控制轧制对高碳钢珠光体相变温度的影响

采用压力-膨胀仪测定了高碳钢经控制轧制后,在连续冷却下珠光体的相变温度;并分析了不同控轧参数对珠光体相变温度影响的规律。实验结果表明:奥氏体形变使连续冷却下珠光体的相变温度提高。     

冷却时间对U75V 60kg/m重轨热处理硬化层的影响

将U75V 60 kg/m重轨试样加热至900℃,保温50 min后,用压缩空气对轨头表面进行强制冷却50～90 s,研究U75V 60 kg/m重轨热处理硬化层与冷却时间之间的关系.研究结果表明:热处理过程中,冷却时间大于80 s时,轨头中心表面自回火温度低于在该冷却速率下珠光体转变终止温度,珠光体相变完成;重轨热处理后硬化层组织为细珠光体,随着冷却时间的增加,珠光体平均片层间距减小,但趋势放缓,当冷却时间为90 s,离轨头中心表面3 mm处珠光体平均片层间距约为83 nm;随着冷却时间的增加,硬化层厚度增大,硬度、抗拉强度、伸长率及冲击韧性提高,当冷却时间大于80 s时,性能趋于稳定.     

Al元素对高碳珠光体钢连续缓慢冷却相变行为的影响

结合试验与热力学、动力学计算,研究了在缓慢冷却条件下Al合金化对C-Si-Cr-Mn系高碳钢珠光体转变行为的影响。结果表明,在锻造后空冷条件下,不添加Al和添加1.5%Al的试验钢室温组织均为珠光体和少量马氏体,与Al-free钢相比,添加1.5%Al的试验钢的珠光体片层间距为130 nm,细化了约20 nm,维氏硬度HV_1降低了约56。结合热力学和动力学计算结果可知,Al元素的添加可以提高试验钢的珠光体转变温度及缩短珠光体转变时间,增大了奥氏体向珠光体转变的自由能,促进珠光体形成的同时也起到细化珠光体片层间距的作用。     

冷速对钢绳用钢丝组织性能的影响研究

本文采用不同的风冷频率对奥氏体化后的钢丝进行冷却处理,研究不同的冷却速度对钢丝组织和性能的影响.结果表明:随着风冷频率的增大,钢丝的强度和断面收缩率增大,原因是冷速增大时,珠光体的片层间距和团尺寸均减小;而延伸率降低,原因是钢丝由表及里冷速不同,从而导致片层组织不均匀引起.     

72A帘线钢连续冷却转变规律的分析

采用热膨胀法在Gleeble-1500热模拟实验机上测定72A帘线钢的连续冷却转变(CCT)曲线,并分析开始冷却温度为900 ℃时不同冷却速度下帘线钢的室温组织和连续冷却转变规律.结果表明,随着冷却速度的加快,72A帘线钢的转变开始温度降低、完成转变时间缩短、珠光体片层间距变细,但连续冷却转变条件下得到钢中珠光体组织的均匀性较差.     

控轧控冷工艺参数对60Si2MnA线材中珠光体形态的影响

研究了60Si2MnA线材控轧控冷工艺参数对所析出的珠光体的影响.结果表明:在其他工艺参数相同的情况下,珠光体平均片层间距主要取决于吐丝到集卷过程的冷却,这一过程冷速越快,珠光体平均片层间距越小;珠光体平均片层间距随着吐丝温度或终轧温度的升高呈下降的趋势;终轧后快冷容易出现退化珠光体,并且其含量随相变区冷速的加快而明显增多;较低的终轧温度使珠光体球团直径明显减小.     

