显下降,冲击吸收能量开始下降,而且屈服强度已低于520 MPa.ε-马氏体发生相变诱发塑性(TRIP)效应转变为α-马氏体吸收一定的能量,但是由于硬度较高,成为裂纹源及其快速传播的通道.     

CSP流程中B对低碳Al镇静钢组织及力学性能的影响

研究了B元素对CSP流程生产的低碳Al镇静钢热轧钢带的组织及力学性能的影响,探讨了B元素在CSP流程中的析出规律及对AlN和MnS析出行为的影响.试验结果表明:B元素能够起到使钢带组织软化的作用.在连铸过程中B与N结合形成粗大的BN粒子,减少了钢中固溶氮的质量分数,抑制AlN细微颗粒的析出,减少了铁素体组织细晶强化及AlN析出强化的作用,从而降低了材料的强度.     

含铜低合金耐磨钢在盐雾环境中的腐蚀行为

对含铜和不含铜实验钢在中性盐雾试验箱中连续喷雾120、240、480和720 h,研究了在盐雾环境下Cu对低合金耐磨钢耐腐蚀性能的影响规律,通过失重法计算腐蚀速率,并利用XRD和SEM对腐蚀产物进行表征,利用动电位扫描、电化学阻抗谱 (EIS) 对比分析Cu在低合金耐磨钢腐蚀过程中起到的作用。结果表明：低合金耐磨钢的腐蚀产物主要包括γ-FeOOH、α-FeOOH、Fe₃O₄、γ-Fe₂O₃,前期腐蚀产物疏松多孔,后期产物致密难剥落,腐蚀速率先升高后下降,含铜实验钢的腐蚀速率明显低于不含铜实验钢,添加Cu后,实验钢的自腐蚀电位上升,阻抗谱容抗弧增大,电荷转移难度增加,说明Cu能有效降低实验钢腐蚀速率,增强其耐腐蚀性能。     

高钛耐磨钢中TiC析出行为及其对耐磨粒磨损性能的影响

针对传统低合金耐磨钢主要依靠增加其基体硬度来提高耐磨性,从而导致材料加工性能严重降低的问题,提出通过高钛微合金化及铸坯(锭)原位内生反应,在钢基体中引入超硬TiC颗粒来增强钢的耐磨性,实现了在不增加硬度的同时耐磨性大幅提高。研究发现,钢中TiC颗粒呈现出独特的微米-亚微米-纳米三峰分布特征。微米级TiC颗粒来源于在凝固末期发生的L→γ+TiC共晶反应,在后续热轧过程中共晶TiC逐渐实现碎化和均匀化。亚微米TiC颗粒主要是从凝固后的高温奥氏体中析出;纳米级TiC颗粒主要是在热轧过程中从形变奥氏体中析出。考察了钢中TiC含量对耐磨粒磨损性能的影响规律及微观机理,发现相对耐磨性与TiC含量大致呈线性上升的关系,认为微米级粒子对磨损犁沟的阻碍作用是耐磨性增加的主要原因。     

550MPa级海洋工程用钢板低温韧性波动原因分析

 550 MPa级海洋工程用钢在低温冲击功波动较大。为了进一步探究产生低温韧性波动的原因,在不同温度(-100 ℃~室温)对试验钢进行冲击试验。结合光学显微镜、扫描电子显微镜、透射电镜等设备,分析冲击断口、显微组织、第二相、夹杂物。结合热力学计算等对低温韧性波动原因进行分析讨论。结果表明,试验钢强度满足等级要求,随着温度降低冲击吸收功不断降低,韧脆转变温度为-50 ℃左右。在-60 ℃下冲击功出现较大波动,出现了18 J的极低值,断口为准解理断裂,剪切断面率为8%,裂纹源处存在Ti,Nb(C,N)和MnS的复合夹杂。而在相同温度下冲击功为122 J的试验钢,剪切断面率为34%,断口发现有明显的韧窝。试验钢组织主要为回火贝氏体加极少量铁素体,贝氏体板条中存在高密度位错,晶界上有(Fe,Cr)₃C合金渗碳体与少量NbC和富Cu析出相。试验钢以小角度晶界为主,大角度晶界占比较低。基体中有少量(Ca,Al,Mg,Mn,S)等复合夹杂物,多呈近圆形和多边形,大小多为1~3 μm,占检测到的总数量的85.87%。占比例最高的是CaS-Oxide-MnS类夹杂,为31.2%。热力学计算结果表明试验钢凝固过程中TiN先于MnS析出。晶界与晶内粗大的析出相、夹杂物、较高比例的小角度晶界与塞积的不可动位错等多种因素对低温冲击韧性产生不利影响,存在大颗粒含钛析出相是造成冲击韧性波动大的关键原因。     

新型耐磨板在刮板输送机中的应用

为延长刮板输送机中部槽的使用寿命,研究了在不增加硬度的前提下提高材料耐磨性的方法。通过在常规耐磨钢板材料中添加一定量的钛、碳等元素,经冶炼、轧制、热处理等工艺后,在常规马氏体基体中弥散大量微米级的TiC硬质颗粒,该颗粒改变了钢板的抗磨机理,在煤矸石、石英砂等磨料磨损钢板时,TiC颗粒阻碍了磨削犁沟的形成或变浅犁沟深度,进而减少磨料对钢板的磨损,实现在不增加设备加工成本的基础上延长设备运行寿命。单一测试和同工况对比测试结果表明：配套新型耐磨板的刮板输送机中板百万吨过煤磨损量较常规减少1/3以上,耐磨性显著优于同硬度等级进口材料,为提升刮板输送设备可靠性、实现煤炭资源安全高效开采提供了坚实的技术支撑。     

电磁搅拌对Q345D连铸坯凝固组织的影响

以五矿营口中板有限责任公司(简称五矿营钢)生产的Q345D钢种为研究对象,借助商业软件ProCAST,采用元胞自动机-有限元耦合方法对不同二冷区电磁搅拌强度下,Q345D钢连铸坯凝固组织进行了数值模拟研究。同时,与有无电磁搅拌条件下实际生产的连铸坯组织对比分析,证明模拟结果与试验结果吻合。研究结果表明:当频率为6 Hz,电磁搅拌强度从0 A增加到400 A时,连铸坯内部等轴晶比例逐渐增加,从19.99%增长到了41.39%;晶粒平均半径从1.73×10~(-3)m减小到1.68×10~(-3)m,晶粒平均尺寸从8.21×10~(-6)m~2减少到6.99×10~(-6)m~2,晶粒细化明显。与未施加电磁搅拌相比较,在电磁搅拌的作用下,随着电磁搅拌强度的增加,连铸坯质量有了显著的改善。