屈服强度800 MPa的低碳微合金钢

研究了不同成分特征的含锰含碳微合金钢通过控轧控冷后回火的组织与力学性能,Mn含量为1．7％－2．3％的试验钢轧后经快冷和中温回火获得了高强度和一定的塑性、韧性,其中含0．06％,2．3％Mn,0．21％Al和微量Nb,Ti,B的快冷回火钢屈服强度（σ0．2）超过800MPa,延伸率大于4％。室温冲击韧性134－174．5J／cm^2,－40℃冲击韧性为103－110J／cm^2,具有由变形奥氏体转变成的细小贝氏体组织。     

Mg和Zr对FH40级船板钢连续冷却转变曲线的影响

以FH40高强度级别船板钢为研究对象,利用真空感应炉冶炼了不同Mg、Zr成分的实验钢,采用Gleeble-3800热模拟试验机测定了实验钢连续冷却转变曲线(CCT)。采用金相显微镜系统研究了实验钢连续冷却条件下的组织演变规律,并探讨了Mg、Zr单独和复合添加对实验钢CCT曲线中铁素体和贝氏体相区的作用规律。结果表明,Mg、Zr及Mg-Zr添加均能影响过冷奥氏体和珠光体开始转变温度;Mg和Mg-Zr添加抑制了铁素体转变,促进了贝氏体转变,在5~30℃/s冷却速度范围内均获得以贝氏体为主的组织;Zr添加扩大了铁素体区,减小了贝氏体区,冷却速度提高至20℃/s以上可得到以贝氏体为主的组织。研究结果对进一步明确Mg、Zr对低碳微合金钢组织特征的作用规律,指导Mg、Zr及Mg-Zr处理在工业上的应用具有重要意义。     

中低合金钢中钙的光电直读光谱分析

应用德国SPECTROLAB光电直读光谱仪，在选定的仪器测量条件下，对中低合金钢中钙进行测定。结果表明；该分析方法精密度高、准确性好、快速方便，测定中低合金钢中钙含量时，RSD≤15％，测定范围0．0004％～0．015％．     

新颖的贝氏体/铁素体双相低碳微合金钢

利用特殊微合金设计及终轧控冷工艺得到超细贝氏体／铁素体双相低碳微合金钢。该钢的组织由原奥氏体晶界上及晶粒内部的约5μm的准多边形铁素体及超细化的贝氏体板条束组成。铁素体的体积分数约20％。该双相低碳微合金钢的强度比同成分的全贝氏体钢略低，但其延伸率却大幅度提高。采取适当的回火处理，该双相钢屈服强度可达到700MPa，而延伸率大于25％，是一种具有高强度、高塑性的新型低碳微合金双相钢。     

钒含量对PD3钢碳化钒析出的影响

为了弄清钒在珠光体组织转变中的作用和沉淀析出的规律,通过电化学萃取分析结合透射电子显微镜观察研究了钒含量对PD3钢中碳化钒析出行为的影响。研究结果表明：PD3钢的铁素体和渗碳体中固溶钒的饱和溶解度分别为0．09％和0．23％左右;当钢中钒含量低于0．21％时,钒主要以固溶形式存在,只有极少量的碳化钒质点无序析出;当钢中钒含量增加,超过饱和溶解度后,多余的钒则主要以碳化钒的形式析出;当钢中钒含量高于0．21％,达到0．33％时,碳化钒将以无序状态和“相关沉淀”两种方式大量析出。     

热浸镀富铈稀土铝合金的耐腐蚀性研究

研究了富铈稀土对碳钢热浸镀铝合金组织及耐腐蚀性的影响。结果表明，在稀土含量为0．1％．0．5％范围内随着稀土含量的增加热浸镀层组织均匀，当稀土含量超过0．5％时扩散层厚度明显减小，稀土含量0．3％的热浸镀层具有最好的组织，并且在酸性介质腐蚀条件下具有最好的耐腐蚀性。含0．3％稀土的热扩散层的耐腐蚀性比纯铝提高2～3倍。     

以锡代铅研制环保型易切削钢

以锡代铅研制了一种含锡的环保型易切削钢，并进行了切削及力学性能试验。结果表明，在含量小于0．05％(质量分数)时，锡能明显改善钢的易切削性能，未发现对钢的力学性能有不利的影响。     

钙对45钢显微组织及冲击韧性的影响

用端淬法研究了微量钙对４５钢淬透性的影响，以及对正火态，调质态及淬火低温回火态的显微组织和室温冲击韧性的影响；用俄歇能谱（ＡＥＳ）分析了沿晶断口表面钙的含量，结果表明，微钙钢的淬透性稍低于无钙钢；微钙钢的奥氏体晶粒粗化、珠光体片层间距显著增大，３种热处理状态下的室温冲击韧性均有所降低。这些现象与中碳合金钢中所得结果有明显不同。根据钙在奥氏体晶界的偏聚现象及其与其他元素的偏聚互作用理论，对此进行了讨     

