细化母相奥氏体组织的研究

在Gleeble 1 5 0 0热模拟机上以SS4 0 0钢为研究对象 ,采用冷加工 +α→γ逆相变等实验工艺 ,研究了此变形工艺对奥氏体再结晶行为的影响以及细化母相奥氏体晶粒的方法 .结果表明 ,由于低温大变形及快速升温同时有铁素体基体的回复、再结晶或奥氏体相变这三个相互竞争的过程发生 ,可得到晶粒尺寸为 1 0 -1 2μm的奥氏体晶粒     

细化母相奥氏体组织的研究

在Gleeble 1500热模拟机上以SS400钢为研究对象,采用冷加工+α→γ逆相变等实验工艺,研究了此变形工艺对奥氏体再结晶行为的影响以及细化母相奥氏体晶粒的方法.结果表明,由于低温大变形及快速升温同时有铁素体基体的回复、再结晶或奥氏体相变这三个相互竞争的过程发生,可得到晶粒尺寸为10-12 μm的奥氏体晶粒.     

奥氏体形变及微合金化细化铁素体晶粒的机理

本文通过研究不同状态(未形变、形变后再结晶、形变后未再结晶)的奥氏体的γ→α转变动力学,探讨了奥氏体形变细化铁素体晶粒的机理,指出形变奥氏体中的贮存能主要分布在其晶界附近,使γ→α转变的形核功减小、形核密度增大。对比含铌钢与无铌钢的转变动力学及再结晶动力学,认为对于形变奥氏体来说,微量合金元素的主要作用是抑制贮存能在相变之前释放。     

变形量及N含量对油井管用中碳V-Ti-N微合金钢显微组织的影响

采用Gleeble-1500热模拟试验机,研究了某油井管生产工艺中张力减径过程变形量以及C和N含量对中碳V-Ti-N微合金非调质钢室温组织的影响.结果表明:HCLN钢在800℃变形量为20%、40%和60%时,对应的室温组织中铁素体的体积分数依次为17.2%、19.7%和29.9%.N质量分数为2.3×10-4时,800℃变形60%后控冷钢中铁素体的体积分数为含低N(1.1×10-4)钢的1.7倍左右,使含C0.34%的钢中铁素体含量接近于含C0.26%的钢,并使铁素体平均晶粒尺寸降低到3μm左右.变形量和钢中N含量二者增大均有利于增加钢中铁素体的数量,且二者综合运用的效果更有效.通过分析可知,800℃变形量的增大,可以提高未再结晶奥氏体晶粒内的缺陷密度,有利于过冷奥氏体连续冷却转变时为晶内铁素体形核提供更多的形核位置.N含量的增大,能够促进第二相析出物的析出,诱导晶内铁素体的析出,提高铁素体含量,并细化其晶粒尺寸.     

中厚板中间坯冷却过程中晶粒长大及控制方法

为控制中厚板中间坯长时间待温导致的晶粒长大,研究了中间强制水冷却对奥氏体组织的影响．通过对Q345B钢和含Nb-Ti钢采用1050℃变形后快冷至1050-950℃预定温度保温的热模拟方法,确定了中间坯冷却过程中的晶粒尺寸变化规律,提出了中厚板冷却过程中晶粒长大的控制方法,建立了Q345B钢和含Nb-Ti钢在中间冷却过程中的晶粒长大模型．在中间冷却过程中,Q345B钢晶粒稳定性较差,而含Nb-Ti钢晶粒稳定性良好,归因于以铌为主的析出相对奥氏体晶界的钉扎作用．中间坯的强制冷却可控制奥氏体晶粒长大,63mm厚中间坯强制冷却可有效减小平均晶粒尺寸约20μm．在实际生产中,经中间强制冷却后16mm厚度Q345B钢板的冲击韧性提高25％-70％．     

