700 MPa冷轧低合金超高强钢的典型连续退火工艺

为了开发新一代冷轧低合金超高强钢,利用连续退火实验机对Ti-0.12%、Nb-0.076%的冷轧低合金超高强钢进行连续退火实验,设计了760~830℃四种不同退火温度,研究了退火温度对实验钢的相组成、晶粒尺寸和力学性能的影响.在800℃退火、400℃过时效的条件下,可得到铁素体和少量贝氏体的组织,铁素体晶粒尺寸约为1.4μm,屈服强度可达700 MPa.同时利用扫描电镜和透射电镜观察到钢中存在大量纳米尺寸的亚晶结构、少量位错以及纳米级的Ti、Nb的析出物,这些微结构单元对强度有较大的提升作用.     

热处理对新型高速钢W_4Mo_2Cr_4VSi_2RE组织和性能的影响

由于W、Mo、V等元素价格昂贵、资源紧缺,开发高性能低成本高速钢具有重要意义.利用高速钢合金化原理,通过添加高含量Si（2wt%）和RE,开发了新型低合金高速钢W4Mo2Cr4VSi2RE,其合金含量（W＋Mo＋V）比通用型高速钢M2低40%.研究了热处理工艺对该钢显微组织和力学性能的影响.结果表明,1170℃以下淬火,该钢组织均匀,晶粒度为10级以上 但在1170～1190℃温度区间淬火,容易产生混晶,从而降低其韧性.通过提高坯料退火温度,缩短退火保温时间,发现在1170℃以上淬火可避免混晶.回火工艺研究表明,该钢二次硬化峰值温度为540℃.采用合理的热处理工艺,该钢的硬度、红硬性及冲击韧性可达到M2的水平.     

GCr15钢球化退火新工艺的研究

主要研究了奥氏体化加热温度和奥氏体化保温时间对GCr15钢的球化组织的影响。分析得出GCr15钢最佳的球化退火工艺为：在790℃保温3 h然后在720℃保温3 h。GCr15钢在该工艺条件下获得的碳化物颗粒细小、分布均匀、硬度适当,大大缩短了球化退火时间,节约了能源。     

超高强度冷轧双相钢组织与性能

在Gleeble-3500热模拟试验机上进行冷轧超高强度双相钢的连续退火工艺研究,利用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜和拉伸试验研究了连续退火过程中各个参数对1 000 MPa级冷轧双相钢组织性能的影响.结果表明:试验用钢在退火温度800℃下保温80 s,可以得到抗拉强度为1030MPa、延伸率为14%超高强双相钢;随着退火温度的升高,屈服强度和抗拉强度降低.当退火温度为830℃时,显微组织中粒状的非马氏体组织明显增多.过时效温度低于300℃时,屈服强度和抗拉强度变化不大;当过时效温度超过300℃时,抗拉强度急剧下降,屈服强度先降低后升高,在过时效温度为360℃时开始出现屈服平台.     

预冷等温球化退火工艺对Cr12型模具钢组织性能的影响

通过对Cr12型模具钢常规球化退火工艺的改进,得到了预冷等温球化退火新工艺。并对不同球化温度、不同退火保温时间对钢组织性能的影响进行了探讨。结果表明:改进的预冷等温球化退火新工艺合理可行,可获得硬度低于200HB、碳化物颗粒均匀细小的球化效果。球化温度和退火保温时间对组织性能均有一定影响。Cr12型模具钢理想的球化退火工艺为:球化温度940℃,保温至透烧,出炉油冷到400℃,进行730℃等温退火处理,冷却速度为<30℃/h至200℃出炉。     

DP590级双相钢奥氏体晶粒长大模型

通过改变保温温度和保温时间研究了DP590级双相钢奥氏体晶粒长大行为,并探讨了加热速率对各温度下初始晶粒尺寸的影响规律.初始晶粒尺寸随着加热速率增加而不断降低,并最终趋于定值;奥氏体晶粒尺寸随保温时间的延长不断增大并最终趋于不变.采用Sellars晶粒长大模型对实验数据进行拟合,为避免处理方法不同造成的处理结果偏差,提出了一种新的实验数据处理方法,并建立了双相钢初始晶粒尺寸模型和晶粒长大模型.所得模型参数更加合理可靠,计算结果与实验结果吻合很好.     

C5210铜合金带材组织与性能的研究

通过金相、力学性能测试等手段研究了C5210铜合金带材的组织与性能.结果表明:结晶角小于15°,水平连铸速度控制在10.8 m/h左右,带坯晶粒度均匀,结晶线不发生明显偏移,长时间的均匀化退火,消除枝晶偏析,有利于冷轧开坯;C5210铜合金在650 ℃下保温9 h,合金元素分布相对均匀,粗轧冷轧加工率可达80%以上;合金在560 ℃下保温6 h,再结晶退火后,合金晶粒度为0.04 mm,消除了加工硬化,此时合金的平均抗拉强度为411.9 MPa,平均伸长率为60.9%,平均维氏硬度为94.7.     

