含B钒微合金钢的连续冷却相变行为

为开发一种新的低成本高性能含B钒微合金钢和建立其TMCP生产工艺,用MMS-200热力模拟试验机研究了实验钢在连续冷却条件下的相变规律,绘制出实验钢的静态CCT曲线和动态CCT曲线.结果表明:微量的B提高了钒微合金钢过冷奥氏体稳定性,促进了针状铁素体形成,在比较宽的冷却速度范围内能得到贝氏体组织;未变形钢相比于变形钢,在更低的冷却速度甚至0.5℃/s的冷却速度下能得到大部分的贝氏体组织,但两者在5℃/s以上的冷却速度下都得到全部贝氏体组织;变形降低了奥氏体稳定性,促进铁素体转变,含硼钢铁素体转变存在的冷速升高到2℃/s,不含硼钢的其冷速升高到15℃/s;钒微合金钢中B有利于获得高强度的贝氏体组织,冷速5℃/s以上时相变后含硼钢的硬度都高于变形及未变形不含硼钢的硬度.     

低碳微合金管线钢过冷奥氏体连续冷却转变

利用膨胀法和差热分析法结合金相-硬度法,在Gleeble-1500热模拟机上测定一种低碳微合金管线钢以不同速度连续冷却时的膨胀曲线,结合DSC曲线和金相组织分析,确定该钢的临界温度及相变温度,获得该钢的连续冷却转变曲线（CCT图）,研究该钢连续冷却时的奥氏体转变。研究结果表明:添加0.21%Mo起到抑制铁素体和珠光体作用,促进针状铁素体组织的形成,实验钢在5.0～20.0℃/s的较宽冷却速度范围内连续冷却都能得到需要的针状铁素体组织,表明低碳Mn-Nb-Mo微合金管线钢容易得到管线钢工程所需要的组织。     

铌钒微合金化高强度船板钢的连续冷却转变规律

利用相变仪和热模拟试验机模拟现场生产工艺条件测定了一种铌钒微合金化高强度船板钢的静态和经三种终轧温度变形后的动态连续冷却转变(CCT)曲线.结果表明:同静态CCT曲线比较,实验钢的动态CCT曲线整体向左上方移动.随冷却速度的增大,实验钢的γ/α相变开始温度逐渐降低;贝氏体相变开始温度Bs先升高到一个平台,随冷却速度的进一步增加又降低;铁素体晶粒细化.终轧温度自900降至800℃,动态CCT曲线的γ/α相变开始温度及贝氏体上临界冷却速度轻微增加,Bs下降10℃左右,晶粒细化.     

含Ti系微合金热轧搪瓷钢连续冷却转变曲线及其组织研究

采用热膨胀法和金相法,在Formastor-F试验机上测定了含Ti系微合金热轧搪瓷钢RT360的Ac1和Ac3以及Ms,并测定了该钢在不同冷却速度下连续冷却时的膨胀曲线,获得了该钢的连续冷却转变曲线(CCT曲线)及其相应组织,测定结果为大生产热处理工艺的制定提供了理论基础.当轧后冷却速率＜0.5 ℃/s,可获得理想的多边形铁素体＋少量珠光体组织.淬硬性倾向较小,基本不会出现冷裂纹.     

冷却速度对含铌、钛微合金钢铸坯表层组织结构的影响

铸坯出结晶器后的冷却速度是影响和决定铸坯表层组织结构(0～5 mm)及第2相析出物分布的关键因素. 在开发重熔凝固冷却实验装置的基础上,模拟铸坯在垂直段的凝固冷却条件,研究不同冷却速度对铸坯表层组织与第2相析出物分布的影响. 研究表明,在0.8 m·min-1拉速下,以5 ℃·s-1的冷却速度,使铸坯在出结晶器后表面温度下降到A3温度以下,得到的表层组织均匀,晶界无膜状先共析铁素体,微合金元素析出物在晶内分布均匀,有利于提高铸坯热塑性及降低裂纹敏感性.     

HB360级耐磨板的过冷奥氏体连续冷却转变曲线研究

采用Gleeble3800热力模拟试验机研究HB360耐磨板中过冷奥氏体连续冷却过程的相变规律,利用膨胀法结合金相法建立连续冷却转变(CCT)曲线.结果表明,冷却速率不大于1.5 ℃/s时,HB360耐磨板冷却过程中的转变产物全部为贝氏体组织;冷却速率不小于3 ℃/s时,其转变产物全部为马氏体组织.     

