Nb对转K2弹簧钢中MX析出相的影响

采用Thermo-Calc热力学软件,对转K2弹簧钢在400～1600℃存在的平衡析出相及Nb、V在奥氏体相中的固溶规律进行了计算,探讨了各合金元素含量对析出相析出规律的影响,并利用碳萃取复型与透射电镜(TEM)分析了Nb含量对析出相的影响.结果表明:转K2弹簧钢中平衡析出相主要为MX、M7C3、M3C2和AlN;Nb能显著提高MX相的稳定性.TEM分析表明,析出相尺寸变化范围为几纳米到100纳米以上,形态多呈近似球形或圆片状;随Nb含量增加,从低温铁素体中析出的细小颗粒所占比例显著增大,未溶解碳氮化物比例也有所增大,总体而言析出相平均颗粒尺寸得到细化;大颗粒析出相为富Nb的碳化物,而小颗粒为富V的碳化物,这与热力学计算结果相一致.     

低碳Nb--Ti二元微合金钢析出过程的演变

建立规则溶液亚点阵模型计算了不同温度(1073～1523 K)下低碳Nb--Ti二元微合金钢(Nb质量分数为0.023%,Ti质量分数为0.012%)中碳氮化物析出相的平衡摩尔分数、化学驱动力和各组元摩尔分数,对微合金钢中析出粒子演变规律进行研究,并利用透射电镜观察及能谱分析验证这种析出模式.计算结果表明,1523 K下析出粒子化学式组成为(Nb0.15Ti0.85)(C0.16N0.84),由富Ti的析出物逐渐过渡至Nb--Ti均匀析出,析出粒子演变顺序为(Nb0.15Ti0.85)(C0.16N0.84)、(NbxTi1-x)(CyN1-y)和(Nb0.5Ti0.5)(C0.56N0.44),与实验结果符合较好.随着温度降低,Ti/Nb质量比逐渐减小,得到的TiC比NbC更难溶.对均匀形核及位错处形核的临界核心尺寸和相对形核速率进行计算,得到最大形核率即可获得最细小第二相尺寸的温度.     

DH36高强度船板钢中碳化物及碳氮化物析出行为

利用碳复型法通过透射电子显微镜研究工业级DH36高强度船板钢在控轧控冷工艺下纳米级碳化物和碳氮化物的析出行为,并针对钢液冷却过程分别对碳化物及氮化物的析出规律进行热力学计算。研究结果表明:钢中普遍存在的析出相为(Nb,Ti)(C,N)碳氮化物和(Nb,Ti)C碳化物,均为FCC,Na Cl型结构,其中(Nb,Ti)(C,N)基本呈立方形,(Nb,Ti)C大多由富Ti的"核"部和富Nb的"帽"部构成;析出粒子均为单相,其晶格常数随Ti与Nb物质的量比的变化而微弱变化;通过统计粒子粒径及分布规律,利用Orowan绕过机制计算得出此类钢中沉淀强化对屈服强度的贡献约为166 MPa;钢中第二相析出的先后顺序为Ti N,Ti C,Nb C,Nb N。     

X70管线钢中含Nb相的析出行为

以首钢生产的某X70管线钢成分为基础,利用Thermo--Calc软件计算了不同温度下钢中析出相的组成、相的析出温度及Nb元素的析出规律,研究了钢中Nb和C含量对Nb析出规律的影响,利用热模拟和扫描电镜等手段分析了钢中Nb合金相的析出温度.结果表明,平衡态下该X70管线钢中的析出相主要为Ti、Nb的碳氮化物、合金渗碳体、Ti4C2S2、MnS、AlN、M7C3和Mo碳化物.Nb析出相主要以Nb和C元素为主,其中固溶Ti和N元素.随Nb和C含量的增加,Nb合金相的析出温度升高,在同一温度下Nb的析出量增加.     

均热时间对含Ti、Nb微合金元素高强钢固溶规律的影响

采用相分析和X射线衍射技术,研究了含Ti、Nb等微合金元素的高强钢中碳氮化物的溶解行为. 结果表明,加热到1 250 ℃,未均热时,主要是面心立方结构的Ti(CN)、(TiNb)(CN)、TiC析出相;均热时间为45 min,部分Ti和Nb继续溶解,析出相转为Ti(CN)、TiC为主,平均颗粒尺寸由300 nm增大为323 nm,此时Ti、Nb固溶已经达到平衡,固溶率分别为64.2%和85.8%. 当保温80 min时,析出相含量基本没有变化,但颗粒尺寸有所增加.     

