高碳钢连铸板坯高温力学性能

采用Gleeble-1500热模拟试验机测量了高碳钢连铸板坯的高温力学性能,得到了第Ⅰ、第Ⅲ脆性温度区的温度范围.结果表明:第Ⅰ脆性温度区脆化的主要原因是晶界部位的低熔点物质在高温下首先熔化,从而导致试样沿晶界开裂;第Ⅲ脆性温度区脆化的主要原因是在奥氏体部位析出的网状铁素体导致试样沿晶界开裂;在奥氏体单相区,由于氮化铝的析出导致钢种的塑性恶化.     

含铌钛钢X—52连铸坯的高温延塑性

测试了溶点－７００℃温度区间含铌钛钢Ｘ－５２连铸坯的高温延塑性。根据断口形貌、组织以及钢中析出物等的变化情况分析了该钢的脆化机理。结果表明：在熔点－７００℃温度区间，Ｘ－５２钢存在２个脆性区，熔点－１３８０℃的第Ⅰ脆性区，９２５－８２５℃的第Ⅲ脆性区。细小的ＮｂＣＮ沿奥氏体晶界的动态析出是造成第Ⅲ区脆化的主要原因。可通过向钢中添加少量的钛，以降低晶界处细小的ＮｂＣＮ的析出量，防止先共析铁素体在奥氏     

第三代汽车钢的热塑性及断裂机理

采用Gleeble-1500热模拟试验机,对第三代汽车钢(TG钢)在不同的变形温度下进行了热拉伸试验,研究其热塑性的变化.运用光学显微镜和扫描电镜分析了实验钢热变形的断口形貌及断裂机理.发现实验钢的强度随温度的升高而降低,热塑性曲线分为第Ⅰ脆性区、高温塑性区和第Ⅲ脆性区三个区域,其中第Ⅲ脆性区存在两个塑性极小值.在1300～800℃时实验钢的组织为奥氏体,断裂方式为连孔延性断裂,动态再结晶使韧窝分离前发生了较大的塑性变形,断口为大而深的韧窝;750℃时实验钢沿奥氏体晶界析出铁素体,断裂方式为界面断裂,断口既存在着铁素体内聚失效形成的小的孔洞,也存在由于裂纹沿奥氏体晶界扩展形成的石块状形貌;650℃由于出现了铁素体的准解理,实验钢的塑性下降,热塑性曲线再次出现极小值.     

第三代汽车钢的热塑性及断裂机理

采用Gleeble-1500热模拟试验机,对第三代汽车钢(TG钢)在不同的变形温度下进行了热拉伸试验,研究其热塑性的变化运用光学显微镜和扫描电镜分析了实验钢热变形的断口形貌及断裂机理.发现实验钢的强度随温度的升高而降低,热塑性曲线分为第Ⅰ脆性区、高温塑性区和第Ⅲ脆性区三个区域,其中第Ⅲ脆性区存在两个塑性极小值.在1300～800℃时实验钢的组织为奥氏体,断裂方式为连孔延性断裂,动态再结晶使韧窝分离前发生了较大的塑性变形,断口为大而深的韧窝;750℃时实验钢沿奥氏体晶界析出铁素体,断裂方式为界面断裂,断口既存在着铁素体内聚失效形成的小的孔洞,也存在由于裂纹沿奥氏体晶界扩展形成的石块状形貌;650℃由于出现了铁素体的准解理,实验钢的塑性下降,热塑性曲线再次出现极小值.     

钢中残余元素在连铸坯和热轧板中的富集行为

通过扫描电镜和X射线能谱分析仪(X-EDS)分析,对低合金钢种连铸板坯和热轧板中Cu、As和Sn的富集行为进行了研究.实验结果表明:连铸坯中氧化层和氧化层/基体层界面存在Cu、As和Sn元素同时富集现象;热轧板氧化层/基体层界面存在Cu、As和Sn元素富集相,基体层中Cu、As和Sn含量高于氧化层;热轧板晶界处Cu、As和Sn含量明显高于热轧板晶内;Cu、As和Sn在γ晶界偏聚和Fe的优先氧化造成连铸坯中Cu、As和Sn富集,加热炉的二次加热加剧Cu、As和Sn的富集程度,引起Cu、As和Sn向钢材基体渗透扩散,使钢的塑性恶化,导致中板大量表面微裂纹缺陷.分析了Cu、As和Sn富集相对表面微裂纹的影响机理.     