热轧低碳钢卷取后冷却过程中三次氧化铁皮结构转变行为

采用SEM和热模拟试验机研究在卷取后连续冷却条件下、不同的卷取温度和不同冷却速度条件下低碳钢三次氧化铁皮结构转变行为。研究结果表明：在连续冷却转变过程中,FeO层的转变均遵循“C”曲线规律,400~500 ℃为FeO共析反应的“鼻温”范围,在这个温度区间内,以较小的冷速冷却到室温可以得到以共析组织Fe;3;O;4;和单质Fe为主的氧化铁皮结构,较快冷速则会抑制共析反应的发生;当冷速达到25 ℃/min时,FeO共析转变进程被抑制,氧化铁皮结构以先共析Fe;3;O;4;为主。结合连续冷却结构转变曲线,通过控制卷取温度和冷却速率,可以控制FeO的共析反应进程,从而达到精确控制氧化铁皮结构目的。     

20CrNi2MoV钢连续冷却过程中的相变行为

利用热力模拟试验机研究了20CrNi2MoV钢在变形和未变形条件下的连续冷却相变行为及微观组织演变规律,绘制了该实验钢静态和动态连续冷却转变(CCT)曲线,分析了合金元素、冷却速度和变形条件等对其连续冷却相变行为的影响。结果表明:20CrNi2MoV钢中Cr、Ni、Mo等合金元素使得过冷奥氏体稳定性增强,贝氏体相变可以在较宽的中温转变温度区间发生;随着冷却速度的增加,20CrNi2MoV钢的铁素体相变温度下降,铁素体扩散型相变受到抑制,贝氏体中温区相变得到加强;变形使得20CrNi2MoV钢CCT曲线的铁素体和珠光体转变线明显左移,并且由于变形作用,贝氏体相变温度提高。     

温度应力对低碳微合金钢连续冷却过程中相变塑性的影响

通过热模拟单轴载荷拉伸/压缩试验,研究了连续冷却过程中温度应力对低碳微合金钢700L相变塑性和相变动力学的影响。结果表明,在1/2奥氏体屈服强度的应力范围内,700L钢的相变塑性应变与温度应力呈线性关系,对应相变塑性参数k为1.357×10~(-4);整体而言,压应力对700L钢相变塑性的作用效果强于拉应力。连续冷却过程中,外加载荷明显降低了700L钢奥氏体向铁素体转变开始温度,延缓了铁素体相变进程,缩短了相变完成所需时间,并且拉应力作用对700L钢铁素体转变动力学的影响效果更显著。     

铌对低碳钢形变强化相变的影响

利用热模拟压缩变形实验研究了含铌钢和相应成分的低碳钢过冷奥氏体形变强化相变的组织演变规律,探讨了铌在析出状态时对形变强化相变的影响,进行了转变动力学曲线的分析. 结果表明:形变强化相变之前有Nb(CN)析出可以显著促进铁素体形核. 含铌钢的过冷奥氏体在A3～Ar3之间变形,可以得到平均晶粒尺寸为1.9 μm的形变强化相变铁素体. 其转变动力学与低碳钢相类似,以形变强化相变为主;在铁素体转变基本完成时,含铌钢的铁素体晶粒较细小.     

Nb对低碳微合金钢连续冷却相变行为的影响

结合膨胀法和金相观察绘制了无Nb和添加质量分数0042%Nb的实验钢的动态CCT曲线,阐明了Nb对低碳微合金钢相变行为和相变组织的影响规律.结果表明,添加Nb可显著细化铁素体晶粒,抑制铁素体形成,促进贝氏体形成,使CCT曲线移向右下方,缩小铁素体和珠光体相变区,显著扩大贝氏体相变区.此外,添加Nb可显著增强细晶强化、析出强化和相变强化效果,使实验钢维氏硬度显著提高.     

预变形方式对微合金钢中贝氏体热稳定性的影响

采用光学金相、硬度测量结合透射电镜观察,研究了经过弯曲或扭转变形的含铌微合金钢在等温受热时的组织稳定性问题. 研究发现:弯曲与扭转变形都可以大幅度提高微合金钢的硬度;在随后的550℃等温受热过程中,弯曲变形区的硬度迅速下降,同时伴随贝氏体向平衡组织的演变;而扭转区在等温过程中的硬度始终高于未变形区,同时钢中贝氏体组织基本得以保持. 扭转应变量越大,硬化效果越强,并且在随后的等温受热过程中能保持这种硬度上的优势. 弯曲与扭转变形均导致贝氏体板条内位错密度显著增加. 弯曲变形区的位错分布不均匀,其中的低位错密度区易于在随后的等温受热过程中演变为平衡组织多边形铁素体的形核核心;而扭转变形区内位错分布均匀,并且在随后的等温受热过程中位错分布不发生显著改变. 这些结果表明,不同的冷变形方式对微合金钢中贝氏体热稳定性的影响存在显著差异.     