含Nb-Ti-Al的X100管线钢碳氮化物析出研究

基于双亚点阵模型,建立X100管线钢（Nbx,Ti1-x）（CyN1-y）-AlN复合析出热力学模型。热力学模型计算结果表明,1 450～1 100K时,Nb析出量显著增大;1 800～1 400K时,Ti析出速度加快,AlN的析出温度为1 450K左右。TEM观察及EDS分析结果显示,1 173K时,有大量细小（Nb,Ti）（C,N）的析出物产生,Nb与Ti的原子比大于4;1 373K时,Nb与Ti的原子比接近1;1 523K时,以较大长条形、方形析出物为主,Nb与Ti的原子比小于0.43。热力学模型计算结果与JMatpro软件计算结果及EDS统计结果有较好的一致性。     

固溶时效后高氮奥氏体不锈钢的物理化学相分析

采用物理化学相分析技术研究了高氮奥氏体不锈钢固溶时效后的碳、氮化物析出行为,确定了析出相的类型、粒度分布、含量及组成结构式.结果表明:氮含量低的1Cr22Mn15N0.6以M23C6型碳化物析出为主,氮含量高的1Cr22Mn15N0.9以(CrFe)2N1-x型氮化物析出为主,高氮奥氏体不锈钢中析出物的总量随时效时间的延长而增加.     

三维原子探针对微合金钢中G.P.区的观测

对Nb-V微合金钢进行模拟控轧控冷试验,利用光学显微镜、场离子显微镜、三维原子探针等测试分析技术和手段,研究铁素体基体中碳化物析出早期阶段的特点.用三维原子探针研究基体中碳化物的析出过程,发现在NbC析出初期,C和Nb原子在铁素体同一个(001)原子面上发生偏聚,且质量分数都不到5%,认为这是在基体中形成的G.P.区.     

长期高温服役CO转化炉炉管的损伤

采用光学显微镜和扫描电子显微镜,对长期高温服役CO转化炉炉管材料HP40Nb合金进行微观组织的观察和相组成的能谱分析,并在900℃条件下对炉管材料的高温力学性能进行测试。结果表明:在长期高温服役过程中,炉管已受到一定程度的损伤。HP40Nb合金晶界上存在单个和链状的蠕变孔洞及微裂纹,沿晶分布的骨架状共晶碳化物逐渐发生分解,形成蠕虫状和块状碳化物,基体中弥散析出二次碳化物。在相演变过程中,部分碳化铌(NbC)转变成富含Ni、Nb、Si的脆性G相(Ni_(16)Nb_6Si_7),G相转变过程中释放出的C元素与Cr元素结合,使得晶界处的富Cr碳化物(M_(23)C_6)数量不断增加并粗化长大。微观组织的改变、G相的形成和晶界处新析出M_(23)C_6碳化物的增加,导致材料的高温力学性能发生变化。     

CSP生产Ti微合金化高强钢中纳米碳化物

采用光学金相、电子显微术和化学相分析的方法并结合热力学计算,分析了紧凑式带钢生产(CSP)的Ti微合金化高强钢中的析出物及其析出规律.研究发现:高强钢中存在微米尺寸的立方TiN析出和大量纳米尺寸的析出物粒子;钢中MX相(M=Ti,Mo,Cr;X=C,N)的质量分数为0.0927%,其中10 nm以下的析出物占26.9%;均热之前和均热过程TiN已基本全部析出,连轧前TiC不具备析出的热力学条件;降低钢中N和S含量、严格控制卷取温度可增加TiC的体积分数,降低γ→α相变温度可以阻止细小碳化物长大.结果表明,析出物总的沉淀强化效果约为156 MPa,并能通过化学成分和工艺的控制进一步增强.     

Precipitation behaviors of X80 acicular ferrite pipeline steel

The precipitation behaviors of X80 acicular ferrite pipeline steel were investigated by using transmission electron microscopy (TEM) and energy dispersive spectroscopy (EDS). The results show that dendritic precipitates in the as-cast steel slabs precipitate mainly in grain boundaries, and these dendritic precipitates dissolve and re-precipitate to two kinds of carbonitrides: Ti- and Nb-rich (Ti, Nb)(C, N) carbonitrides during reheating. Four types of precipitates mainly exist in the hot rolled plate: Ti-rich carbonitrides resulted from the dendritic carbonitrides undissolved during the reheating process; Ti-rich carbonitrides re-precipitated along austenite grain boundaries during the reheating process; NbC carbides mainly heterogeneously nucleated on the small pre-existing Nb-rich carbonitrides in the hot rolling process; and NbC carbides precipitated on dislocations during hot rolling.     

CSP流程钛微合金化高强钢的第二相粒子析出行为

采用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜、物理化学相分析等方法并结合热力学计算,分析了CSP工艺生产的钛微合金化高强钢的析出物特征及析出规律.研究发现：屈服强度700 MPa级高强钢中存在大量球形的纳米级TiC和Ti( C,N)粒子及少量不规则形状、100 nm以上的Ti4 C2 S2粒子,TiN在连轧前完成析出,TiC主要在卷取和空冷时析出.不含钼钢和含钼钢(0.1% Mo)中MC相的质量分数为0.049%和0.043%,由于钼的加入,含钼钢中Ti的析出量较少,但析出粒子更为细小,并定量得到了不含钼钢和含钼钢的析出强化效果分别为126 MPa和128 MPa.     

