Fe-C-Mn系冷轧双相钢两相区奥氏体化过程模拟

在对双相钢两相区奥氏体化过程进行热力学与动力学分析的基础上,建立了两相区奥氏体化过程的扩散模型,并采用显式有限体积法对740℃与780℃下的奥氏体化过程进行了数值求解.模拟结果表明:奥氏体长大初期受C元素在奥氏体中的扩散控制并很快达到亚平衡.该阶段奥氏体长大速度较快.奥氏体长大后期受Mn元素在铁素体中的扩散控制.该过程由于Mn元素的扩散速率比C元素的扩散速率低几个数量级而持续数千秒.当Mn元素在两相中的扩散通量相等时,奥氏体停止长大,Mn元素继续从铁素体向奥氏体中转移以完成其在两相中的均化.     

冷轧双相钢不停炉连续退火生产工艺改进

不停炉生产冷轧双相钢是控制成本、提高合同交付率的关键技术。对某钢厂连续退火机组生产双相钢前必须停炉的方法进行了分析和改进,结果表明,连续退火机组TV值越小,过时效段降温速度越快;降低快冷段出口温度可显著地降低过时效温度。通过对生产组织的优化,实现了不停炉生产冷轧双相钢。     

Effect of controlled rolling on the martensitic hardenability of dual phase steel

The C-Mn and C-Mn-Nb steels were thermo-mechanically processed to develop dual phase steel and to study the effect of controlled rolling on the martensitic hardenability of austenite. The steel specimens were intercritically annealed at 790℃, rolled at that temperature to the reductions of 10%, 23%, and 47% and immediately cooled at different rates. Quantitative metallography was used to construct the microstructure map, which illustrated that increasing deformation progressively reduced the proportion of new ferrite formed at all cooling rates and increased the amount of martensite at fast and intermediate rates. The martensitic hardenability of austenite remaining after all the rolling reductions was plotted as a function of cooling rates. It was observed that for the austenite-martensite conversion efficiencies greater than about 25%, controlled rolling increased the martensitic hardenability of austenite.     

钛微合金化热轧双相钢的工艺研究

通过模拟实验研究了钛微合金化热轧双相钢的连续冷却转变曲线及终轧温度对组织的影响规律,获得了可行的工艺窗口,并进行了验证性热轧实验.在冷却速率小于5℃·s-1及温度在625~725℃时,实验钢可以形成先共析铁素体.随着终轧温度升高,组织中铁素体及马氏体含量先升高后降低,但幅度不大.同时,当终轧温度较高时,铁素体显微硬度增加,析出强化作用增加.当终轧温度及缓冷温度分别为840℃及700℃时,获得了抗拉强度为672 MPa及屈强比为0.61的性能良好的热轧双相钢.经计算,铁素体组织中析出强化量为78.5 MPa.     

冷轧双相钢再加热过时效热处理实验研究

为提升DP590冷轧双相钢综合力学性能,利用CAS-300Ⅱ型连退模拟试验机,通过模拟退火实验,研究了冷轧双相钢再加热过时效工艺(R-OA工艺)中,不同再加热温度对其组织性能的影响,并与传统冷轧双相钢的生产工艺的组织性能进行分析对比,结果表明:R-OA工艺较传统工艺相比,马氏体周围有较多M-A岛组织;R-OA工艺再加热温度超过350℃时,实验钢屈服强度小于290 MPa,屈强比0.42,抗拉强度超过701 MPa,延伸率大于31.8%。     

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,研究了冷乳中锰钢（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.实验钢冷乳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髙的逆转变奥氏体,且其体积分数也明显髙于退火后炉冷.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,提髙强度的同时获得了较髙的塑性,强塑积可达到26.5GPa.%.     

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.     

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.     

