高碳钢线材组织与性能预报模拟软件的开发

为便于研究高速线材轧制过程中的工艺参数与组织、力学性能之间关系,在物理冶金学原理基础上,开发了针对现场生产的模拟软件.该软件可计算轧制过程中轧件温度的变化、微观组织的演变和最终的力学性能.工业应用结果表明,计算结果与实测结果吻合较好.     

高速线材热连轧时组织结构的计算机模拟

针对唐钢高速线材厂的生产实际 ,借助于理论与实验模型 ,通过计算机模拟研究了高速线材在承受变形时其内部因奥氏体再结晶导致的组织结构的变化。结果表明 ,除粗轧阶段中的强迫咬入道次以动态再结晶为主以外 ,其它道次以亚动态再结晶为主。个别道次仅发生少量的静态再结晶 ,这对组织性能及轧制负荷均有不利影响 ;此外发现 ,对高速线材轧制 ,Z因子对动态、亚动态再结晶的发生与否影响不大 ,主要影响因素是变形程度的大小。作为将理论与实验的研究应用于高速线材生产现场的初步尝试 ,为在实际中控制与预报高速线材的组织性能以及提高轧制负荷的计算精度提供了奥氏体再结晶规律的理论基础     

高速线材热连轧时组织结构的计算机模拟

针对唐钢高速线材厂的生产实际,借助于理论与实验模型,通过计算机模拟研究了高速线材在承受变形时其内部因奥氏体再结晶导致的组织结构的变化。结果表明,除粗轧阶段中的强迫咬入道次以动态再结晶为主以外,其它道次以亚动态再结晶为主。个别道次仅发生少量的静态再结晶,这对组织性能及轧制负荷均有不利影响;此外发现,对高速线材轧制,Z因子对动态、亚动态再结晶的发生与否影响不大,主要影响因素是变形程度的大小。作为将理论与实验的研究应用于高速线材生产现场的初步尝试,为在实际中控制与预报高速线材的组织性能以及提高轧制负荷的计算精度提供了奥氏体再结晶规律的理论基础。     

82B线材控冷工艺及性能模拟

论述高碳钢线材控冷工艺以及力学性能的模型，同时针对武汉钢铁(集团)公司高速线材车间生产的82B钢种在斯太尔摩冷却线上的相变过程进行模拟，预测了最终的显段组织和力学性能。简单地评述组织性能预报在过去所取得的成绩，并展望了其未来的发展趋势。     

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.     

Q345钢在直轧过程中二相粒子析出对奥氏体晶粒的影响

通过热模拟轧制技术,研究了不同工艺条件下二相粒子析出物对奥氏体再结晶的影响,并对Q345钢直接轧制工艺中C,N化物的析出对组织性能的影响进行了深入探讨.结果表明,利用二相粒子析出可以细化奥氏体晶粒组织,从而改善钢的内部组织和材料的力学性能.     

轧制冷却工艺对低合金调质钢力学性能的影响

通过采用不同的轧制和冷却工艺并进行再加热淬火和回火处理，分析各状态下的组织和力学性能以及不同轧态组织的再加热奥氏体化进程，研究了轧制冷却工艺对低合金调质高强钢力学性能的影响规律.结果表明，控制轧制能够增加轧态组织的原奥氏体晶界面积，提高再加热奥氏体形核率，得到较细化的再加热淬火组织，并且能够提高回火后的强韧性能.实验钢轧后连续水冷条件下得到马氏体组织，而空冷条件下得到的粒状贝氏体组织内碳元素分布不均匀，有利于提高再加热淬火回火后的强度.实验钢在控制轧制中断冷却工艺下能获得最佳的调质态力学性能.     

基于DELPHI的高速线材力能预报构件的开发

在高速线材领域首次开发了基于DELPHI的轧制力能预报构件,实现了轧制过程的温度、再结晶及力能的预报与仿真,故该构件的成功开发及广泛应用,可显著地提高高速线材领域的技术人员在软件开发、工程设计及工艺优化等方面的工作效率。     

控轧控冷TRIP钢的微观相组成及其与力学性能的关系

采用电子背散射衍射技术等实验方法,研究了控轧控冷工艺制备的铌钒微合金化C-Mn-Si系热轧TRIP钢的显微组织及相组成,并分析了与其对应的力学性能．奥氏体轧制过程中的热变形及随后的冷却工艺对最终各相组织的形貌、大小和分布都有直接影响,并决定TRIP钢最终的力学性能．对TRIP钢卷取温度的模拟结果显示,与450和350℃模拟卷取温度相比,400℃模拟卷取温度能使该钢获得更好的综合力学性能．     