一种微合金化马氏体不锈钢的连续冷却转变研究

用膨胀法结合金相与硬度分析研究了一种新型水轮机叶片用V、N微合金化CrNiMo不锈钢的连续冷却转变行为,获得了该钢的连续冷却转变(CCT)曲线及不同冷却条件下的显微组织和硬度。结果表明,试验用钢的1、3、和温度分别为580℃、730℃、295℃和190℃,其贝氏体和铁素体分别在冷速小于0.5和0.2℃/s时出现,冷速在0.056~0.5℃/s之间时,硬度随着冷速的增大迅速增加,尔后随着冷速的增大,硬度缓慢升高。     

低碳微合金钢在过冷奥氏体亚稳定区的转变

通过对低碳Mo-Cu-Nb-B系微合金钢进行连续冷却和等温实验,发现低碳Mo-Cu-Nb-B系微合金钢在过冷奥氏体亚稳定区等温,能发生针状铁素体转变.非再结晶区变形奥氏体连续冷却时虽然能得到各类低碳贝氏体组织,但各类组织特别是针状铁素体的份额却不能有效控制.通过分阶段冷却,可以控制得到针状铁素体和板条贝氏复相组织.利用针状组织分割原奥氏体晶粒能细化组织,达到优化高强度低碳微合金钢的力学性能目的.     

新颖的贝氏体/铁素体双相低碳微合金钢

利用特殊微合金设计及终轧控冷工艺得到超细贝氏体／铁素体双相低碳微合金钢。该钢的组织由原奥氏体晶界上及晶粒内部的约5μm的准多边形铁素体及超细化的贝氏体板条束组成。铁素体的体积分数约20％。该双相低碳微合金钢的强度比同成分的全贝氏体钢略低，但其延伸率却大幅度提高。采取适当的回火处理，该双相钢屈服强度可达到700MPa，而延伸率大于25％，是一种具有高强度、高塑性的新型低碳微合金双相钢。     

控制冷却对CSP低碳锰钢组织和性能的影响

利用Gleeble1500热模拟机测定了薄板坯连铸连轧EAF-CSP工艺生产的低碳含锰钢经奥氏体区二次变形后的CCT曲线.实验钢含有0.17%C,1.21%Mn和0.28%Si(质量分数).研究表明:提高热轧后的冷却速度使Ar3温度降低,导致试验钢的晶粒进一步细化;冷速大于20℃/s时,出现贝氏体和铁素体的混合组织,可降低钢的屈强比;790℃终轧,550℃卷曲时出现铁素体/珠光体带状组织,提高冷速使溶质(如Mn和C)富集区在形成珠光体之前完成奥氏体-铁素体相变是避免生成铁素体/珠光体带状组织的有效方法.     

低碳钢中微细非平衡组织的热稳定性

研究了同一成分的钢经过弛豫-析出控制相变RPC和再加热淬火RQ两种工艺处理后在500到700℃回火过程中组织与性能的演变．经过RPC处理后的钢板随回火温度的升高硬度降低不明显,在600到650℃温度回火时硬度还有所回升;经过RQ处理后的钢板回火前硬度虽然较低,但软化速度非常快．回火前两种钢板组织均为贝氏体和马氏体的复合组织,经RPC处理后的钢板随回火温度的提高组织没有明显变化,只是一些板条出现合并现象,而经过RQ处理后的钢板随回火温度的升高板条很快消失最终演变成多边形铁素体,硬度也随之大幅度下降．以上结果表明微细非平衡组织的热稳定性与其热历史密切相关．     

中碳耐磨钢动态冷却条件下组织变化

以中碳耐磨钢为研究对象,通过热膨胀法测定了中碳耐磨钢CCT曲线,分析了动态冷却条件下其组织变化,结果表明当冷速小于5℃/s时得到的组织为铁素体＋贝氏体,随着冷速的增加铁素体的数量减少,当冷速达到10℃/s时得到的组织为贝氏体组织,随着冷速的增加贝氏体的形态由粒状贝氏体逐渐转换为板条贝氏体,当冷却速度在15℃/s～50℃/s之间时得到的组织为贝氏体＋马氏体的组织。当冷速大于30℃/s的时候发生马氏体转变,生成的组织主要为马氏体组织。建议直接淬火工艺冷却速度15℃/s,冷却开始温度应该在800～850℃左右,而冷却结束温度在400～450℃左右。     

变形量及N含量对油井管用中碳V-Ti-N微合金钢显微组织的影响

采用Gleeble-1500热模拟试验机,研究了某油井管生产工艺中张力减径过程变形量以及C和N含量对中碳V-Ti-N微合金非调质钢室温组织的影响.结果表明:HCLN钢在800℃变形量为20%、40%和60%时,对应的室温组织中铁素体的体积分数依次为17.2%、19.7%和29.9%.N质量分数为2.3×10-4时,800℃变形60%后控冷钢中铁素体的体积分数为含低N(1.1×10-4)钢的1.7倍左右,使含C0.34%的钢中铁素体含量接近于含C0.26%的钢,并使铁素体平均晶粒尺寸降低到3μm左右.变形量和钢中N含量二者增大均有利于增加钢中铁素体的数量,且二者综合运用的效果更有效.通过分析可知,800℃变形量的增大,可以提高未再结晶奥氏体晶粒内的缺陷密度,有利于过冷奥氏体连续冷却转变时为晶内铁素体形核提供更多的形核位置.N含量的增大,能够促进第二相析出物的析出,诱导晶内铁素体的析出,提高铁素体含量,并细化其晶粒尺寸.