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。     

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.     

货油舱用耐蚀钢连续冷却的转变规律

在MMS-300热模拟试验机上测得货油舱用耐蚀钢在不同冷速下的连续冷却膨胀曲线,结合金相-硬度法,研究了该耐蚀钢变形和未变形过冷奥氏体冷却过程中的组织演变,建立了连续冷却转变(CCT)曲线.结果表明,动态CCT曲线较静态CCT曲线明显向左上方移动,提高了奥氏体转变的开始温度;随着冷却速度的增大,显微组织由多边形铁素体、珠光体和少量贝氏体逐渐过渡到针状铁素体、粒状贝氏体,最后为板条贝氏体和马氏体.     

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.     

冷却速度对5Ni钢组织和相变温度的影响

应用Formastor-FⅡ相变膨胀仪测定并研究了5Ni钢的静态CCT曲线,测定了相变临界点A c1与A c3,为制定热处理工艺提供依据.通过万能硬度计及OM,SEM和EPMA分析了冷却速度对5Ni钢硬度、显微组织及微观成分偏析的影响.结果表明:随着冷却速度的增大,试样显微组织由多边形铁素体和珠光体变成贝氏体和马氏体.从CCT曲线上可以看出,淬火热处理时为了避免铁素体和贝氏体相变,临界冷却速度要大于20℃/s;在不同冷速下,Ni元素都存在偏析,这有助于回火时产生逆转奥氏体,进而改善5Ni钢的韧性.     

冷却速度对5Ni钢组织和相变温度的影响

应用Formastor-FⅡ相变膨胀仪测定并研究了5Ni钢的静态CCT曲线,测定了相变临界点Ac1与Ac3,为制定热处理工艺提供依据.通过万能硬度计及OM,SEM和EPMA分析了冷却速度对5Ni钢硬度、显微组织及微观成分偏析的影响.结果表明:随着冷却速度的增大,试样显微组织由多边形铁素体和珠光体变成贝氏体和马氏体.从CCT曲线上可以看出,淬火热处理时为了避免铁素体和贝氏体相变,临界冷却速度要大于20℃/s;在不同冷速下,Ni元素都存在偏析,这有助于回火时产生逆转奥氏体,进而改善5Ni钢的韧性.     

含钒高强度船体结构钢的连续冷却转变

利用热模拟实验机模拟了中板控制轧制工业生产工艺,测定了一种钒微合金化船体结构钢经不同温度多道次变形后的动态CCT曲线,讨论了终轧温度和冷却速度对组织、γ/α相变及CCT曲线的影响. 结果表明:随终轧温度的降低,实验钢的动态CCT曲线整体向左上方移动,获得铁素体 珠光体组织的冷却速度范围变宽;随冷却速度的增加,γ/α相变开始温度Ar3逐渐降低,贝氏体相变开始温度Bs以抛物线形式变化;铁素体晶粒随终轧温度降低或冷速的增加而细化.     

奥氏体变形对耐候钢相变行为及显微组织的影响

在MMS-100热力模拟实验机上采用热膨胀法结合硬度测试,对耐候钢进行了未变形和变形后的连续冷却的实验研究,建立了未变形和变形奥氏体的CCT曲线.利用光学显微镜、扫描电镜分析研究了冷却速度、变形条件对显微组织的影响.实验结果表明,从未变形到变形的过程,多边形铁素体相变开始温度升高,相变区左移,获得铁素体加珠光体混合组织的临界冷速增大.变形奥氏体的位错缠结抑制贝氏体长大,从而细化转变后的显微组织.     

