退火后冷却方式对冷轧中锰钢微观组织和力学性能的影响

采用拉伸试验、扫描电镜、电子背散射衍射、透射电镜、X射线衍射等手段,研究了冷轧中锰钢(0.2C-5Mn)退火后不同冷却方式下的微观组织特点和拉伸性能.实验钢冷轧退火后为铁素体加逆转变奥氏体的双相组织.退火后空冷可以获得稳定性较高的逆转变奥氏体,且其体积分数也明显高于退火后炉冷.退火后空冷实验钢中的逆转变奥氏体在变形过程中产生持续的TRIP效应,提高强度的同时获得了较高的塑性,强塑积可达到26.5 GPa·%。     

退火时间对冷轧中锰TRIP钢组织和力学性能的影响

采用CCT-AY-Ⅱ型钢板连续退火机模拟分析了退火时间对中锰TRIP钢0.1C-7Mn组织性能的影响规律.利用扫描电镜、透射电镜、电子背散射衍射和X射线能量色散谱等研究了不同工艺下制备的0.1C-7Mn钢的微观组织和成分,利用X射线衍射法测量了残留奥氏体量,利用拉伸试验测试了其力学性能.0.1C-7Mn钢在650℃保温3 min退火后获得最佳的综合力学性能,其强度为1329 MPa,总延伸率为21.3%,强塑积为28 GPa·%.分析认为,0.1C-7Mn钢的高塑性是由亚稳奥氏体的TRIP效应和超细晶铁素体共同提供的,而高强度是由退火冷却过程中奥氏体转变的马氏体和拉伸变形过程中TRIP效应转变的马氏体的强化作用造成的.     

退火温度对超细晶中锰TRIP钢组织性能的影响

为研究连续退火工艺生产中锰TRIP钢汽车板的可行性,在钢板连续退火模拟机CCT--AY--Ⅱ上研究了590~710℃不同退火温度下保温3 min对低碳中锰钢组织性能的影响.利用扫描电镜、透射电镜、电子背散射衍射和X射线能谱分析等微观分析方法对实验钢进行了组织结构和成分表征,利用X射线衍射法测量了残余奥氏体量,通过拉伸试验机测试了钢的单轴拉伸性能.结果表明:保温3min时,随着保温温度的升高,残奥含量先增加后减少.在650℃退火时断后伸长率(21.3%)和强塑积(28GPa·%)获得最大值,抗拉强度达到1330MPa.马氏体基体通过回复,而残余奥氏体通过孪晶,获得超细晶组织.亚稳奥氏体的TRIP效应和超细晶铁素体(马氏体)共同提供了实验钢高的塑性.实验钢真实应力--应变曲线上呈现锯齿状现象,且稳定阶段加工硬化指数远高于传统TRIP钢.     

模拟层流冷却方式对厚板微观组织和性能的影响

为了研究层流冷却方式对中厚板组织和性能的影响,用耦合有限差分和微观组织演变模型模拟计算了中厚板层流冷却过程中的温度和组织变化,预测出了不同冷却方式下的铁素体晶粒尺寸和相组成.在此基础上,利用组织-性能关系模型对产品的屈服强度、抗拉强度进行了预报,并进行了实验验证.模拟结果和轧制实验表明,对于低碳中厚板,层流冷却方式对最终相组成的影响较小,而对产品的铁素体晶粒尺寸有较大的影响.两段冷却方式能获得较好的组织和力学性能.     

再结晶退火对荫罩带钢力学性能和微观组织的影响

针对我国宝钢、德国维克多尔和日本东洋三种荫罩带钢,分别在730、780、830℃进行退火试验,研究退火温度对荫罩带钢力学性能和微观组织的影响.通过金相分析和常温拉伸试验,对荫罩带钢微观组织和力学性能--屈服强度、屈服延伸率进行了对比和分析.结果表明,退火后荫罩带钢发生了再结晶和晶粒长大,退火温度对屈服延伸率无影响;退火温度越高,晶粒越粗大,屈服强度越小;宝钢一次冷轧荫罩带钢优于德国和日本二次冷轧荫罩带钢,再结晶退火温度在780℃比较合适.     

保温时间和冷却方式对 Fe--28 Mn--2.8 Si--2.2 Al--TWIP钢组织和力学性能的影响

通过光学显微镜和电子背散射衍射技术研究了1000益退火温度下保温时间和冷却方式对Fe-28Mn-2.8Si-2.2Al-TWIP钢组织和性能的影响.结果表明：当保温时间为5、10和20 min时,随着保温时间的延长,奥氏体晶粒迅速长大,同时退火孪晶在晶粒内部变长、增厚,抗拉强度和屈服强度同时下降,但是延伸率变化不大.对比水冷和空冷两种冷却方式,水冷更有利于TWIP钢获得良好的力学性能,同时冷却速度对晶粒和取向有一定的影响.     