含B钒微合金钢的连续冷却相变行为

为开发一种新的低成本高性能含B钒微合金钢和建立其TMCP生产工艺,用MMS-200热力模拟试验机研究了实验钢在连续冷却条件下的相变规律,绘制出实验钢的静态CCT曲线和动态CCT曲线.结果表明:微量的B提高了钒微合金钢过冷奥氏体稳定性,促进了针状铁素体形成,在比较宽的冷却速度范围内能得到贝氏体组织;未变形钢相比于变形钢,在更低的冷却速度甚至0.5℃/s的冷却速度下能得到大部分的贝氏体组织,但两者在5℃/s以上的冷却速度下都得到全部贝氏体组织;变形降低了奥氏体稳定性,促进铁素体转变,含硼钢铁素体转变存在的冷速升高到2℃/s,不含硼钢的其冷速升高到15℃/s;钒微合金钢中B有利于获得高强度的贝氏体组织,冷速5℃/s以上时相变后含硼钢的硬度都高于变形及未变形不含硼钢的硬度.     

Nb含量对低合金高强钢微观组织和力学性能的影响

本研究设计了4组Nb添加量依次为0、0.025%、0.085%、0.180%的低合金高强钢,通过OM、SEM/EDS和力学性能测试,研究了Nb微合金钢的微观组织和强韧化机制。结果表明,未添加Nb的钢组织由粗大的多边形铁素体和少量贝氏体组成,而Nb微合金钢组织主要由细小的针状铁素体和贝氏体构成,且随着Nb含量的增加,析出相NbC的数量增多,晶粒逐渐细化。当Nb含量为0.085%时,钢具有最佳的综合力学性能,这可以归因于硬质相贝氏体以及细小的晶粒所带来的细晶强化作用,另一方面,弥散分布的细小析出相NbC(尺寸分布在50～300 nm)保证了钢的组织均匀性,0.085%Nb钢表现出最为稳定的低温冲击韧性。     

Ti对C-Mn-V非调质钢组织与性能的影响

研究了 Ti含量和锻造工艺对 C-Mn-V 非调质钢组织与性能的影响,并把实验钢的性能与调质中碳钢进行比较。分析了含Ti 钢的显微组织特点,讨论了钢的组织与性能之间的关系.结果表明:加入少量的 Ti可以改善钢的显微组织,提高韧性,但加入过量(>0.044％)反而会使韧性下降。钢的强化因素是以 70％—80％的珠光体为主。钢中 Ti的最佳含量为0.02％。此外还计算了各组织因素对强度的贡献。     

低碳微合金化含硼冷镦钢的冲击性能

通过对不同B含量的低碳硼钢和Nb、V微合金化低碳硼钢的冲击实验,研究了B含量及Nb、V微合金化对低碳硼钢冲击性能的影响. 结果表明:0.0006%～0.0015%的B将提高热处理状态钢的冲击韧性,B质量分数超过0.003%将降低钢的冲击韧性. Nb、V复合微合金化同时加入适量Al可显著提高热处理状态低碳硼钢的冲击韧性. Ti质量分数超过0.03%对低碳硼钢和微合金硼钢的冲击性能不利.     

Mg-Zr处理对FH40级船板钢铸态夹杂物特征的影响

采用定量金相及SEM-EDS手段对Mg,Zr及Mg-Zr处理FH40级船板铸钢中夹杂物粒径分布、平均粒径、总数量、总面积及成分、形貌等特征进行系统研究.结果表明,Mg,Zr及Mg-Zr处理后铸锭夹杂物平均粒径下降,夹杂物总数量增加.Mg的质量分数为0024%时,夹杂物中MgO平均质量分数为1257%,变质不充分;Mg的质量分数增加至0072%后,夹杂物中MgO平均质量分数为3558%,实现了氧化铝向MgO·Al2O3的充分变质,且夹杂物粒径明显减小.003%Zr处理后,铸锭夹杂物以Al2O3+MnS,Al-Zr-O+MnS为主;低Mg+高Zr,高Mg+低Zr,高Mg+高Zr处理炉次试验钢铸锭中均发现了含Zr夹杂物,其中高Mg+高Zr炉次形成了ZrO2夹杂,该类夹杂物被MgO·Al2O3包裹,团聚现象明显.     

硫含量对中碳非调质钢中硫化物及组织的影响

利用真空感应炉冶炼了不同硫含量的中碳非调质钢,研究了S含量对非调质钢中硫化物形态分布及显微组织的影响.结果表明：在0.025%~0.065%范围内,随S质量分数的增加,非调质钢中硫化物的数量增多,偏聚分布现象加重;晶内铁素体比例随之升高,组织得到细化.通过热力学计算及相图信息研究了硫化物的类型转变. S含量增加时第Ⅲ类MnS在凝固末期以离异共晶形式较早析出,剩余液相中的S在凝固结束时以共晶形式析出为第Ⅱ类MnS.单独MnS以及MnS- V( C, N)复合硫化物均可作为晶内铁素体的有效形核核心,促进铁素体的生成.     