28CrMnMoV钢过冷奥氏体连续冷却转变

利用Gleeble-3500热模拟机测量28CrMnMoV钢以不同速度连续冷却时的膨胀曲线,结合差热分析法和金相-硬度法,确定临界点及相变温度点,绘制并分析和应用过冷奥氏体的连续冷却曲线(CCT图),研究实验钢连续冷却时的奥氏体转变.研究结果表明:实验钢过冷奥氏体在高温区可能发生铁素体转变和珠光体转变,中温区可能发生贝氏体转变,低温区可能发生马氏体转变;当冷却速度为0.05～0.5℃/s时,转变产物为多边形铁素体、珠光体和少量贝氏体的混合组织;在1～5℃/s的冷却速度范围内,转变产物为贝氏体;当冷却速度大于5℃/s时,转变产物为马氏体;合金元素Cr,Mo,V有抑制奥氏体扩散分解的作用,以低于1℃/s的速度冷却才会有先共析铁素体和珠光体;锰质量分数较高对贝氏体转变有明显的促进作用,在0.05～10℃/s的较宽速度范围内连续冷却会发生贝氏体转变.根据测得的CCT图指导28CrMnMoV钢的分级控冷工艺,可在减小钢管淬火应力的同时,为V150油套管的高强韧性提供组织保障.     

Nb对低碳Si-Mn钢连续冷却转变的影响

利用Gleeble 1500对含Nb与不含Nb两种低碳Si-Mn钢进行了连续冷却转变实验,并绘制了未变形及变形条件下的CCT曲线.结果表明:在未变形条件下,Nb的添加降低了铁素体相变温度(Ar3),使未变形CCT曲线下移;在变形条件下,应变诱导析出的Nb(C,N)等析出物使铁素体的转变温度上升并降低了贝氏体的转变冷速,从而使Ar3提高,CCT曲线上移;在变形条件下,Nb使铁素体晶粒明显细化,进而使实验钢的硬度明显提高.     

X65管线钢板交替与连续控冷工艺的计算与比较

为减小X65管线钢板控制冷却后的残余应力和翘曲,通过开发线性混合热膨胀模型、拓展Avrami相变动力学模型和应用Leblond的相变诱发塑性(TRIP)模型建立了热力耦合有限元模型,考虑了控冷时的弹塑性变形、热膨胀、相变潜热、相变膨胀、TRIP等所有物理效应.用该模型研究了2种控制冷却工艺下X65管线钢板的温度、残余应力、残余应变及翘曲.结果表明:与连续控冷相比,交替控冷使板的温度进一步降低7℃;上表面一侧的残余拉应力峰值进一步减小44 MPa;下表面一侧的残余总压应变峰值进一步增加0.001;翘曲由0.54×10-3减至0.09×10-3;故交替控冷可降低板内的残余应力,并减小翘曲.     

基于密集冷却工艺的700 MPa级高强带钢减小残余应力研究

目前密集冷却工艺已广泛用于生产高强度带钢,但是该技术冷却速率较快的特点易造成带钢冷却不均匀等问题,导致带钢残余应力过大,进而产生边浪等板形缺陷。本文利用有限元方法,使用ABAQUS有限元软件建立某700 MPa级高强度带钢在密集冷却工艺下的模型,实现温度-相变-应力耦合计算,并进行多个实验验证了模型的准确性。通过修改有限元模型边界条件和初始条件,研究边部遮挡和初始温差对带钢层流冷却阶段产生的残余应力分布的影响规律。对于减小带钢层流冷却过程中产生的残余应力,减小带钢进入层流冷却前的初始温差更加有效。本研究成果经过现场试验验证,可靠性较高,可用于指导该种类型高强带钢生产,以减少带钢的残余应力,提高带钢板形质量。     