冷却方式对高温后ECC力学性能的影响

研究了冷却方式对高温后ECC(Engineered Cementitious Composites)残余力学性能的影响.将ECC试件加热至不同的温度(200,400,600和800℃),采用不同的方式冷却(自然冷却和浸水冷却),然后测试其力学性能.结果表明,浸水冷却的试件残余力学性能优于自然冷却的试件,且温度越高,冷却方式的影响越大.高温前后ECC的微观结构可以通过扫描电子显微镜(SEM)法和压汞试验(MIP)分析,微型测试结果可以很好的解释高温后ECC试件力学性能的变化.     

控制冷却对CSP低碳锰钢组织和性能的影响

利用Gleeble1500热模拟机测定了薄板坯连铸连轧EAF-CSP工艺生产的低碳含锰钢经奥氏体区二次变形后的CCT曲线.实验钢含有0.17%C,1.21%Mn和0.28%Si(质量分数).研究表明:提高热轧后的冷却速度使Ar3温度降低,导致试验钢的晶粒进一步细化;冷速大于20℃/s时,出现贝氏体和铁素体的混合组织,可降低钢的屈强比;790℃终轧,550℃卷曲时出现铁素体/珠光体带状组织,提高冷速使溶质(如Mn和C)富集区在形成珠光体之前完成奥氏体-铁素体相变是避免生成铁素体/珠光体带状组织的有效方法.     

真空离心铸造冷却速率对7055铝合金组织和力学性能的影响

采用真空离心铸造技术制备了7055铝合金铸管,通过添加中间包进行保温来改变合金凝固冷却速率,并对铸管进行组织和性能测试.结果表明,冷却速率较慢的1#铸管组织分布不均,其晶粒沿着外、中、内层由等轴晶逐渐变为粗大树枝晶,且晶粒间分布着更多的第二相;而冷却速率较快的2#铸管组织均为细小的等轴晶,且分布着少量的第二相.经过均匀化后,两种铸管的第二相分布数量由外、中、内层逐渐增多,且1#铸管残余的第二相数量更多;合金硬度值较铸态时有所增大,但2#铸管硬度值增大幅度更大,拉伸性能优于1#铸管.     

铝箔微观组织对其力学性能的影响

采用拉伸实验和透射电子显微镜分析了铝箔微观组织对厚度为6～7 μm的铝箔力学性能的影响. 实验结果表明: 铝箔中化合物的形貌及析出位置较退火工艺对铝箔抗拉强度的影响更大, 处于晶界的块状化合物破坏了晶界的整体联系, 增加了铝箔微观组织的不均匀性;提高铝箔强度时应尽量避免化合物在晶界处析出. 亚晶的尺寸与位错密度紧密相关, 亚晶尺寸小, 单位体积内亚晶界增加, 位错密度也随之增加. 铝箔具有较小的亚晶尺寸, 因而具有较高的抗拉强度.     

退火温度对430不锈钢冷轧板组织和力学性能的影响

针对现场生产的430不锈钢冷轧板,通过高温连续退火实验研究了退火温度对材料显微组织、强度、塑性以及各向异性性能的影响.通过实验得到了合理的两段式加热连续退火工艺:选取中间温度为600℃,加热II段的加热速率为2.3℃·s-1,最高加热温度为840℃.随着退火温度的升高,薄板的屈服强度和硬度呈明显的两阶段降低趋势,延伸率呈"S"型趋势增加,平均塑性应变比基本保持不变(1.25左右),而轧制平面各向异性指数有一定的降低.针对430不锈钢冷轧板分别建立了屈服强度与退火软化率和延伸率之间的定量关系.     

Effect of cryogenic rolling and annealing on the microstructure evolution and mechanical properties of 304 stainless steel

Metastable 304 austenitic stainless steel was subjected to rolling at cryogenic and room temperatures, followed by annealing at different temperatures from 500 to 950℃. Phase transition during annealing was studied using X-ray diffractometry. Transmission electron microscopy and electron backscattered diffraction were used to characterize the martensite transformation and the distribution of austenite grain size after annealing. The recrystallization mechanism during cryogenic rolling was a reversal of martensite into austenite and austenite growth. Cryogenic rolling followed by annealing refined grains to 4.7 μm compared with 8.7 μm achieved under room-temperature rolling, as shown by the electron backscattered diffraction images. Tensile tests showed significantly improved mechanical properties after cryogenic rolling as the yield strength was enhanced by 47% compared with room-temperature rolling.     

连续退火工艺对低硅型冷轧低合金高强钢板 力学性能的影响

利用多功能连续退火模拟器Multipas对屈服强度为380MPa的低硅型冷轧低合金高强钢板连续退火生产工艺进行了模拟,研究了在820,800, 780℃三种不同退火温度和60, 120,160m·min-1三种不同退火速度下,连退工艺对冷轧低合金高强钢板组织、力学性能的影响.结果表明,在不同的退火温度、退火速度下钢板退火组织的晶粒度基本相同,采用较低的退火温度和较高的退火速度时,可获得较好的强化效果.同时指出,在较高的连续退火温度下,退火速度对力学性能的影响较为显著.     