冷轧Mg-9Li-1Zn合金的退火热处理工艺

以改善冷轧Mg-Li系合金的变形能力为目的,系统研究了冷轧变形后的Mg-9Li-1Zn合金的退火热处理工艺,分析了退火温度和退火时间对合金组织和性能的影响.研究结果表明:Mg-9Li-1Zn合金适宜的退火温度为280~300℃,退火温度过高会出现晶粒长大,表面脱锂等现象.300℃退火60 min后,合金的维氏硬度值为426.7 MPa,充分完成再结晶软化的合金在后续冷轧时总变形率可达70%.合金的退火时间以保证α相的充分球化及组织的均匀化为准则,实验中确定的最佳退火制度为300℃保温60 min.     

连续退火工艺对B250P钢组织性能的影响

对含磷高强B250P钢板的连续退火工艺进行了模拟实验,通过光学金相、透射电子显微技术及拉伸实验,研究了连退工艺中加热速度、退火温度、保温时间及冷却速度对B250P钢微观组织及力学性能的影响.结果表明,B250P钢晶粒尺寸随着加热速度的增加、退火温度的升高及冷却速度的增大而增大;随着保温时间的增加,晶粒尺寸呈现出先减小后增大的趋势.退火过程中B250P钢析出相主要为纳米级的NbC和TiC,具有钉扎位错和大角度晶界及细化晶粒的作用.B250P钢的r值随着加热速度的升高而增大,随着冷却速度的增加而减小;提高退火温度和保温时间,r值先增大后减小.     

罐体用3104大铸锭均匀化过程中的组织性能演变

采用金相、扫描电镜、透射电镜、显微硬度测试等方法对3104合金大尺寸铸锭的均匀化制度进行研究.研究结果表明:在均匀化过程中,晶粒内部析出大量Al(Mn,Si)相和Al(Mn,Fe,Si)相;铸锭表面区域的析出相分布较均匀,而铸锭中部经过580℃/(4～12 h)均匀化后的析出相分布不均匀,晶界和晶粒中心存在无析出带,析出相细小;随着温度升高,析出相分布更加均匀,密度降低,粒度长大;铸锭晶粒内部的初始显微硬度不均匀,经过均匀化处理,晶粒边界硬度下降,而晶粒中心硬度上升,显微硬度差别减少;经过600℃/(8～12 h)均匀化,显微硬度最低,且最均匀;铸锭均匀化处理对后续的再结晶退火有显著影响,铸锭经过600℃/12 h均匀化,与经过450℃/12h相比,后续冷轧产品经过再结晶退火后具有更高的延伸率,晶粒更细小均匀;合适的均匀化处理制度为600℃/(8～12 h).     

回火温度对在线淬火Q690q桥梁钢显微组织和力学性能的影响

通过光学显微镜和扫描电镜观察了不同回火温度下在线淬火Q690q试验钢显微组织,并通过拉伸试验对其力学性能进行了测试.结果表明,在线淬火试验钢主要为板条贝氏体组织,在540~650℃回火,试验钢为回火索氏体组织(铁素体基体上分布着较多的碳化物颗粒).随着回火温度的升高,板条尺寸变大,碳化物颗粒析出数量增多,平均尺寸变大,大角度晶界数量增多.同时随着回火温度的升高,试验钢强度呈下降趋势,塑韧性呈上升趋势.620℃下试验钢的综合力学性能最佳,屈服和抗拉强度分别为878,992MPa,断后延伸率为20%,-40℃下冲击吸收功为143 J.     

亚稳奥氏体对高强度海洋工程用钢力学性能的影响

采用力学性能测试、组织观察等方法研究临界退火和不同温度回火对海洋工程用钢显微组织和力学性能的影响.结果表明,实验钢经两相区退火和不同温度回火后,获得了回火马氏体及不同体积分数(0~6%)的残余奥氏体.随实验钢中残余奥氏体体积分数的增加,屈服强度从753MPa降低到506MPa,抗拉强度介于794~843MPa,屈强比从0.9降低到0.6,延伸率从31.3%提高到36.2%.实验钢中残余奥氏体能够提高冲击塑性变形能力并阻碍裂纹扩展,在-80℃冲击功达到236J,然而热稳定性差的残余奥氏体在低温下优先转变成马氏体并降低了低温韧性,冲击功下降到136J.     