控轧控冷工艺参数对高碳钢SWRH77B组织的影响

在Gleeble-1500热模拟实验机上测定高碳钢SWRH77B的连续冷却转变(CCT)曲线,并利用光学显微镜和透射电镜分析其终轧温度、冷却速度下的组织演变和相变规律.结果表明,随着冷却速度的加快,高碳钢SWRH77B在950 ℃变形时,其珠光体的片层间距变细;冷却速度达到5 ℃/s时,有马氏体组织析出.高碳钢SWRH77B在终轧温度为950 ℃、冷却速度约为4 ℃/s时,其珠光体的片层间距约为97 nm,索氏体含量达到95.7%左右,表明此时的组织为最佳索氏体组织.     

微观组织对高速车轮钢解理断裂应力的影响

利用不同奥氏体化温度和冷却速率对碳质量分数为0.54%高速车轮钢进行热处理,得到具有不同晶粒尺寸和珠光体片间距微观组织的试样.在-120~20℃温度下对具有不同微观组织的拉伸试样和三点弯曲(3PB)缺口试样进行测试;采用二维平面应变有限元计算三点弯曲缺口试样缺口前的应力分布;利用扫描电镜对3PB试样断口进行观察并测量解理起裂源的位置;测定不同微观组织车轮钢试样的解理断裂应力.在扩展控制断裂机制下,微观组织对车轮钢的解理断裂应力具有明显影响,晶粒尺寸和珠光体片间距越小解理断裂应力越高.细化晶粒使未扩展微裂纹的特征长度减小,细化珠光体片间距有助于提高珠光体的有效表面能,从而使得解理断裂应力提高.     

轴承钢棒材超快速冷却的试验研究

在特殊钢棒材厂原有连轧生产线上,通过增设超快速冷却系统,对轴承钢棒材高温终轧后进行超快速冷却工业试验.在连轧机组后增设三组超快速冷却系统.通过调节水压、喷嘴孔大小以及开启水箱个数,对GCr15轴承钢棒材进行高温终轧后超快速冷却.结果表明:随着连续冷却速度增加,晶界处二次碳化物中C,Cr含量减小,珠光体球团直径和片层间距减小,显微硬度值增大.棒材断面不同位置的冷却速度均可以达到抑制网状碳化物析出、过冷奥氏体完全发生珠光体转变的冷却速度要求,网状碳化物级别小于2级,达到轴承行业标准.     

层片状珠光体生长形貌的相场法模拟

采用相场法,以共析钢为例,模拟研究了不同初始共析层片间距及不同初始过冷度条件下层片状珠光体微观组织的生长形貌,探讨了不同初始层片间距及不同初始过冷度条件下层片状珠光体微观组织生长的规律.模拟结果表明:过冷度不变时,随着初始层片间距的增大,共析层片振幅增大,共析层片生长形貌的变化是规则对称的层片状→非规则非对称形状→棒状;层片间距不变,初始过冷度在19.6~20K时,随着初始过冷度的减小,共析钢中碳原子扩散能力增大,层片间距的失稳,致使共析层片由规则状向非规则形状变化;初始过冷度在20~22K时,随着初始过冷度的增大,共析钢中碳原子的扩散能力减弱,渗碳体相前沿碳原子浓度无法使其规则对称地生长,渗碳体相向碳原子浓度高的地方生长,从而产生倾斜生长以及层片合并现象.     

三段式控冷工艺对82B线材组织和性能的影响

提出风冷段三段式控制冷却工艺,即在冷却过程中加入模拟相变热的加热过程,以模拟热轧82B线材的实际风冷过程,分别研究相变前冷却速率、返温温度以及相变后冷却速率对82B线材组织和性能的影响。结果表明,返温温度和相变前后的冷却速率对珠光体片层间距都有影响,整个风冷过程的冷却速率对碳化物的析出均有影响,而马氏体的产生主要与返温温度和相变后的冷却速率相关;提高相变前后的冷却速率,都会提高线材的抗拉强度,加快相变前冷却速率以及降低相变后的冷却速率会使线材的面缩率提高。     

具有片层状结构珠光体团的有限元分析

实验表明具有片层状微结构珠光体钢是一种结构敏感材料,其细观结构尺寸--层间距对其疲劳寿命影响显著.作者从对具有不同片层间距的珠光体团的有限元分析结果出发,定性分析了层间距对其力学性能及疲劳寿命的影响机制.进而说明了定量建立材料微观结构与微观结构对宏观响应的影响之间的关系的必要性,以及在材料本构行为的描述中引入微观结构和微观机理影响的重要性.     