中碳钢高温力学和冶金行为

采用Gleeble 1500热模拟机对CSP生产的SS400、Q235B和Q345B钢的热塑性进行了研究.结果发现,所研究的钢存在两个低塑性区,即凝固脆性温区(Tm～1 310℃)和低温脆性温区(850～725℃).试样断口金相和成分分析表明:产生凝固脆性温区的原因主要是高温下枝晶间有害元素S、P和O富集形成液膜;产生低温脆性温区的原因主要是奥氏体晶界出现铁素体薄膜以及细小AlN析出造成连铸坯的塑性降低.根据研究结果,提出了改善钢的热塑性防止铸坯裂纹的工艺建议.     

中碳铝硅镇静钢连铸坯的高温延塑性

采用Ｇｌｅｅｂｌｅ－１５００热模拟实验机测试了宝钢生产的易出现角模裂纹缺陷的中碳铝硅镇静钢ＧＲ４１５１连铸坯的高温延塑性，并通过金相、扫描电镜等对拉断后试样的断口及组织形貌进行了分析检验。结果表明：ＧＲ４１５１钢在熔点￣７００℃的温度区间存在２个脆性区域，即熔点￣１３３０℃的第Ｉ脆性区和８６０￣７４０℃的第Ⅲ脆性区，γ单相域ＡＩＮ等氮化物在γ晶界析出在γ＋α两相区先共析铁素体叶网状并在γ晶界析出是     

高铝TRIP钢的高温力学性能

利用Gleeble3500试验机研究汽车用C-Mn-Al系TRIP钢的高温力学性能,测定了零塑性温度和零强度温度,应用差示扫描量热法测定其相变区间,采用扫描电镜和光学显微镜分析了不同拉伸温度对应的断口宏观形貌及断口附近组织组成.该钢种零塑性温度和零强度温度分别为1425℃和1430℃,第Ⅰ脆性区间为1400℃~熔点,第Ⅲ脆性区间为800~925℃.第Ⅲ脆性区脆化的原因是α铁素体从γ晶界析出,试样从975℃冷却至700℃过程中,随着α铁素体析出比例的增大,断面收缩率先减小后增大.基体α铁素体比例为8.1%时(850℃),断面收缩率降至28.9%;而拉伸温度在800℃以下时,基体α铁素体比例超过16.7%,断面收缩率回升至38.5%以上.该钢种在1275.6℃时开始析出少量粗大的AlN颗粒,但对钢的热塑性没有影响.     

焊接气瓶钢HP295热塑性研究

采用Gleeble 3500热模拟试验机对焊接气瓶钢HP295的高温热塑性能进行测试,利用OM、SEM、EDS对实验钢热变形后的微观组织、断口形貌及微区成分进行表征,并对断裂类型及影响因素进行分析。结果表明,在500～1100℃的温度范围内,实验钢的断面收缩率R_A均超过了77%,整体表现出了良好的高温塑性;实验钢的热塑性曲线在700～900℃之间出现了一个"塑性凹槽",在800℃时试样的断面收缩率达到极小值77.98%,故实际生产中应避开这一温度范围,在铸坯表面温度高于900℃时进行矫直。HP295钢在900℃以上的高温塑性区,表现为穿晶韧性断裂;在800℃塑性极小值时,铁素体在奥氏体晶界的析出降低了实验钢的塑性,表现为沿晶韧性断裂。     

合金弹簧钢连铸坯高温力学性能分析

为了时合金弹簧钢高温力学性能进行分析,采用Gleeble1500热模拟试验机测试了典型弹簧钢钢种SUP9、50CrVA、60Si2Mn的高温力学性能,绘制了3个钢种在600～1 350℃区间内的抗拉强度和热塑性曲线.应用扫描电镜对试样断口形貌进行观察,分析了3个钢种在不同温度区间的断裂机理,讨论了钢种成分及夹杂物对高温力学性能的影响.研究发现:SUP9、50CrVA、60Si2Mn存在第Ⅰ脆性区(Tm～1 315℃,Tm～1 281℃,Tm～1 316℃)和第Ⅲ脆性区(600～930℃,650～956℃,600～980℃).前者产生的原因是高温下枝晶间有害元素S、P和O富集形成液膜,后者是由于奥氏体晶界出现铁素体薄膜以及细小AlN的析出.     