不同形变速率条件下低碳钢过冷奥氏体形变过程铁素体超细化

研究了低碳钢过冷奥氏体在760℃,形变速率为1 s-1和10 s-1变形时组织演变规律.结果表明,形变速率为1 s-1时真应力-应变曲线双峰特征为形变强化相变和铁素体动态再结晶的表征,相变形核集中在铁素体/奥氏体相界前沿奥氏体高畸变区,晶粒长大在时间和空间上受到限制,细化能力较高;形变速率提高到10 s-1时,相变动力学提前,曲线只表现为形变强化相变的单峰特征,相变形核除了在上述铁素体/奥氏体相界前沿奥氏体高畸变区,还分布到奥氏体晶内各处,晶粒间约束有所减小,尺寸稍大.通过形变强化相变和铁素体动态再结晶可以获得平均晶粒尺寸为(1.98士1.07)μm和(2.33士1.01)μm(10 s-1)左右的微细铁素体晶粒.     

冷轧AISI301不锈钢回火组织和结构变化

使用热磁法、电阻法与Ｘ射线衍射及透射式电子显微镜相结合，分析了冷轧ＡＩＳＩ３０１不锈钢经不同温度回火处理后组织及结构的变化。结果表明，在３８０℃回火奥氏体的晶粒内有微量纳米级的Ｃｒ７Ｃ３碳化物析出及随着钢冷加工塑性变形产生的残余应力的去除，少量的亚稳奥氏体发生贝氏体等温转变，Ａ＾ｍ→α＾Ｂ。这些对钢有微弱的强化作用，在６００℃和６５０℃加热，ＡＩＳＩ３０１钢发生了α→γ相变，致使钢丧失了冷加工变形     

低碳结构钢的奥氏体晶粒超细化

以两种不同成分的低碳微合金结构钢为研究对象,结合热模拟实验与实验室热轧实验,研究原始组织、化学成分及部分加热条件对低碳钢加热过程奥氏体晶粒超细化的影响规律.结果表明,以热轧态铁素体/珠光体经温轧并且冷变形的组织为原始组织最有利于获得超细晶奥氏体(1μm);此外适量添加合金元素Nb,Ti,V,适当提高加热速度均有利于细化奥氏体,而当加热速度大于100℃/s时,对奥氏体的超细化效果不明显;另外,加热前预变形可以显著细化奥氏体晶粒,且提高其尺寸均匀性.     

汽车大梁钢中第二相粒子析出行为

运用热动力学理论和Oswald熟化理论研究了不同氮含量汽车大梁钢中第二相粒子的析出和熟化行为.研究发现钢中N含量的增加会促进V(C,N)在奥氏体中析出从而细化铁素体晶粒,当氮的质量分数增至4.2×10 4时铁素体晶粒尺寸能细化至4.7μm.形核率–温度曲线和析出–温度–时间曲线表明氮含量的增加可以扩大奥氏体区中最大形核率的温度范围,氮的质量分数由5.5×10 5增至4.2×10 4时其最快析出的鼻点温度由840℃上升至968℃.透射电镜观察显示氮含量的增加明显降低析出V(C,N)粒子的尺寸.VN在奥氏体中的Oswald熟化速率计算表明熟化速率随温度的降低不断减少,同时增加N含量还可以有效降低析出粒子的熟化速率,从而抑制沉淀析出的第二相粒子的熟化长大过程.     

热变形奥氏体先共析铁素体的热力学计算

用超组元模型为热力学基础，计算了35CrMo结构钢合金形奥氏体→铁素体转变的亚稳碳摩尔分数xC^α/γ和xC^γ/α以及先共析铁素体析出驱动力△Gγ→α γ′，并讨论了不同的形变温度和形变速率对亚稳碳浓度和先共析铁素体析出驱动力的影响．未变形钢的先共析铁素体热力学平衡温度Ae3的计算值与实测值基本符合．分析了γ相热变形对Ae3的影响．     