Cr元素对冷轧TRIP钢的组织性能影响研究

以两种合金成分的相变诱导塑性钢为实验对象,先利用热模拟试验机确定其热轧及热处理参数后,经过热轧、冷轧工艺并连续退火,研究其力学性能。金相组织及宏观织构的特征。实验结果表明,Cr元素可以稳定低温奥氏体,降低贝氏体形成温度,使贝氏体的孕育期延长,增加最终组织中的贝氏体及残余奥氏体的体积分数;Cr元素的添加还增强了试验钢的力学性能,添加了Cr元素的2#钢强度和塑性均比没有添加的1#钢要高;两种成分的TRIP钢织构情况相似,主要组分包括：{332}纤维织构,{110}<001>组分和{112}<110>组分,可见Cr元素在提高钢板强度增加延伸率的同时,并没有损害钢板的成形性能。     

临界间退火对低合金TRIP钢奥氏体等温转变动力学的影响

用膨胀法及金相法研究了20Mn2SiMoV钢经780℃界间退火后奥氏体在600-650℃以及320-450℃温度区间的等温转变动力学。结果表明，经780℃不完全奥氏体化，过冷奥氏体的稳定性增强，奥氏体分解的高温转变和中温转变孕育期与完成时间都延长，而且高温转变区和中温转变区明显分开，贝氏体区奥氏体转变具有不完全性。临界间退火后过冷奥氏体的高温转变产物为铁素体与珠光体，中温转变产物为铁素体、贝氏体、马氏体和残余奥氏体的混合组织。     

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.     

含铌TRIP钢连续退火后的组织性能及强化机理

在实验室模拟了含铌与无铌TRIP钢的连续退火工艺过程,通过金相显微技术(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、背散射电子衍射技术(EBSD)、X射线衍射(XRD)和拉伸实验等检测手段研究了TRIP钢的组织性能,分析了TRIP钢中残余奥氏体稳定性的影响因素及强化机理.结果表明:在连续退火工艺条件下,Nb的存在细化了TRIP钢的微观组织,与未添加Nb的钢相比,添加Nb可以提高TRIP钢中残余奥氏体含量和残余奥氏体碳含量.含铌TRIP钢中残余奥氏体主要以团块状或薄膜状分布于铁素体与贝氏体晶界,极少部分以细小球状分布于铁素体晶内.含铌TRIP钢热轧后的主要析出物为Fe3C和(Nb,Ti)(C,N),退火后的主要析出物为(Nb,Ti)(C,N).细小含铌析出物的析出强化导致了随着退火温度的升高,屈服强度和抗拉强度升高.     

两相区退火温度对2%Al冷轧TRIP钢组织及性能的影响

两相区退火温度是影响TRIP钢显微组织和力学性能的重要工艺参数之一,因此有必要优化两相区退火温度使TRIP钢获得最佳的强韧性配合。利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)和拉伸试验机研究了两相区退火温度对0.25C-1.5Mn-2.0Al冷轧TRIP钢显微组织和力学性能的影响。实验结果表明:在770~850℃退火并450℃贝氏体等温5 min处理后,实验钢的显微组织为铁素体、贝氏体和残余奥氏体。随着退火温度的升高,实验钢中的铁素体和残余奥氏体体积分数增加、贝氏体体积分数减少,屈服强度和抗拉强度降低。     

临界区退火处理对0．15C-1．5Mn-1．5Al冷轧TRIP钢相变和力学性能的影响

利用热膨胀仪、热处理实验、拉伸实验和X衍射实验研究了不同临界退火温度对0.15C-1.5Mn-1.5Al TRIP钢相变、残余奥氏体特征和力学性能的影响.结果表明:不同临界退火温度下的热膨胀曲线具有相同的变化过程,两相区奥氏体含量随临界退火温度的升高而上升,而其碳含量则下降;临界退火温度影响试样的残余奥氏体特征和力学性能,820℃退火处理时残余奥氏体的体积分数为14%,碳的质量分数为1.36%;力学性能也是820℃退火时最佳,强塑积可达25400 MPa.%,且变形过程中具有高的瞬时加工硬化指数(n值).     

退火温度对25Mn-3Si-3Al-TWIP钢组织和力学性能的影响

研究了不同退火温度对25Mn-3Si-3Al-TWIP钢组织和力学性能的影响.结果表明经1000℃退火后,此钢种可达到640MPa左右的抗拉强度和255MPa左右的屈服强度以及82%以上的延伸率,具有较好的综合力学性能.其室温组织为单相奥氏体基体的退火孪晶,通过TEM观察内部为大量的层错和孪晶共存结构.在随后的拉伸变形过程中产生大量形变孪晶,发生了TWIP效应——孪晶诱发塑性效应,使钢板具有优良的力学性能.     