含锡铁素体不锈钢夹杂物的冶金行为

基于新型含锡铁素体不锈钢，采用冶金反应平衡对其冶炼过程进行实验室条件下的研究分析了锡在不锈钢冶炼过程的收得率及锡的添加对不锈钢基体的微观结构的影响规律，分析脱氧夹杂物的形貌和成分演变结果表明，尽管锡的熔点极低，其收得率较高;锡在硫化锰周围富集现象比较明显，夹杂物周围被锡包裹，电镜下呈白色，氧化物夹杂周围未见锡的富集;从金相分析结果发现，当锡质量分数不小于03%时，晶界析出物中锡的质量分数高于基体，即存在锡在晶界的偏析现象.     

一种核级316LN钢的相图计算与微合金化设计

用热力学方法计算了一种核级316LN钢及其在Nb、V微合金化条件下的伪二元平衡相图,研究了不同温度下钢的平衡相组成。结果表明,316LN钢中的主要析出相为Cr2N、M23C6、和相,Nb微合金化316LN钢中会形成含C的MX,有望提高材料的力学性能和耐晶间应力腐蚀性能,V微合金化316LN钢中会形成VN,但对稳定C的作用不大。     

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.     

Zr处理对含Ti低碳微合金钢中氮化物的影响

以含Ti低碳微合金钢为研究对象,通过实验和热力学计算研究了Zr质量分数对钢中氮化物的影响规律.结果表明:随着钢中Zr质量分数由0.0020%增加至0.0200%,钢中氮化物数量密度和面积占比明显增加,氮化物类型逐渐由TiN变为(Ti_○y,Zr_1-○y)N,(Ti_○y,Zr_1-○y)N中Zr/Ti原子数比逐渐增加,(Ti_○y,Zr_1-○y)N由以TiN为主转变为以ZrN为主.热力学计算结果发现精炼过程无TiN,ZrN等氮化物析出,氮化物主要在凝固过程析出.当钢中Zr质量分数为0.0020%时,凝固过程只有TiN析出;而当Zr质量分数≥0.0046%,逐渐有ZrN在凝固末期析出.随着凝固过程温度的降低,(Ti_○y,Zr_1-○y)N具备热力学析出条件.当钢中Zr质量分数由0.0046%增加至0.0200%,(Ti_○y,Zr_1-○y)N开始析出温度逐渐增加,TiN在(Ti_○y,Zr_1-○y)N中占比逐渐减小.最后,当采用Zr-Ti复合脱氧时,钢中Zr质量分数应控制在0.0020%~0.0050%.     

奥氏体变形及冷却速率对低碳贝氏体组织中大角晶界分布的影响

使用电子背散射衍射技术研究了低C高Mn高Nb成分设计下,非再结晶奥氏体变形及加速冷却速率对低碳贝氏体组织取向差特征和大角晶界分布的影响.结果表明,与原奥氏体晶粒内部的相变组织相比,原奥氏体晶界附近具有更高的大角晶界密度,非再结晶区奥氏体变形及快速冷却都有利于提高共格相变的驱动力、弱化变体选择以及有效增加大角晶界密度.此外,非再结晶区的大变形除了可充分压扁奥氏体晶粒和增加单位面积的奥氏体晶界密度外,还导致奥氏体晶界上细小的非共格转变铁素体晶粒生成,且这些铁素体晶粒与相邻组织表现出大取向差.     

铝含量对TWIP钢中夹杂物特征及AlN析出行为的影响

采用扫描电镜、X射线能谱仪以及扫描电镜配置的夹杂物自动扫描统计软件(INCAFeature)表征了Fe-Mn-C(-Al)系TWIP钢中夹杂物的成分、形貌和数量,考察了Al质量分数在0.002%~1.590%的四种TWIP钢中夹杂物的特征和Al含量对AlN析出行为的影响.并在此基础上,采用了适合TWIP钢中高锰高铝特点的热力学参数对AlN夹杂物进行了系统的热力学分析.研究表明,在含有相似N质量分数(0.0078%~0.0100%)的TWIP钢中,当钢中Al质量分数升高至0.75%时,AlN夹杂物开始在钢中析出,并在MnS(Se)-Al2O3上局部析出形成MnS(Se)-Al2O3-AlN复合夹杂;当Al质量分数升高至1.07%时,热力学计算表明AlN已经可以在TWIP钢液相中形成,经不断长大后在MnS(Se)夹杂物表面局部析出形成MnS(Se)-AlN复合夹杂物;在Al质量分数为1.59%的TWIP钢中,AlN的平衡析出温度比其液相线温度高出42 ℃,在液相中形成的AlN可以作为异质核心,MnS(Se)夹杂在其表面包裹形成MnS(Se)-AlN复合夹杂物.另外,在Fe-18.21%Mn-0.64%C-1.59%Al体系的TWIP钢中,AlN在液相中析出所需的最低氮的质量分数仅为0.0043%.因此,在TWIP钢的冶炼过程中,应尽可能的降低钢中的氮含量,避免生成过量的AlN夹杂.