添加ZrO_2纳米粒子对碳钢铸造和热轧后晶粒细化作用

向Q235钢中分别添加质量分数为0.1%,0.3%,0.5%,0.7%,0.9%,尺寸为40～50nm的ZrO2纳米粒子,在相同条件下冶炼和轧制,采用金相显微镜、扫描电镜等进行分析,对其晶粒细化机制进行研究。结果表明:ZrO2颗粒在钢凝固结晶和轧制变形过程中起到形核核心和再结晶核心的作用,晶粒细化效果显著;添加ZrO2粒子的质量分数为0.3%时,铸造和热轧后晶粒最细小,尺寸分别为11.55μm和4.50μm。     

超细第二相粒子强化低碳微合金钢铁材料的研究

采用Gleeble-1500热模拟试验机进行单向压缩热模拟试验,研究了试验钢在形变诱导铁素体相变过程中ZrC粒子对铁素体晶粒细化的促进作用,结果表明：粒径小于1.0μm的ZrC粒子作为形变和再结晶核心可以加速铁素体形核,从而细化铁素体晶粒,为提高α-Fe形核率,试验钢获得超细组织的ZrC粒子临界体积分数是0.6%,当ZrC粒子的加入量为0.5%、轧制变形量为0.6时,轧后水冷可获得3~4μm的超细晶粒组织,抗拉强度约提高70%,材料综合性能显著提高.     

ZrC/奥氏体相界面形变诱导相变动力学

研究热模拟单向压缩条件下含ZrC粒子的低碳锰(铌)钢在形变诱导相变过程中的铁素体转变动力学关系。研究结果表明:添加ZrC粒子使试验用钢奥氏体晶界的形核率明显增加,影响形变诱导铁素体的形态、分布及晶粒细化效果;高温变形时由于形变诱导的作用,铁素体转变量随应变的增大不断增加,而铁素体晶粒的细化主要是由于动态再结晶的作用,试验用钢在形变诱导相变的变形温度TAe3～TAr3之间的低温区进行变形(TAe3为形变诱导相变的开始温度,TAr3为形变诱导相变的终止温度),可以加速铁素体形核;同时,一定粒径和体积分数(0.6%)的ZrC粒子作为形变和再结晶核心,不仅阻碍位错的运动,而且造成位错密度增大,因而提高α-Fe形核率。在温度为900℃、应变速率为1s-1的条件下,试验用钢获得超细组织对应的ZrC粒子临界体积分数为0.6%。     

40Cr钢奥氏体动态再结晶及晶粒细化

在Gleeble-1500热模拟机上以40Cr钢为对象,研究了热变形奥氏体动态再结晶行为以及动态再结晶晶粒尺寸与变形参数间的变化规律.通过控制形变温度、变形量及应变速率等工艺参数,40Cr钢高温形变动态再结晶可使晶粒细化到9 μm左右.奥氏体动态再结晶晶粒尺寸取决于Zener-Hollomon(Z)参数,提高应变速率及降低形变温度都有利于Z参数增大,流变应力峰值较高,奥氏体动态再结晶晶粒减小.在传统的动态再结晶晶粒尺寸公式中引入应变量,得出40Cr钢的动态结晶晶粒尺寸计算公式.     

变形、冷却条件下低碳钢铁素体相变的元胞自动机模型

建立了一个二维元胞自动机模型,模拟了低碳钢在形变与快冷作用下铁素体最终微观结构,讨论了不同初始奥氏体γ晶粒尺寸对于奥氏体γ→铁素体α相变后微结构的影响·分析了模拟结果与实验存在一定偏差的原因·模拟结果表明,形变前的奥氏体晶粒尺寸粗大,相变后铁素体转变不完全,铁素体晶粒粗大且不均匀;形变前的奥氏体晶粒细小,相变后铁素体转变较为完全,铁素体晶粒细小·     

