耐火钢Q420FRE的SH-CCT曲线及相变动力学研究

利用热模拟试验测定耐火钢Q420FRE在不同焊接热循环下的热膨胀曲线,结合显微组织观察及硬度测试结果,绘制其焊接热影响区的连续冷却转变(SH-CCT)曲线,分析t_(8/5)(从800℃到500℃的冷却时间)对试验钢组织、硬度及相转变速率的影响。结果表明,在较大的t8/5范围内,Q420FRE钢热影响区组织均以贝氏体为主,硬度(HV0.2)变化范围为185~208,与母材基本相当;试验钢具有较高的贝氏体转变温度,随着t8/5的减小(除50、80s外),即冷却速率的增加,贝氏体相变开始温度和结束温度逐渐降低,相变速率增大,相变温度区间变化不明显;当t_(8/5)为50、80s时,相变速率有所降低,相变温度区间稍有增大。     

超高强钢Q1100的SH-CCT曲线及粗晶热影响区组织和性能

利用焊接热模拟试验,采用热膨胀法研究了屈服强度1 100 MPa级超高强钢在平衡条件和焊接条件下的奥氏体化相变温度,结合OM,SEM观察和硬度检测结果,绘制出实验钢焊接条件下奥氏体连续冷却转变曲线(SH-CCT),研究了不同冷却速率下粗晶热影响区(CGHAZ)显微组织和硬度的变化规律.采用TEM观察和Lepera腐蚀,研究不同冷速下M-A组元数量、形貌和分布情况.研究结果表明,在焊接条件下,实验钢的奥氏体化温度明显高于平衡条件下的奥氏体化相变温度;随着冷却速率增大,相继发生B,B+M和M相变,硬度逐渐上升,当冷却速率达到60℃/s时,其维氏硬度最高可达HV464.当冷却速率小于10℃/s时,开始出现M-A组元,并且随冷却速率降低,M-A组元数量增加,尺寸增大.     

含磷TRIP钢的CCT图

为了探索合金元素在TRIP钢相变过程中的重要作用,利用金相、显微硬度等方法研究了四种不同合金成分C-Mn-Al-PTRIP钢的CCT图.结果表明:Al元素强烈地缩小奥氏体相区,提高Ac3与Ms;Al元素促使CCT图左移和上移.P元素能够阻碍碳化物生成,当钢中P质量分数达到0.14%时,能显著地将CCT图中的珠光体区与贝氏体区右移;P元素对铁素体相变和马氏体相变没有显著的影响.结果还显示出随着冷却速率的增加,材料的显微硬度随之增加.对于每一种成分,超过其临界冷却速率时,将得到完全的马氏体组织.     

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.     

轴承钢马氏体等温处理的研究

本文研究了 GCr15轴承铜在马氏体相变开始温度(Ms)以下不同温度进行等温时,淬火钢的相变过程、显微组织和力学性能。GCr15轴承铜在 Ms 温度以下不同温度与不同时间等温淬火后淬火铜的组成相是:变温马氏体、贝氏体、残留奥氏体和未溶碳化物。未观察到等温马氏体组织。未溶碳化物的量不变,变温马氏体的体积比随着等温温度的降低而增大,贝氏体和残留奥氏体的体积比则随等温温度的降低或等温时间的缩短而减少。等温后冷却时形成的变温马氏体的板条尺寸减小并细化了马氏体的领域。力学性能的测定结果表明:与普通淬火钢相比,经220℃马氏体等温淬火钢的强度提高一倍,冲击值提高近五倍,达到强韧性的最佳配合。此外,220℃马氏体等温淬火钢的接触疲劳寿命亦比普通淬火、回火钢有提高。对于力学性能的改善,从显微组织因素作出了解释。     

焊接热循环对P460NL1高强正火容器钢微观组织及低温冲击韧性的影响

采用焊接热模拟技术,结合OM、SEM、TEM及-40℃低温冲击韧性实验,研究了焊接热循环(不同峰值温度和t_(8/5)参数)对P460NL1高强正火容器钢热影响区组织和低温韧性的影响,重点分析了不同焊接热循环中强化相V(C,N)粒子的演变。结果显示,当t_(8/5)同为45 s时,P460NL1钢模拟热影响区的低温冲击韧性随峰值温度的升高大致呈降低趋势,且温度超过1200℃后冲击韧性急剧降低。峰值温度为1350、1200℃且t_(8/5)在15～100 s范围时,模拟的是P460NL1钢焊接热影响区粗晶区,组织主要为铁素体和贝氏体混合组织,此条件下P460NL1钢的低温冲击韧性较低且基本不随t_(8/5)的变化而变化;t_(8/5)为45 s时,峰值温度1100、950℃对应的是焊接热影响区细晶区,此时组织为铁素体+贝氏体+珠光体混合组织,峰值温度870℃模拟的是两相区,主要为铁素体和珠光体组织。利用Thermal-Calc软件计算得到P460NL1钢中V(C,N)溶解温度为1160℃,故当峰值温度超过1200℃时,V(C,N)粒子完全溶解且未再析出,基体中存在的游离N会降低P460NL1钢的低温冲击韧性,且当峰值温度为1350℃时,随着t_(8/5)增加,晶粒尺寸逐渐增大,但冲击韧性却没有因此而降低,表明游离氮是热影响区粗晶区冲击韧性的关键因素。     

基于热膨胀法与相体积计算模型研究连铸坯冷却过程中奥氏体相变行为

采用热膨胀仪测试研究了Q450NQR1钢连铸坯5℃·min-1及20℃·min-1冷却速率下的线性热膨胀(△L/L0)和热膨胀系数随温度的变化规律.在此基础上,建立了一种基于平均原子体积的相体积计算模型,量化研究了奥氏体相变过程中各相体积分数的变化规律,并在将计算结果与显微组织观察结果对比分析基础上,讨论了连铸冷却速率对铸坯奥氏体相变过程的影响.结果表明：该计算模型可以较为准确地描述铸坯的奥氏体相变过程,适用于多相连续析出相变;随着冷却速率的增大,铸坯热膨胀曲线中对应于铁素体和珠光体析出的两个变化峰向低温区移动,峰值明显增大;冷却速率由5℃·min-1上升至20℃·min-1时,铁素体及珠光体起始析出温度分别降低约32℃和37℃,最终体积分数分别由0.894和0.106变为0.945和0.055.     