含钒超细晶双相钢的细化机制

利用铁素体+马氏体+贝氏体的初始显微组织结合冷轧和连续退火的方法达到了细化晶粒的目的,通过这种方式制备的双相钢中有63.8%的铁素体晶粒尺寸分布于0.5～1μm,有53%的马氏体晶粒尺寸分布于0.5～1μm.针对该现象研究了基于铁素体+马氏体+贝氏体初始显微组织含钒超细晶双相钢的晶粒细化机制.分析认为,细化机制主要有三个方面:第一是形变对显微组织的细化,包括为了得到铁素体+马氏体+贝氏体的初始显微组织而进行的热轧和冷轧;第二是冷轧态显微组织的再结晶和快速奥氏体化;第三是钒的析出物阻碍奥氏体的长大.     

Effect of continuous annealing temperature on microstructure and properties of ferritic rolled interstitial-free steel

In this report, the microstructure, mechanical properties, and textures of warm rolled interstitial-free steel annealed at four different temperatures (730, 760, 790, and 820℃) were studied. The overall structural features of specimens were investigated by optical microscopy, and the textures were measured by X-ray diffraction (XRD). Nano-sized precipitates were then observed by a transmission electron microscope (TEM) on carbon extraction replicas. According to the results, with increased annealing temperatures, the ferrite grains grew; in addition, the sizes of Ti₄C₂S₂ and TiC precipitates also increased. Additionally, the sizes of TiN and TiS precipitates slightly changed. When the annealing temperature increased from 730 to 820℃, the yield strength (YS) and the ultimate tensile strength (UTS) showed a decreasing trend. Meanwhile, elongation and the strain harden exponent (n value) increased to 49.6% and 0.34, respectively. By comparing textures annealed at different temperatures, the intensity of {111} texture annealed at 820℃ was the largest, while the difference between the intensity of {111}<110> and {111}<112> was the smallest when the annealing temperature was 820℃. Therefore, the plastic strain ratio (r value) annealed at 820℃ was the highest.     

氧元素对热镀锌双相钢锌层附着力的影响

选取两种不同成分体系的热镀锌双相钢为研究对象,对比分析了氧对双相钢镀层附着力的影响。结果表明,Cr-Mo系双相钢可镀性优于高铝系双相钢。对高铝系双相钢而言,退火过程基板中Al和Mn向带钢表面偏析,并与炉内氧发生氧化生成氧化铝,阻碍连续致密Fe2Al5抑制层的形成,是导致锌层附着力差的根本原因。Cr-Mo系双相钢虽然在退火过程也会发生氧化反应,但通过严格控制炉内氧含量可减少氧化物的形成,保证连续致密Fe2Al5过渡层的存在,从而大幅提升锌层附着力。     

连续退火的无Si TRIP钢的组织和力学性能

在实验室用Gleeble3500热模拟试验机制备了一种无Si TRIP钢.利用拉伸试验机、扫描电镜、透射电镜、X射线衍射以及热膨胀仪对其力学性能、微观组织和相变规律进行研究,在此基础上分析了贝氏体相变温度和时间对力学性能和残余奥氏体的影响.无Si TRIP钢呈现出良好的整体力学性能,抗拉强度分布在740～810 MPa,延伸率均在25%以上,最高可达32%以上;贝氏体等温温度为420℃时能获得最佳的综合力学性能,抗拉强度随贝氏体相变时间增加而下降,延伸率随之上升,而屈服强度没有显著变化.无Si TRIP制的铁素体晶粒大小约为3～4μm,比含Si TRIP钢铁素体晶粒细小;残余奥氏体的体积分数在8%～10%,比含Si TRIP钢低约3%;420℃保温300 s后贝氏体相变基本结束,而碳的扩散仍然在进行;无Si TRIP钢贝氏体相变速率比含Si TRIP钢快,贝氏体相变总量也更多.     

Effects of cold rolling on the microstructure and mechanical properties of Fe-Ni-Mn-Mo-Ti-Cr maraging steels

Effects of cold rolling on the microstructure and mechanical properties of Fe-Ni-Mn-Mo-Ti-Cr maraging steels were studied.To investigate the microstructure and mechanical properties,optical microscopy,scanning electron microscopy,X-ray diffraction,tensile test,and hardness test were used.The results show that the solution-annealing treatment in the cold-rolled steel redounds to the formation of sub-microcrystalline Fe2(Mo,Ti) Laves phase particles,which are stable at high temperatures.These secondary Laves phase particles prevent from recrystallization at high temperatures and correspond to semi-brittle fracture in the subsequent aging treatment.