送装工艺对板坯再加热过程奥氏体晶粒细化的影响

连铸坯下线至加热炉的温度制度及其表层组织演变与热送或粗轧裂纹密切相关.基于热模拟实验分析了送装工艺对奥氏体转变特征和再加热晶粒尺寸的影响.高温共聚焦激光扫描显微镜原位观察表明,含Nb J55钢在双相区700℃热装时,组织为晶界膜状先共析铁素体、魏氏体和大量残留奥氏体,再加热至1200℃,奥氏体晶粒大小、位置都不变;单相区600℃温装时,组织为大量铁素体+珠光体,再加热至1200℃时,奥氏体晶粒明显细化.马弗炉模拟SS400钢双相区不同热装温度发现,铁素体转变量至少达70%时才可细化再加热后的奥氏体晶粒.在临界转变量以上,基体中铁素体转变量越多晶粒细化程度越明显.     

碳、锰含量对低碳(锰)钢过冷奥氏体形变过程中铁素体形核率的影响

研究了碳、锰含量对低碳(锰)钢形变强化铁素体晶粒数目变化的影响.结果表明,形变使低碳(锰)钢过冷奥氏体内部形核位置增加,铁素体形核率显著提高,晶粒大大细化.碳、锰含量提高有利于钢中过冷奥氏体累积变形的增加,形变强化相变晶粒细化能力增强,而碳的促进作用尤为显著.     

22CrS齿轮钢变形奥氏体动态再结晶行为及组织演变

采用Gleeble1500热模拟试验机研究了一种新型Mn Cr系齿轮钢在变形量为70%,变形速率为0.1～1s-1,变形温度为850～1150℃,原始奥氏体晶粒尺寸为70～150μm条件下的动态再结晶行为及再结晶后奥氏体晶粒尺寸的变化规律·研究结果表明:在一定的变形量下,变形速率、变形温度、奥氏体晶粒尺寸是影响再结晶的3个因素,只有变形条件Z小于上临界值Zc时才会发生动态再结晶·再结晶后奥氏体晶粒尺寸 D是由变形条件Z惟一地决定而与原始奥氏体晶粒大小无关,Z增加, D减小,二者符合关系式Z=A D-3.91·     

热变形工艺参数对超低碳贝氏体钢转变行为和显微结构的影响

研究了超低碳贝氏体钢在1200～400℃范围内。用常规轧制工艺(CCR)、再结晶控制轧制(RCR)和动态再结晶控制轧制(DRCR)3种热模拟变形工艺进行变形后再进行连续冷却转变行为．结果发现，3种变形工艺均可细化奥氏体的晶粒，而且细化晶粒程度的变形工艺顺序依次为DRCR、RCR和CCR．此外，奥氏体的转变行为受到CCR、RCR和DRCR工艺的影响．同一冷却速度下，3种不同的变形工艺获得过冷奥氏体发生贝氏体转变的开始温度不同．显微结构观察表明，在试验冷却速度下，用CCR工艺变形。全部获得铁素体且存在少量的化合物；用RCR和DRCR工艺变形，全部获得贝氏体，贝氏体呈板条状，其尺寸随冷速的增大而减小，体积分数随冷速的增大而增加．     

01420铝锂合金的粒子激发再结晶形核

通过光学显微镜、扫描电镜及透射电镜观察,研究01420铝锂合金的第二相粒子对激发再结晶形核和晶粒大小的影响。研究结果表明:在300℃时随着时效时间的延长,基体析出直径大于0．80μm的第二相粒子的密度逐渐增大,在48 h时达到峰值;轧制变形时,在这些粒严周围形成的强烈变形区是再结晶晶粒的形核位置。时效后析出的大尺寸粒子为S(Al2MgLi)相和β(Mg2Al3)相,其中大多数为S相,而该质点脆性极大,在轧制时破碎成小粒子,很难起到粒子激发形核的作用,时效后析出的大尺寸质点(直径大于0．8μm)密度约为再结晶晶粒密度的20倍。01420铝锂合金经470℃／2h固溶处理、300℃／48 h时效、81％轧制变形及500℃／10 min再结晶退火后,得到的平均晶粒尺寸约为10μm。