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.     

SWRS82B盘条力学性能的分析

通过对国内某钢厂生产的SWRS82B盘条的组织、夹杂物及力学性能的研究,结果表明SWRS82B盘条的抗拉强度,屈服强度,断面收缩率,延伸率随索氏体含量的增加和索氏体片层间距的细化提高,SWRS82B盘条钢拉拔断裂的原因是钢中夹杂物存在。     

25Cr5MoA/Q235钢复合板的结合性能

将25Cr5MoA/Q235钢板复合板坯加热到800～1 100 ℃,经保温后轧制1道次,压下量为50%～70%,制成25Cr5MoA/Q235钢热轧复合板试样. 用材料力学性能试验机测试复合板试样复合界面的剪切强度,用光学显微镜和扫描电镜观察界面的组织. 结果表明:当轧制温度在900～1 000 ℃时,有利于25Cr5MoA/Q235钢的复合;道次压下量对25Cr5MoA/Q235钢复合板界面结合强度影响非常大,道次压下量大,有利于形成更多洁净、活化的新生表面,并且可以细化晶粒,提高复合板的结合强度;金属组织中晶粒的梯度变化,有利于提高双金属复合材料的结合强度.     

控轧控冷工艺参数对高碳钢SWRH77B组织的影响

在Gleeble-1500热模拟实验机上测定高碳钢SWRH77B的连续冷却转变(CCT)曲线,并利用光学显微镜和透射电镜分析其终轧温度、冷却速度下的组织演变和相变规律.结果表明,随着冷却速度的加快,高碳钢SWRH77B在950 ℃变形时,其珠光体的片层间距变细;冷却速度达到5 ℃/s时,有马氏体组织析出.高碳钢SWRH77B在终轧温度为950 ℃、冷却速度约为4 ℃/s时,其珠光体的片层间距约为97 nm,索氏体含量达到95.7%左右,表明此时的组织为最佳索氏体组织.     

累积叠轧焊工艺改善普碳钢材料性能特征

在普通热轧机上利用累积叠轧焊工艺对普碳钢Q235进行了实验研究,重点研究了压下量(最大压下量98%)、循环轧制次数等工艺参数对Q235钢组织及性能的影响规律.结果表明:在普通热轧机上应用累积叠轧焊工艺对同种材料进行焊合,不仅可以获得连续、均匀的结合组织,而且使Q235钢的组织得到明显的细化,夹杂物分布更加均匀,材料的强度大幅度提高,抗拉强度达800MPa以上.     

K 16Mn连铸坯热装炉轧制对轧材组织性能影舷

采用高温固溶加热法,在φ300轧机上模拟现场连铸坯热装炉轧制工艺,分别考察了K16Mn钢不同热装温度和开轧温度对轧材组织性能的影响.结果表明,热装轧制和常规冷装轧制屈服、抗拉强度相当,热装轧制成品塑性、韧性均较好.热装轧制工艺对K16Mn钢组织的影响,随着热装温度的提高,轧前奥氏体晶粒变得粗大,并且轧后组织混晶程度提高.这可通过提高开轧温度,首道次采用大压下量促使铸坯发生完全再结晶来消除.从而细化晶粒.改善成品组织性能.     

K16Mn 连铸坯热装炉轧制对轧材组织性能影响

采用高温固溶加热法，在３００轧机上模拟现场连铸坯热装炉轧制工艺，分别考察了Ｋ１６Ｍｎ钢不同热装温度和开轧温度对轧材组织性能的影响．结果表明，热装轧制和常规冷装轧制屈服、抗拉强度相当，热装轧制成品塑性、韧性均较好．热装轧制工艺对Ｋ１６Ｍｎ钢组织的影响，随着热装温度的提高，轧前奥氏体晶粒变得粗大，并且轧后组织混晶程度提高．这可通过提高开轧温度，首道次采用大压下量促使铸坯发生完全再结晶来消除，从而细化晶粒，改善成品组织性能．     

热轧圆钢轧制薄带钢的实验研究

利用热轧圆钢代替冷轧薄板生产发蓝带钢,主要研究了Ф12 mm的圆钢在热轧薄带过程中的宽展及轧制后薄带的力学性能情况。在利用铅棒模拟热轧圆钢轧制薄带的实验中发现,采用角轧的方式可明显增大薄带的宽展,且角轧时的送入角与薄带的宽展符合关系式Δb=28.67-0.26α。此外,在本实验中,当送入角一定时,薄带的宽度随着轧件压下量的累积呈线性增长变化。同时用热轧圆钢模拟实验验证了此结果,并表明:由于轧制的方式不同,薄带的宽展变化较大,且采用角轧方式时,随着送入角的减小,宽展增加明显。热轧后的薄带强度可达到540 MPa,达到了一般强度级别薄带的水平,这为利用热轧圆钢生产大宽厚比、高强度发蓝带钢的可行性解决方案提供了实验依据。     