Mg和Zr对FH40级船板钢连续冷却转变曲线的影响

以FH40高强度级别船板钢为研究对象,利用真空感应炉冶炼了不同Mg、Zr成分的实验钢,采用Gleeble-3800热模拟试验机测定了实验钢连续冷却转变曲线(CCT)。采用金相显微镜系统研究了实验钢连续冷却条件下的组织演变规律,并探讨了Mg、Zr单独和复合添加对实验钢CCT曲线中铁素体和贝氏体相区的作用规律。结果表明,Mg、Zr及Mg-Zr添加均能影响过冷奥氏体和珠光体开始转变温度;Mg和Mg-Zr添加抑制了铁素体转变,促进了贝氏体转变,在5~30℃/s冷却速度范围内均获得以贝氏体为主的组织;Zr添加扩大了铁素体区,减小了贝氏体区,冷却速度提高至20℃/s以上可得到以贝氏体为主的组织。研究结果对进一步明确Mg、Zr对低碳微合金钢组织特征的作用规律,指导Mg、Zr及Mg-Zr处理在工业上的应用具有重要意义。     

分段冷却模式下热轧双相钢的组织演变及力学性能

通过热模拟实验研究了分段冷却模式下变形温度、保温温度及保温时间对Nb-Ti微合金热轧双相钢组织演变及性能的影响.结果表明:降低变形温度可促进铁素体的转变,使马氏体形态由大块状过渡到岛状;保温温度从740℃逐渐降至580℃时,铁素体转变量先增加后减少,保温温度为660℃时铁素体转变量达到峰值;随保温时间延长铁素体转变量增加,且铁素体转变量与时间的关系曲线呈“S”型.采用超快冷+空冷+层流冷的冷却模式并通过调整终轧温度及空冷时间获得了630~710MPa的热轧双相钢,屈强比≤061,相应的组织为铁素体+马氏体或铁素体+马氏体+少量的贝氏体.     

不同终轧温度下36Mn2V钢的连续冷却转变规律

采用Gleeble-1500热模拟机,测定了36Mn2V钢经四种终轧温度变形后的连续冷却膨胀曲线,结合金相-硬度法,获得了该钢种的连续冷却转变曲线.结果表明: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先升高到一个平台,随冷却速度的进一步增加又降低,晶粒细化;随终轧温度的降低,实验钢的动态连续冷却转变曲线整体向左上方移动,网状铁素体和晶内铁素体明显减少,晶粒略有细化;经四种温度终轧后以3℃.s-1的冷速冷却到室温的四个试样中,唯独950℃终轧的试样中未观察到贝氏体.     

加热温度对TRIP钢连续冷却转变曲线及室温组织的影响

采用膨胀法在DIL805热膨胀仪上测定了不同加热温度下实验钢的连续冷却转变(CCT)曲线,通过光学显微镜和扫描电镜分析不同加热温度对CCT曲线和冷却试样显微组织的影响.结果表明:当加热温度由完全奥氏体化温度降低到两相区内较高温度时,CCT曲线中铁素体转变区左移;当加热温度处在两相区范围内时,随着加热温度的降低,铁素体转变被推迟,使得CCT曲线右移;新生铁素体外延生长方式和奥氏体中碳富集程度的差异是导致上述变迁的主要因素.     

CSP生产600 MPa级低碳贝氏体钢的相变

以低碳Nb、V、Ti、Mo和Cr合金化贝氏体钢为研究对象,在Formaster-Digital膨胀仪上测定了过冷奥氏体的静态CCT曲线;在Gleeble-1500热/力模拟机上,用膨胀法测定了奥氏体的动态CCT曲线;采用扫描电镜和透射电镜分析了贝氏体钢的室温组织演变规律.结果表明:合金元素抑制奥氏体向铁素体转变,在冷却速度大于10℃.s-1的范围内,静态CCT和动态CCT的室温组织均为贝氏体,具有较高的强度;奥氏体变形促进了贝氏体转变,贝氏体转变开始温度为610～668℃,终了温度为520～551℃.     

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。     

形变对12MnMoVN钢连续冷却转变的影响

奥氏体区形变使钢的连续冷却转变曲线向左上方移动;形变促进先共析铁素体转变,使先共析铁素体数量增加;形变还诱发珠光体转变。岛状组织转变动力学曲线形状与岛状组织的基体铁素体类型有关。