中温压力容器钢12CrMo的高温塑性研究

通过热模拟试验对中温压力容器钢12CrMo连铸坯的高温塑性进行研究.在不同的变形温度下采用10-3 s-1的应变速率对试样进行拉伸变形,测量拉伸断口的面缩率,并对拉伸断口的显微组织和析出物进行分析.结果表明, 当变形温度高于900 ℃时,试样在拉伸过程中发生动态再结晶,其面缩率大于85%,表现出优良的高温塑性;当变形温度为850 ℃时,有大量细小的AlN在12CrMo钢中弥散析出,其尺寸约为10 nm;当变形温度降至800 ℃时,大量的先共析铁素体沿奥氏体晶界析出,形成网状结构,试样面缩率降至36%,12CrMo钢的高温塑性显著下降.     

超级双相钢复合板的焊接及质量控制

双相钢复合板具有较强的抗腐蚀性、高强度,是以不锈钢为覆层、低合金钢为材料的复合钢板,具有奥氏体不锈钢抗晶间腐蚀、力学性能、焊接性好的特点,现已得到了广泛应用。该类钢兼有奥氏体和铁素体不锈钢的特点,与铁素体相比,塑性、韧性更高,无室温脆性,耐晶间腐蚀性能和焊接性能均显著提高,同时还保持有铁素体不锈钢的475℃脆性以及导热系数高,具有超塑性等特点。对于超级双相钢复合板的焊接与质量控制,有待进一步探索研究。     

中碳亚包晶成分钢连铸坯角横裂的防止对策

宝钢生产的中碳亚包晶成分钢连铸坯角横裂属于沿晶界的开裂，主要发生在８５０℃以下温度，对３个钢种连铸坯试样的高温力学性能的测定表明，在ε＝４×１０＾－３／ｓ应变速率下，所测钢种在熔点～７００℃范围存在两个脆性温度区域，即熔点～１３５０℃的第Ｉ脆性温度区域和８５０～７２５℃的第Ⅲ脆性温度区域，在第Ⅲ脆性温度区域，γ单相域Ａ１Ｎ等氮化物在γ晶界的析出和在γ＋α两相区先共析α相呈网膜状，在γ晶界的析出是造     

微合金钢中氧化物夹杂对焊接热影响区组织、性能的影响

研究了一种微合金钢中夹杂物与模拟焊接热影响区微观组织以及低温冲击韧性的关系.结果发现:实验钢夹杂物以类球状Ti2O3-Al2O3-MnS型复合夹杂为主,分布较为均匀且尺寸小于3μm;在相变冷却时间较短(T8/5=40s)时,试样微观组织以针状铁素体和沿晶铁素体为主,板条贝氏体束较少,原奥氏体晶粒尺寸在50μm左右,低温冲击性能优良;随着相变冷却时间的延长(T8/5=60,80s),原奥氏体晶粒尺寸也随之增大,相变温度的提高和相变区域的变宽使得位于原奥氏体晶界附近的夹杂物对晶界处多边形铁素体的诱导促进作用更加明显,沿晶铁素体长大剧烈,一定程度上消耗了晶内针状铁素体对组织的分割细化作用,使得低温冲击韧性有所降低.     

低碳高硫含锡锑复合易切削钢

对复合添加少量Sn和Sb或Sn和Bi的低碳高硫易切削钢做了切削和高温热塑性实验. 结果表明:试样在长时间的高速切削条件下刀具后刀面磨损很小,其易切削性能明显优于SAE1215钢. 含Sn和Sb的钢样在750～950℃温度范围内塑性较差,在1050～1300℃范围内具有良好的塑性. 扫描电镜及能谱分析表明:钢中Sn和Sb元素在晶界、MnS夹杂物内及MnS边界处均存在;大部分的Bi元素附着在MnS夹杂物上,一部分弥散分布在钢的基体中;钢中MnS夹杂主要呈球状和纺锤状.     

奥氏体不锈钢在高温钠中的质量迁移效应研究

本文应用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪、俄歇能谱仪分析国产316Ti和321奥氏体不锈钢在650℃流动钠中浸泡4000、5000、8000、10000n后试样表面组成相类型、化学成分和显微组织沿横截面变化及试样表面腐蚀形貌。研究结果表明,国产316Ti和321奥氏体不锈钢在高温流动钠中浸泡后有明显的质量迁移效应。液态钠中所含碳向钢中扩散,钢中Ni、Cr合金元素向流动钠中扩散,引起钢增碳和Ni、Cr元素减少,钢表面的化学成分和组成相及显微组织发生明显变化。其表面组成相为铁素体、奥氏体和M_(23)C_6型碳化物,无σ相·随浸泡时间延长,表面铁素体量增多。表面组织为粒状α+M_(23)C_6+γ;次表层组织为晶界α+M_(23)C_6+γ;心部组织为σ+γ或晶界α+M_(23)C_6+σ+γ,在晶界铁素体层和心部组织之间有一无α、无σ相的碳化物沉淀区(M_(23)C_6+γ)。随浸泡时间继续延长,表层粒状铁素体层深增加,晶界铁素体层和碳化物沉淀区向心部延伸。试样表面产生腐蚀沟槽、晶界腐蚀和腐蚀坑及腐蚀裂纹,浸泡时间再延长,腐蚀加剧。321钢比316Ti钢质量迁移效应明显,腐蚀抗力差。     