低硅低铝 TWIP 钢拉伸性能

设计并冶炼了了三种不同成分的低硅低铝的 TWIP 钢,将铸态下的 TWIP 进行热处理后轧制。对这三种 TWIP 钢进行了拉伸实验,研究低硅低铝条件下不同合金成分 TWIP 的拉伸性能。结果表明,当成分为 Fe-25Mn-1.0Si-1.5Al 时钢的抗拉强度明显降低,延伸率明显增大,强塑积为47500 MPa%。观察 TWIP 钢变形前后金相组织发现,变形前三种 TWIP 钢的微观组织没有明显区别,变形后1#钢会产生大量形变孪晶。在变形过程中形成了高密度的孪晶。同时,SEM 观察 TWIP 钢拉伸后的断口形貌会发现,TWIP 钢拉伸后的断口为韧性断口,断口处存在大量的等轴韧窝,这与 TWIP 钢的良好拉伸性能符合。     

铁素体区轧制工艺对IF钢织构及深冲性能的影响

研究了不同铁素体区热轧压下量和终轧温度下一种Ti-IF钢的冷轧和退火后性能和织构的特点.结果表明,较低的铁素体轧制温度和较高的铁素体区压下量时,IF钢具有更高的深冲性能、相对较高的强度、延伸率以及织构强度.IF钢的冷轧织构类型为典型的部分〈110〉∥RD纤维和〈111〉∥ND纤维;再结晶退火后,〈110〉∥RD纤维织构强度明显降低,转变为〈111〉∥ND再结晶纤维织构,因此〈111〉∥ND织构强度大幅度增加.其中终轧温度为750℃,热轧压下率为80%的试样的〈111〉∥ND再结晶纤维织构的强度最高.     

淬火温度对12Cr14Ni2不锈结构钢组织及力学性能的影响

使用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、电子探针(EPMA)及透射电镜(TEM)分析研究了淬火温度对12Cr14Ni2索氏体不锈结构钢的显微组织和力学性能的影响.结果表明:热轧后的实验钢板经 900~1050℃保温0.5h淬火及710℃高温回火2h热处理后,均可以获得细小均匀的回火索氏体组织;回火索氏体晶界处存在大量直径100~200nm的富含Cr的M₂₃C₆型析出相;随着淬火温度从900℃升高到1050℃,淬火后奥氏体晶粒尺寸逐渐增大,进而导致热处理后的回火索氏体组织粗化;实验钢强度先减小后增大,延伸率和冲击功均先增加后降低;在最佳淬火温度950℃时,实验钢抗拉强度为767MPa,屈服强度为588MPa,断后延伸率为22%,在20℃时冲击功达107J,综合力学性能优异.     

25Cr5MoA钢/微合金钢/Q235钢的复合轧制

将25Cr5MoA钢/微合金钢/Q235钢板复合板坯加热到轧制温度950～1100℃,经保温后轧制1道次,压下量为50%～65%,制成25Cr5MoA钢/微合金钢/Q235钢热轧复合板试样.利用剪切实验方法测定了复合板材的界面结合强度,通过光学显微镜观察结合界面的组织.结果表明:当轧制温度为1000～1100℃时,25Cr5MoA钢/微合金钢/Q235钢能有效复合;压下量对25Cr5MoA钢/Q235钢复合板界面结合强度有一定的影响,当压下量达到一定程度后,随着压下量的增加,复合板的结合强度逐渐降低;轧制温度对25Cr5MoA钢/微合金钢/Q235钢复合板界面结合强度影响很大,在道次压下量一定的情况下,随着轧制温度的升高,复合板的结合强度逐渐升高.在1100℃的轧制温度和50%压下量的轧制条件下结合强度达到最大值.     

冷轧AISI 304不锈钢微观组织及力学性能的变化

采用金相显微镜、铁素体测量仪、硬度计及力学分析等手段,研究了AISI 304不锈钢的微观组织和力学性能在冷轧过程中的演变规律.试验结果表明:冷轧变形可使AISI 304不锈钢产生形变诱发马氏体相变,试样中金属晶粒沿着轧制方向被拉扁拉长;在冷轧压下量较小时,仅有少量的奥氏体相转变为马氏体相,并且马氏体组织以板条状出现;冷轧压下量较大时,金属晶粒逐渐被拉长为纤维状;随着冷轧压下量的增大,马氏体体积分数、硬度和抗拉强度均随之增大,但延伸率逐步下降.     