X80管线钢热影响区ICHAZ组织性能

利用Gleeble-1500热模拟试验机对X80管线钢进行了不同峰值温度的热模拟实验,确定了焊接热影响区的冲击性能薄弱环节为不完全再结晶区（ICHAZ）。研究ICHAZ峰值温度（Tp）800℃区域的组织性能结果表明：实验钢经过800℃热循环部分奥氏体化,冷却后得到贝氏体组织。形成的贝氏体组织及大量含有孪晶马氏体的M-A组元作为局部硬化区,造成ICHAZ冲击功降低。另外,利用EBSD对比了母材与ICHAZ区域得到：经过峰值温度800℃热循环后大量的亚晶和亚晶界合并消失,造成冲击功降低。     

780MPa级热镀锌用TRIP钢退火工艺及组织演变

研究了热镀锌用高强TRIP钢的退火工艺对性能的影响和组织演变规律. 结果表明:实验用钢可获得780.00MPa以上的抗拉强度和24.00%以上的断后延伸率;两相区加热温度和贝氏体保温时间对钢的力学性能具有显著影响,两相区加热温度为850℃,贝氏体保温时间为30s时,实验用钢能获得最佳的综合力学性能;在贝氏体中温相变后,仍有部分亚稳奥氏体(碳含量较低)在后续冷却过程中发生马氏体相变,从而导致钢退火后的微观组织由铁素体、贝氏体、残余奥氏体和马氏体组成.     

工艺条件对X65管线钢的组织与性能的影响

通过拉伸和金相实验分析研究了控轧控冷工艺对酒钢X65管线钢的力学性能和显微组织的影响．结果表明：在一定范围内控制开轧和终轧温度，变形过程中提高强制冷却速度，降低终冷温度，可以明显提高X65钢的力学性能．得到较多均匀的针状铁素体组织．     

X52级输油气管线钢平板的开发

X5 2是Nb ,Ti微合金化控轧控冷钢 ,在冶炼上采用低硫、净化钢质并进行硫化物变性的钙处理先进工艺而获得 .通过化学成分配比和轧制控制 ,可以获得必要的强韧性匹配的显微组织 .     

超快冷速对钒钛微合金化超高强冷轧板组织性能的影响

超高强冷轧板生产中连续退火工艺十分重要,其快冷阶段的冷却速度对产品性能有较大的影响。本文是在实验室条件下对钒钛微合金化超高强冷轧板连退冷却工艺中快冷阶段冷却速度对产品性能影响的研究,实现抗拉强度达到1 000 MPa。实验中将快冷速度设置为20,50,200,500和1 000℃/s,利用光学显微镜、SEM、TEM组织观察和力学性能测试等方法,研究发现:随着快冷速度增加,铁素体和马氏体晶粒细化,马氏体比例增加且趋于板条状;抗拉强度、屈服强度、屈强比均增加,而延伸率和强塑积不断降低。     

H型钢控制冷却过程的应力场模拟

利用ANSYS软件建立H型钢模型并进行模拟,研究热轧H型钢轧后冷却过程中的热边界条件,分析H型钢在不同温度下应力应变场的分布及规律,为控制冷却系统的设计提供指导;分析不同冷却方式H型钢的力学性能,比较不同控冷方案,选择的控冷方案为:空冷5 s后,水冷5 s,再空冷5 s。根据应力产生机理和对比控制冷却不同水流密度的模拟结果,在相同冷却时间条件下,随着水流密度的增大,H型钢的温度逐渐降低,最大应力逐渐增大。     

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.     

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。     

含钒汽车大梁钢P510L连续冷却时的组织转变

用MMS-200热力模拟试验机研究了含钒汽车大梁钢P510L在连续冷却条件下的组织演变规律,采用热膨胀法结合金相法建立了P510L的静态CCT曲线和动态CCT曲线,分析了变形条件、冷却速度对P510L显微组织的影响.结果表明:奥氏体低温区的变形促进了铁素体相变和珠光体相变,抑制了贝氏体相变;并且随着冷却速度的增大,铁素体的量减少,贝氏体的量增多.     

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.     

合金钢淬透性曲线预测

本工作通过计算机标准顶端淬火冷却曲线，并利用计算得到的CCT曲线和数据，对合金钢淬透性曲线进行了预测。     

TSCR工艺生产IF钢相变及组织演变规律

采用Gleeble-1500热模拟试验机,研究了薄板坯连铸连轧工艺条件下(TSCR)无间隙原子钢(IF钢)的动态连续冷却转变规律,并分析了其组织演变规律.研究表明:Ti-IF钢的相变开始温度随着冷却速度的增大而下降,即Ar3降低,有利于低温终轧,并获得性能良好的IF钢.同时IF钢的硬度值随着冷却速度的增大而增大,冷却速度从1℃/s变化到30℃/s时,HRB从53.4增加到68.3,即其强度随冷却速度增大而增加.