Q235碳素钢多道次热变形中的组织演变及性能

利用热模拟压缩变形实验研究了Q235碳素钢多道次热变形及后续处理过程的组织演变规律.结果表明,采用高温奥氏体的形变再结晶及过冷奥氏体的形变强化相变,可以使Q235低碳钢的铁素体晶粒细化至4～5μm,材料的屈服强度达到400MPa级,延伸率达到40%.经适当的后续处理后,渗碳体、珠光体等第二组织弥散分布于细晶铁素体晶界上,使Q235低碳钢在保持细晶钢原有强度级别和塑性的基础上,屈强比有效降低.     

Si-Mn-Mo-V钢在淬火和低温回火状态下的脆化与韧化

本文利用冲击韧性试验、扫描电镜、离子探针及俄歇谱议等手段研究讨论了合金元素Si和Mn对Si-Mn-Mo-V钢在淬火和低温回火状态下韧性的影响规律。研究结果表明:当钢中不含Si或含有少量Si面单独加入Mn,则由于Mn-P在晶界共偏析的原因,使P在晶界的浓度大为增加,导致了钢在淬火和低温回火状态下沿晶断裂的发生,从而降低了钢的韧性水平。在高Mn(2％Mn)钢中加入Si,由于Si在晶界的富集及Si-P的相互排斥作用,使P在晶界的偏析浓度下降。从而在一定程度上抑制了晶界脆性的发展和晶界断裂的发生,使钢的韧性水平显著提高。 本文还研究了Si和Mn对Si-Mn-Mo-V钢低温回火脆性(350℃脆性)的影响。实验结果表明:低温回火脆性既与杂质元素的晶界偏析有关,又与ε碳化物向渗碳体转化及渗碳体沿原奥氏体晶界成薄片状析出有关,由于Si和Mn既能影响杂质元素,特别是P在晶界的偏聚,又能影响ε碳化物向渗碳体转化,故Si和Mn对Si-Mn-Mo-V钢低温回火脆性发生的温度和强烈程度均有显著的影响。     

一种Mn-Al系TRIP钢的临界区奥氏体稳定化研究

利用实验室MMS-200热模拟试验机对Fe-0.2C-7Mn-3Al钢的临界区奥氏体稳定化行为进行研究.通过SEM,EPMA,TEM和XRD等手段观察并分析了实验钢的微观组织演变以及C和Mn元素的配分过程.实验结果表明,不同的临界区退火温度下,实验钢中均存在25%~30%左右的粗大压扁状δ铁素体.随着退火温度的升高,微观组织中残余奥氏体的含量先增加后减小,体积分数为10.2%~32.5%,残余奥氏体与临界区铁素体呈板条状相间分布,板条宽度约200~300 nm.最佳的临界区退火温度为750℃.C,Mn,Al元素的协同作用促进了临界区奥氏体的稳定化,使得实验钢能够在较短的时间内完成有效的配分.     

含铌TRIP钢连续退火后的组织性能及强化机理

在实验室模拟了含铌与无铌TRIP钢的连续退火工艺过程,通过金相显微技术(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、背散射电子衍射技术(EBSD)、X射线衍射(XRD)和拉伸实验等检测手段研究了TRIP钢的组织性能,分析了TRIP钢中残余奥氏体稳定性的影响因素及强化机理.结果表明:在连续退火工艺条件下,Nb的存在细化了TRIP钢的微观组织,与未添加Nb的钢相比,添加Nb可以提高TRIP钢中残余奥氏体含量和残余奥氏体碳含量.含铌TRIP钢中残余奥氏体主要以团块状或薄膜状分布于铁素体与贝氏体晶界,极少部分以细小球状分布于铁素体晶内.含铌TRIP钢热轧后的主要析出物为Fe3C和(Nb,Ti)(C,N),退火后的主要析出物为(Nb,Ti)(C,N).细小含铌析出物的析出强化导致了随着退火温度的升高,屈服强度和抗拉强度升高.