三安Φ8mm盘螺轧制工艺的制定及优化

三安钢铁有限公司轧钢厂高速线材生产线针对盘螺HRB400E力学性能偏低的情况,通过控制轧制和控制冷却参数,优化轧制工艺,解决了盘螺屈服强度偏低的问题,且通过对盘条通条性能进行优化,产品质量有显著的提高。在原料成分下限较低、设备装备水平不占优势的情况下,使盘螺的力学性能达到国家标准,产品的屈服强度得到进一步稳定。     

Variation in retained austenite content and mechanical properties of 0.2C–7Mn steel after intercritical annealing

The effects of annealing time and temperature on the retained austenite content and mechanical properties of 0.2C–7Mn steel were studied. The retained austenite content of 0.2C–7Mn steel was compared with that of 0.2C–5Mn steel. It is found that 0.2C–7Mn steel exhibits a similar variation trend of retained austenite content as 0.2C–5Mn steel. However, in detail, these trends are different. 0.2C–7Mn steel contains approximately 7.5vol% retained austenite after austenitization and quenching. The stability of the reversed austenite in 0.2C–7Mn steel is lower than that in 0.2C–5Mn steel; in contrast, the equilibrium reversed austenite fraction of 0.2C–7Mn steel is substantially greater than that of 0.2C–5Mn steel. Therefore, the retained austenite content in 0.2C–7Mn steel reaches 53.1vol%. The tensile results show that long annealing time and high annealing temperature may not favor the enhancement of mechanical properties of 0.2C–7Mn steel. The effect of retained austenite on the tensile strength of the steel depends on the content of retained austenite; in contrast, the 0.2% yield strength linearly decreases with increasing retained austenite content.     

残留奥氏体数量对65CrMo3W2VSiTi钢组织和性能的影响

本文系统研究了六种不同热处理工艺对６５Ｃｒ５Ｍｏ３Ｗ２ＶＳｉＴｉ钢残留奥氏体数量、形态、分布及其回火稳定性的影响，探讨了残留奥氏体对钢在不同组织状态下的强度、韧性、疲劳裂纹扩展速率和冲击疲劳寿命的影响及变化规率，得出了高碳高合金冷作模具钢淬硬组织中存在有一定数量和形态良好的稳定性较高的残留奥氏体可以改善其强韧性配合和提高疲劳抗力的结论．     

合金化对高锰钢奥氏体基体强度及耐磨性的影响

对传统成分的高锰钢及经过Ｃｒ、Ｎｉ、稀土等元素合金化的高锰钢进行了组织、结构和磨损性能分析。通过对各试样的点阵参数、耐磨性、磨痕形态的对比着重讨论了使铧对高锰钢奥氏体基体抗流变行为和加工硬化能力的影响,由此阐明了用合金化手段提高高锰钢耐性应综合考虑合金化对奥氏体基体的强化作用及形不散第二相碳化物两方面的因素。     

SPV490钢板直接淬火回火工艺的研究

针对SPV490钢控轧后的直接淬火回火工艺进行研究.结果表明,采用再结晶区控轧后结合直接淬火回火工艺时,实验钢的强度大幅度提高,但韧性下降;采用在奥氏体再结晶区变形44%,然后在未再结晶区变形的两阶段控轧工艺后结合直接淬火回火工艺时,由于在细化晶粒的基础上增加晶粒内部变形带数量及位错密度,从而获得细小、均匀的组织,实验钢的综合力学性能良好.     

高锰系奥氏体热作模具钢时效过程中的内耗研究

研究了高锰系奥氏体热作模具（SDHA）钢时效过程中的内耗特性，并结合JMA方程分析了其时效动力学过程.结果表明，在时效过程中，SDHA钢在高温区域的内耗峰高度较其固溶态时有所降低，且峰宽变窄.这是由于时效过程中固溶于奥氏体间隙中的C发生了重新分配而使基体合金成分降低的缘故.在720 °C等温阶段，SDHA钢内耗随保温时间的增加而增大；而在550 °C等温过程中，其内耗随等温时间增加而降低.在低温时效初期，SDHA钢的间隙原子主要从奥氏体基体向界面及缺陷处扩散聚集；而在高温时效过程中，间隙C与奥氏体基体中固溶合金原子形成碳化物，并以缺陷处为核心而形核长大.     