超快冷终冷温度对轴承钢棒材组织性能影响

以GCr15轴承钢棒材为研究对象,研究了超快速冷却终冷温度对其组织性能的影响.研究发现:高温终轧后以大于100℃/s的冷却速度超快速冷却到一定温度后缓冷到室温,随着超快冷段终冷温度降低,珠光体球团直径和片层间距减小;终冷温度过高只能使晶界碳化物厚度减薄但不能抑制其呈网状析出,降低终冷温度到715℃以下就可以得到抑制了网状碳化物析出的细片层珠光体型组织;随着终冷温度继续降低显微硬度增加并有退化珠光体产生,其显微硬度可达到426 HV.     

一种双相材料的应变等效非局部本构模型

珠光体钢由众多随机取向的珠光体团构成，每一珠光体团又包含了许多交替叠合的渗碳体片和铁素体片。实验表明，具有较细片层间距的珠光体钢具有较好的综合力学性能，较高的耐磨性的抗接触疲劳性能。基于考虑此类材料中由于两相变形的不协调而存在的相间的相互约束，提出了一种应变等效非局部本构模型，在不改变材料局部参数的前提下，通过引入等效应变较好地描述了作为珠光体材料微结构基本参数的片层间距对其宏观响应特性的影响。对具有不同平均片层间距的热轧PD3和离线全长热处理PD3珠光体钢轨钢的非对称循环塑性进行了分析，得到了与实验相吻合的结果。     

热轧高碳钢线材组织-性能预报系统

在模拟实验和工业试验验证的基础上,建立了高碳钢高速线材在轧制和冷却过程中组织演变及力学性能系列模型,包括临界应变、奥氏体动态及静态再结晶、奥氏体相变体积分数、珠光体片间距以及组织-性能关系等子模型.基于以上模型,开发了一个模拟程序,对高速线材生产的物理冶金过程进行了仿真计算,得到轧件的温度场、奥氏体晶粒尺寸演变、最终组织特征和力学性能.模拟结果显示主要轧制温度及最终组织性能与现场实测结果吻合较好.     

奥氏体化状态和钒对珠光体型钢轨钢韧性的影响

以重轨钢ＰＤ２和ＰＤ３为对象，重点研究了热轧态和重新热处理状态珠光体的韧性。研究结果表明，奥氏体状态（晶粒大小、成分均匀化及碳化物溶入或析出程度等）及珠光体的形态和片层间距是影响珠光体冲击韧性的主要组织因素。奥氏体晶粒的细化、珠光体片层的细化、奥氏体成分的均匀化及强碳化物形成元素在奥氏体状态的固溶化是珠光体钢韧化的基本途径。     

U75V 60kg/m重轨欠速冷却后的组织及性能

U75V 60kg/m重轨试样加热至900℃,模拟重轨万能轧制成品道次出口温度;随后,空冷25 s,模拟重轨从成品道次出口至冷床的温降;最后,将试样放入喷风通道对轨头表面和两个侧面进行欠速冷却.通过实验获得了U75V 60kg/m重轨最佳冷却工艺参数:喷嘴离轨头表面距离15mm,喷风压力0.26MPa,喷风时间80 s,风温28℃.在此欠速冷却条件下,轨头硬化层为对称帽形,轨头中心部位硬化层厚度大于24mm;组织为细珠光体,其平均片层间距比冷却前减小约50 nm;在轨头上圆角部位强度大于1 300 MPa,延伸率大于13%,分别比冷却前提高20%和60%以上.