Corrosion behavior of ferritic stainless steel with 15wt% chromium for the automobile exhaust system

The effect of chloride ion concentration, pH value, and grain size on the pitting corrosion resistance of a new ferritic stainless steel with 15wt% Cr was investigated using the anodic polarization method. The semiconducting properties of passive films with different chloride ion concentrations were performed using capacitance measurement and Mott-Schottky analysis methods. The aging precipitation and intergranular corrosion behavior were evaluated at 400–900℃. It is found that the pitting potential decreases when the grain size increases. With the increase in chloride ion concentration, the doping density and the flat-bland potential increase but the thickness of the space charge layer decreases. The pitting corrosion resistance increases rapidly with the decrease in pH value. Precipitants is identified as Nb(C,N) and NbC, rather than Cr-carbide. The intergranular corrosion is attributed to the synergistic effects of Nb(C,N) and NbC precipitates and Cr segregation adjacent to the precipitates.     

含硼微合金钢中硼氮化物形成的热力学分析

应用合金元素在奥氏体中的固溶度积公式,对含硼铝镇静钢,Ti-B和Ti-Nb-V-B系微合金钢中各种析出相的析出关系和析出量及其对奥氏体中固溶硼质量分数的影响进行了热力学分析.结果表明:含硼铝镇静钢中BN的析出优先于Al N的析出,使增加奥氏体稳定性的B的有效质量分数减少;提高含硼钢中的固溶B质量分数的有效方法是加入比B与N的结合力强的Ti;复合微合金钢中Nb,V的质量分数对固溶B的质量分数几乎没有影响,只与钢中加入Ti的质量分数有关,Ti-B和Ti-Nb-V-B系微合金钢中Ti的质量分数最少为钢中N质量分数的3.4~3.8倍.     

低碳贝氏体钢中的时效析出行为

测定了Cu-Nb-Cr-Mo系低碳贝氏体钢的时效硬度变化行为,在Gleeble-1500热模拟试验机上模拟了各钢种的蠕变行为,利用金相显微镜、TEM研究了不同钢种的微观组织与沉淀析出.结果表明,含铜钢在不同温度时效时会发生明显的时效硬化效应,在不同温度的蠕变曲线上会出现平台,平台现象是由于蠕变过程中出现了第二相析出,平台出现意味着开始了第二相析出,平台结束则析出过程结束.     

超纯铁素体不锈钢热变形过程中的析出行为

利用热力模拟实验机及试验轧机研究了添加Ti,V的超纯中铬铁素体不锈钢热变形过程中的析出行为变化特点,并采用热动力学计算及透射电子显微镜观察来表征析出相特征.结果表明:热变形过程中形成的析出相主要为TiC,这与热动力学分析一致.这些析出相的特征与变形温度密切相关,随着变形温度的降低,析出相TiC尺寸更加细小且分布更加弥散.这主要是由于变形温度降低时扩散速率相对较低,不利于析出相长大,而晶体缺陷增加,形变诱导析出的有效形核位置增加.这一热变形过程中的析出行为变化规律在中试试验条件下得到了验证.     

AISI 4340钢马氏体相变的研究

采用膨胀法对AISI 4340钢在900~1 150℃几种不同温度下进行奥氏体化,以得到不同的奥氏体晶粒度(AGS),然后快速冷却到室温,得到马氏体组织.实验结果表明:奥氏体晶粒度和晶界析出相对马氏体相变动力学,尤其是马氏体转变温度(tms)产生很大影响.总的趋势是AGS越大,tms越高.在不同的奥氏体化温度段,会有不同的C,N化合物析出,对马氏体形核产生影响.在奥氏体化温度低于1 000℃时,AGS增大,tms快速增加.其原因主要是由于AlN等晶界析出相对马氏体形核的促进作用.在奥氏体化温度高于1 050℃时,tms随AGS增大而升高,这是因为TiC等溶解温度较高的化合物在晶界析出对马氏体形...     

Effect of Nb and V on the continuous cooling transformation of undercooled austenite in Cr–Mo–V steel for brake discs

The increasing speed of trains necessitates the development of brake-disc materials that meet more stringent requirements. Therefore, Nb and V have been added to Cr–Mo–V steel to improve its thermal fatigue performance when used in brake discs. In this paper, the influences of Nb and V on the static continuous cooling transformation (CCT) behaviors of undercooled austenite were studied. The microstructures, hardness, and dislocation densities at different cooling rates and with the addition of different alloying elements were also investigated. The results show that the transformation products of ferrite, granular bainite, lower bainite, and martensite form under different cooling conditions. With increasing Nb and V contents, the CCT curves are shifted to the left, ferrite and bainite transformations are promoted, and the critical cooling rate of total martensite formation is increased. The added V mainly forms V-rich M₈C₇ precipitates and reduces the dissolved C content; therefore, the A_c1, A_c3, and M_s-point temperatures increase. Moreover, the stability of retained austenite is also reduced; its content therefore decreases. Compared with V, the effect of added Nb is weaker because of its smaller content. However, the addition of Nb improves the hardness at lower cooling rates because of the precipitation of fine NbC particles and refining of the microstructure.