Effect of lower bainite/martensite/retained austenite triplex microstructure on the mechanical properties of a low-carbon steel with quenching and partitioning process

We present a study concerning Fe–0.176C–1.31Si–1.58Mn–0.26Al–0.3Cr (wt%) steel subjected to a quenching and partitioning (Q&P) process. The results of scanning electron microscopy, transmission electron microscopy, X-ray diffraction, and tensile tests demonstrate that the microstructures primarily consist of lath martensite, retained austenite, lower bainite (LB), and a small amount of tempered martensite; moreover, few twin austenite grains were observed. In the microstructure, three types of retained austenite with different sizes and morphologies were observed: blocky retained austenite (~300 nm in width), film-like retained austenite (80–120 nm in width), and ultra- fine film-like retained austenite (30–40 nm in width). Because of the effect of the retained austenite/martensite/LB triplex microstructure, the specimens prepared using different quenching temperatures exhibit high ultimate tensile strength and yield strength. Furthermore, the strength effect of LB can partially counteract the decreasing strength effect of martensite. The formation of LB substantially reduces the amount of retained austenite. Analyses of the retained austenite and the amount of blocky retained austenite indicated that the carbon content is critical to the total elongation of Q&P steel.     

中锰钢奥氏体逆相变的多相场模拟

Medium-Mn steels have attracted immense attention for automotive applications owing to their outstanding combination of high strength and superior ductility. This steel class is generally characterized by an ultrafine-grained duplex microstructure consisting of ferrite and a large amount of austenite. Such a unique microstructure is processed by intercritical annealing, where austenite reversion occurs in a fine martensitic matrix. In the present study, austenite reversion in a medium-Mn alloy was simulated by the multiphase-field approach using the commercial software MICRESS? coupled with the thermodynamic database TCFE8 and the kinetic database MOBFE2. In particular, a faceted anisotropy model was incorporated to replicate the lamellar morphology of reversed austenite. The simulated microstructural morphology and phase transformation kinetics (indicated by the amount of phase) concurred well with experimental observations by scanning electron microscopy and in situ synchrotron high-energy X-ray diffraction, respectively.     

激光相变硬化对轴承钢组织与性能的影响研究

本文对低温回火态Gcr15轴承钢的激光相变硬化处理进行了研究.试验了激光处理的工艺参数对硬化过程的显微组织、淬硬层的硬度变化、残余应力分布、残留奥氏体形貌与数量以及耐磨性能等的影响.结果表明:经激光相变硬化处理后,Gcr15钢的表面硬度可达HV1000以上,硬化层的显微组织为缺陷密度高的隐针马氏体,晶粒度为ASTM 14级,残留奥氏体约达20%,呈膜态分布于马氏体条片之间及碳化物周围,超细的碳化物非常弥散地分布着,表面层保持较大的压应力而耐磨性能明显提高.据此,可以认为激光相变硬化的强韧化机制是:晶粒细化强化、亚结构强化,弥散析出强化以及残留奥氏体强化等的综合贡献.     

高碳钢与球墨铸铁的两体磨粒磨损和基体显微组织的特性关系

基体组织对材料的性能有重要影响．本文以高锰钢、高碳低铬钢（ＧＣｒ１５）、球墨铸铁为试验材料，研究了不同热处理条件下获得的非平衡基体组织试样的碳化硅两体磨损特性．结果表明，在所试验的马氏体、马氏体十残余奥氏体、单相奥氏体以及贝氏体＋马氏体＋奥氏体复合基体中，以淬火马氏体最耐磨，贝氏体复合组织的耐磨性仅与高锰钢单相奥氏体相当．适当地增加残余奥氏体含量．即提高淬火温度可提高马氏体基体组织的耐磨性．     

含锰4%的高铬铸铁的亚临界淬火

高铬铸铁以锰代钼后的一个问题是残留奥氏体量增多,硬度下降。本文研究了含锰4％的高铬铸铁的亚临界淬火,用正交试验设计方法试验了亚临界淬火处理的脱溶温度和脱溶时间的影响。用本试验条件下得出的最佳工艺,可使含锰4％的高铬铸铁的残留奥氏体量减少到17％,硬度达到HRC64,抗冲击磨损性能与含钼2％的高铬铸铁相近。