退火温度对退火马氏体基TRIP钢显微组织和力学性能的影响

将C-Si-Mn系TRIP钢通过完全淬火和两相区退火相结合的工艺,得到一种以退火马氏体为基体的TRIP钢(简称TAM钢),并对比分析了TAM钢在不同温度退火后的显微组织和力学性能.结果表明,TAM钢经退火后的显微组织特征为精细规整的板条退火马氏体基体、片状残余奥氏体和贝氏体/马氏体组成的混合组织.这种组织降低了基体的硬度以及基体和第二相之间的强度比,减少了基体的位错密度.随着退火温度的提高,退火马氏体基体的板条形态逐渐消失,新生马氏体/贝氏体的团状混合组织逐渐增多.当退火温度为780℃时,综合力学性能优异,抗拉强度为1130 MPa,延伸率可达20%,强塑积为22600 MPa·%.当退火温度较低时,残余奥氏体主要以片状存在于退火马氏体板条间,有利于TRIP效应的发生.     

Effect of continuous annealing parameters on the mechanical properties and microstructures of a cold rolled dual phase steel

A cold rolled dual phase (DP) steel with the C-Si-Mn alloy system was trial-produced in the laboratory, utilizing a Gleeble-3800 thermal simulator. The effects of continuous annealing parameters on the mechanical properties and microstructures of the DP steel were investigated by mechanical testing and microstructure observation. The results show that soaking between 760 and 820℃ for more than 80 s, rapid cooling at the rate of more than 30℃/s from the quenching temperature between 620 and 680℃, and overaging lower than 300℃ are beneficial for the mechanical properties of DP steels. An appropriate proportion of the two phases is one of the key factors for the favorable properties of DP steels. If the volume fraction of martensite and, thereby, free dislocations are deficient, the tensile strength and n value of DP steels will decrease, whereas, the yield strength will increase. But if the volume fraction of martensite is excessive to make it become a dominant phase, the yield and tensile strength will increase, whereas, the elongation will decrease obviously. When rapid cooling rate is not fast enough, pearlite or cementite will appear, which will degrade the mechanical properties. Even though martensite is sufficient, if it is decomposed in high temperature tempering, the properties will he unsatisfied.     

Effect of hot stamping parameters on the mechanical properties and microstructure of cold-rolled 22MnB5 steel strips

Thermomechanical experiments were carried out to reproduce the hot stamping process and to investigate the effects of process parameters on the microstructure and mechanical properties of stamped parts. The process parameters, such as austenitizing temperature, soaking time, initial deformation temperature and cooling rate, are studied. The resulting microstructures of specimens were observed and analyzed. To evaluate the mechanical properties of specimens, tensile and hardness tests were also performed at room temperature. The optimum parameters to achieve the highest tensile strength and the desired microstructure were acquired by comparing and analyzing the results. It is indicated that hot deformation changes the transformation characteristics of 22MnB5 steel. Austenite deformation promotes the austenite-to-ferrite transformation and elevates the critical cooling rate to induce a fully martensitic transformation.     

两阶段控制冷却工艺对含钼X80抗大变形管线钢组织与性能的影响

采用TMCP热轧及轧后两阶段控制冷却技术,在试验室制备了含Mo成分的X80级抗大变形管线钢,并利用扫描电镜和透射电镜等分析方法研究了不同冷却条件对组织与性能的影响.结果表明,采用两阶段控制冷却工艺的含Mo成分X80抗大变形管线钢为铁素体-贝氏体双相组织;随加速冷却中开冷温度降低,组织中铁素体含量增加,试样强度降低,屈强比降低,均匀伸长率提高;随加速冷却中终冷温度降低,贝氏体中M/A含量减少,尺寸更细小,分布更分散,试样强度变化不大但均匀伸长率显著提升.分析表明,当铁素体含量一定时,均匀伸长率与贝氏体中M/A密切相关,细小且均匀分布的M/A可提高加工硬化速率,推迟颈缩发生,使均匀伸长率升高.当加速冷却中开冷温度为690℃、终冷温度为450℃时,组织中铁素体的体积分数约为23%、晶粒尺寸约为5μm,M/A岛尺寸约为1μm,组织均匀性良好,试样得到最优的强度塑性匹配.     

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。     

中锰钢两相区退火奥氏体逆转变的数值分析

根据中锰钢热轧组织结构确立两相区奥氏体化的几何模型和初始条件,利用DICTRA动力学分析软件对中锰钢马氏体基体奥氏体化过程进行计算分析。在奥氏体化初期的形核过程中,马氏体中过饱和的碳锰元素从铁素体迅速转移到奥氏体并在相界面奥氏体一侧聚集。后续的相变过程中,碳在奥氏体中快速均化,但锰在相界面奥氏体一侧的聚集加剧。相变初期奥氏体界面推移速度比中后期高出若干个数量级,但随时间推移迅速衰减。相变初期相界面推移是碳扩散主导,相变后期界面推移受到锰在奥氏体中扩散速度制约。温度升高可显著提高相界面推移速度。达到相同数量奥氏体的情况下,低温长时退火有利于锰从铁素体向奥氏体转移并提高其在奥氏体中的富集度,从而提高奥氏体的稳定性。