轧制变形量对Al-5Zn-3Mg-1Cu合金显微组织和力学性能的影响

采用室温拉伸试验、Kahn撕裂试验,结合光学显微镜、透射电子显微镜等方法,研究了Al-5Zn-3Mg-1Cu铝合金厚板在热轧过程中随轧制变形量增大其合金组织和力学性能的演变过程.结果表明:热轧变形过程中,变形量从56%增大至91%时,合金的再结晶分数由0.49%增大至43.30%,晶粒尺寸从83μm减小至10μm以下,合金的抗拉强度和屈服强度分别从542.3和520.0 MPa提升到593.4和564.9 MPa,延伸率从8.0%左右提高到11.2%;随轧制变形量的增大,合金撕裂强度和单位面积裂纹形核功呈增大的趋势.     

TA1/Q235钢复合板累积叠轧焊界面特性

对TA1/Q235钢复合板累积叠轧焊进行了研究.研究结果表明:采用累积叠轧焊方法能够制备出结合性能较好的钛/碳钢复合板,其结合强度随着累积变形量与首道次变形量的增加而提高,叠轧过程中经磨床打磨与喷丸处理获得洁净、新鲜并具有一定加工硬化程度的结合界面,会促进复合板结合强度的提高.800℃以下热轧后,Q235钢的组织呈明显的条带状;而850℃以上热轧后,Q235钢条带状变形组织逐渐转化为等轴状,界面附近的Q235钢脱碳,出现明显的排列整齐且粗大的铁素体晶粒带.钛侧的组织主要有等轴α组织和魏氏α组织.综合考虑轧制温度对钛与Q235钢组织与界面结合性能的影响,累积叠轧温度应控制在800～850℃之间.     

首道次轧制对复合钢板组织和性能的影响

利用真空轧制复合法在不同的首道次轧制压下率下对成分、状态、尺寸等相同的钢板进行了热轧复合,研究了5%,10%,15%三组不同首道次压下率真空轧制复合板的界面组织及Z向力学性能,分析了首道次压下率对复合性能的影响.实验结果表明:随着首道次压下率的增大,界面生成物尺寸逐渐变小,数量减少,形态由长条状逐渐过渡为弥散分布的细小颗粒状;在首道次压下率为15%时,复合板界面已非常洁净;复合板Z向抗拉强度、延伸率、断面收缩率及塑性都随首道次轧制压下率的增大而逐渐改善.     

新型细晶强化Q460级宽厚板的TMCP工艺研究

以国内某厂新型细晶强化Q460级宽厚板的研发为背景,通过热轧试验,研究终轧温度、轧后冷却速度对试验Q460级钢力学性能的影响规律.结果表明,降低终轧温度可以提高试验Q460级钢的屈服强度和抗拉强度(对韧性无负面影响);轧后冷却速度越快, 铁素体晶粒越细,越有利于材料力学性能的提高,但冷却速度超过15℃/s易发生贝氏体转变,使材料的冲击韧性和延伸率降低.     

稀土元素钐添加对镁合金轧制边裂影响的研究

针对镁合金板坯轧制过程中出现的边裂问题,结合稀土元素改善合金组织的特性。镁合金中先添加不同量的Sm(钐元素),然后进行铸造挤压制成坯料,再分别进行冷轧和温轧实验,分析轧后镁合金板坯组织和力学性能。研究表明:温轧和冷轧条件下,添加稀土元素Sm后镁合金板坯轧制边裂问题得到了较好的改善;随着稀土元素Sm添加量的增大,镁合金板坯的屈服强度增大,延伸率减小。     

热连轧汽车大梁板T52L性能控制的研究

利用武汉钢铁（集团）公司热轧厂1700热连轧机大生产实测数据，对热轧带钢T52L的最佳化成分设计及控轧控冷工艺进行研究，优化T52L钢的化学成分，着重分析化学成分、轧制工艺对带钢屈服强度、抗拉强度、延伸率及冷弯性能的影响，同时进行性能控制的相关研究，建立T52L钢的力学性能控制模型，为工业化生产提供理论依据。     

新型镁碳多层材料的研究

采用累积叠轧法(ARB),对AZ31镁板/Mg、多壁碳纳米管混合粉/AZ31镁板复合结构进行了7个周期的累积叠轧,制备了新型镁碳多层复合材料。分别用扫描电镜和光学显微镜来表征累积叠轧过程中的微观组织演变。结果表明,所采用的工艺可以制备出层界面之间结合较好的镁碳多层复合材料,其平均层厚约为4μm;由于在7个轧制周期过程中,镁合金反复动态再结晶和层界面对晶粒长大的阻碍作用,镁合金层的晶粒也明显细化。该方法为镁合金及其他金属多层材料的研究开发提供了新思路。