电阻焊接用高强Q125级石油套管钢组织及其性能

设计了一种低合金含量的Q125级高强度石油套管用钢,研究了热处理工艺对实验钢组织和力学性能的影响．与870℃淬火＋500℃回火工艺相比,实验钢在850℃淬火＋500℃回火工艺下具有更好的强韧性配合．与870℃淬火相比,850℃淬火处理的奥氏体晶粒尺寸较小,使决定钢力学性能的晶区、板条束尺寸细化,因此其性能更优异．淬火温度对实验钢的析出行为影响不大．尺寸较大的TiN以及TiC和TiN复合析出物对奥氏体晶界起到钉扎作用,可以抑制奥氏体晶粒的长大;含有Mo的尺寸较小的TiC可以起到钉扎位错的作用,阻止位错移动,对强度的提高贡献很大．     

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。     

大变形轧制超细晶TWIP钢的组织及性能研究

通过大变形异步-同步轧制及随后600 ℃和700 ℃退火处理,成功制备了超细晶高锰TWIP钢,并研究了退火处理对大变形TWIP钢的组织和性能的影响.研究结果表明:经96%异步-同步大变形轧制后,材料组织显著细化,抗拉强度从621 MPa大幅提升至2 050 MPa; 经过600 ℃退火后,大变形轧制TWIP钢的组织基本完成了再结晶,材料的平均晶粒尺寸约为500 nm,抗拉强度1 079 MPa,延伸率达到了29%; 而经过700 ℃退火后,大变形TWIP钢的组织发生了完全再结晶,平均晶粒尺寸约为600 nm,抗拉强度达到了1 101 MPa,延伸率达到了54%.退火后的组织中存在大量的层错、位错胞等亚结构.相对于大变形轧制态和600 ℃退火态,700 ℃退火态的超细晶TWIP钢的优异的综合力学性能,主要源于孪晶诱发塑性变形机制及合金较低的层错能.     

40SiMnV非调质钢强韧性的研究

本文研究了热加工工艺对40SiMnV非调质钢的金相组织、常规力学性能、断裂韧性、疲劳特性等机械性能的影响。研究表明,这种非调质钢具有与40Gr调质态相近的强度、缺口疲劳极限及小能量多冲抗力,但韧性指标较低。非调质钢的强韧性取决于金相组织中珠光体与先共析铁素体的相对含量、先共析铁素体的晶粒大小及沉淀硬化能力。先共析铁素体的组织参数受原奥氏体晶粒直径、冷却速度及热加工方式(轧制、锻造、正火)的控制。通过回归分析,建立了机械性能与微观组织参数间的数学模型。对非调质铜的性能特点及应用前景进行了讨论,并提出了获得良好的综合机械性能的热加工工艺优化原则。     

高韧性420MPa级桥梁钢开发及强化机制分析

通过优化合金成分、改进控轧控冷工艺等手段,成功开发出屈服强度在480~530MPa,抗拉强度在560~630MPa,延伸率在21%~25%,-20℃冲击功全部在200J以上的Q420桥梁钢.对透射电镜下的析出相及金相显微组织中的晶粒尺寸进行相关统计计算,得到各类强化贡献量数值,并对Q420桥梁钢的强化机制进行了分析.分析结果表明:在新开发的Q420桥梁钢中析出强化贡献量占全部强度的10%以下,而固溶强化量及细晶强化量分别占全部强度的54%及36%,因此确认420MPa级桥梁钢的强化机制以固溶强化、细晶强化为主.     

3003铝合金铸锭均匀化退火工艺及力学性能

为了节能减排,利用光学显微镜、扫描电镜、万能力学试验机等手段,研究分析了3003铝合金不同均匀化退火工艺后的组织演变及力学性能变化。结果表明:随均匀化退火温度的升高,对应的最佳工艺时间减少;620℃下退火5 h时的组织与610℃下退火7 h时基本相同,晶界处无偏析第二相粒子且晶内弥散分布第二相粒子;常温及高温瞬时拉伸时,620℃退火5 h的合金拉伸强度、延伸率均高于610℃退火7 h的。该研究通过升高退火温度、减少时间改善了3003合金铸锭均匀化退火工艺,最佳工艺为650℃下保温5 h。     

高扩孔型铁素体/贝氏体双相钢组织性能研究

对540 MPa级铁素体/贝氏体双相钢的组织性能进行分析研究.结果表明,试验钢的显微组织为85％左右的铁素体加上15％左右的贝氏体；铁素体晶粒尺寸细小,基体中有较高的位错密度和大量细小弥散的析出物；贝氏体在铁素体基体上分布均匀,以板条状为主,板条间分布有较多碳化物颗粒.通过合适的成分设计和控轧控冷手段获得的铁素体/贝氏体双相钢组织形态,可较好地保证材料所需的强度-拉伸凸缘性能匹配.     

Fe-11Mn-4Al-02C钢的应变硬化行为

采用淬火-回火的新工艺，使冷轧实验钢Fe-11Mn在700~800℃淬火后得到铁素体和奥氏体的双相组织.通过拉伸实验可得实验钢抗拉强度达到920~1150MPa，延伸率达到35%~65%.通过XRD对试样拉伸变形前后的组织进行了分析，表明实验钢在拉伸过程中发生了TRIP效应.通过分析冷轧实验钢拉伸过程中的应变硬化行为，证明了合适的铁素体数量和奥氏体晶粒尺寸使奥氏体发生TRIP效应的时机最佳，从而得到优良的力学性能.