铌对高钢级管线钢中第二相析出与奥氏体晶粒长大行为的影响

基于双亚点阵模型,计算了两种不同铌含量的高钢级管线钢在不同温度下Nb、Ti和Al的析出量,测定了不同加热温度和保温时间下奥氏体晶粒尺寸,建立两种钢奥氏体晶粒长大模型.发现Nb含量增加提高了其全固溶温度,并且温降过程中Nb析出量显著增多,在晶界两边析出的细小碳氮化物对奥氏体晶粒长大有显著的阴碍作用.高铌钢加热温度为1250℃时奥氏体晶粒显著粗化,预测模型也不同于1050～1200℃的模型,但相同保温温度下晶粒尺寸明显小于低铌实验钢.通过数据拟合计算出高铌钢的长大激活能远远高于低铌钢,再次证明高Nb的管线钢在1200℃以下能够有效地细化奥氏体晶粒,预测模型与实验值吻合较好.     

加热工艺对Nb-Ti微合金化高强钢的影响

采用金相显微镜、透射电镜(TEM)以及电解分析等仪器和方法对不同加热工艺下,含Nb钢、含Ti钢以及Nb-Ti钢的奥氏体晶粒粒径长大规律和第二相固溶规律进行研究。研究结果表明:随着加热温度增加或保温时间延长,奥氏体晶粒粒径逐渐增大,钢中第二相析出物数量减少、粒径增大;在相同加热工艺下,Nb-Ti钢的奥氏体晶粒粒径比含Ti钢和含Nb钢的小;加热至1 200℃时含Nb钢中Nb基本全部固溶,而当加热温度升至1 300℃时,含Ti钢中仍有TiN无法固溶。Nb-Ti的复合添加使Nb元素的全固溶温度从1 200℃提高至1 250℃;当加热温度为1 150℃和1 200℃时,细小的第二相粒子Ti C和NbC的固溶是造成该温度区间奥氏体晶粒粒径显著增加的主要原因。     

铌含量对低碳微合金钢回复再结晶行为的影响

采用应力松弛实验研究了低C含Nb微合金钢奥氏体热变形过程中的析出及再结晶动力学过程,通过实验及理论模型分析了析出/溶质拖曳对回复和再结晶行为的影响.结果显示:随Nb含量的增加,析出动力学曲线的鼻尖温度上升,但鼻尖温度对应的时间变化不大,约为20～30s;析出可明显抑制再结晶的发生,增加Nb含量将使非再结晶温度升高;Nb溶质通过拖曳作用阻碍晶界运动,减小了晶界迁移率,最终减慢再结晶过程的发生;对于低C含Nb实验钢,拟合得到再结晶激活能与Nb质量分数的0.5次方成正比.     

X70管线钢中含Nb相的析出行为

以首钢生产的某X70管线钢成分为基础,利用Thermo--Calc软件计算了不同温度下钢中析出相的组成、相的析出温度及Nb元素的析出规律,研究了钢中Nb和C含量对Nb析出规律的影响,利用热模拟和扫描电镜等手段分析了钢中Nb合金相的析出温度.结果表明,平衡态下该X70管线钢中的析出相主要为Ti、Nb的碳氮化物、合金渗碳体、Ti4C2S2、MnS、AlN、M7C3和Mo碳化物.Nb析出相主要以Nb和C元素为主,其中固溶Ti和N元素.随Nb和C含量的增加,Nb合金相的析出温度升高,在同一温度下Nb的析出量增加.     

新型奥氏体热作模具钢

本文通过机械性能测量和金相组织分析,详细地探讨了Mn/Ni值和Nb含量的变化对奥氏体热模具钢性能的影响。试验结果表明:Mn/Ni比为8/10,Nb含量为0.2％的4~#钢的成分设计比较合理。文中还对Mn、Ni和Nb在钢中的作用机制进行了分析。     

热镀锌工艺对无Si含P的TRIP钢力学性能影响

利用光学显微镜、透射电镜、X射线衍射和拉伸试验等方法,分析测试了热镀锌工艺对无Si含P的TRIP钢力学性能和微观组织的影响.结果表明:实验用钢可获得780 MPa以上的抗拉强度和24%以上的断后延伸率.在热镀锌工艺中,两相区加热温度和贝氏体等温温度对钢的力学性能影响较小,而贝氏体等温时间的影响最为显著.当贝氏体等温时间由20 s增加到60 s时,实验用钢的屈服强度上升了65 MPa,抗拉强度下降了45 MPa,延伸率大幅度增加,从23.01%增加到27.56%,出现最佳的综合力学性能.无Si含P热镀锌TRIP钢的微观组织由铁素体、贝氏体、残余奥氏体和马氏体组成,随着贝氏体等温时间的减少,钢中残余奥氏体含量和稳定性降低,相应地,马氏体含量明显增加,实验用钢从典型的TRIP钢力学特征慢慢转变为与双相钢相似的力学特征.     

加热保温时间对5CrMnMo钢机械性能的影响机理

研究了５ＣｒＭｎＭｏ热模钢９００℃强韧化处理时加热保温时间对机械性能的影响。试验表明，５ＣｒＭｎＭｏ热模钢９００℃加热保温６０ｍｉｎ左右淬火组件针状马氏体和板条束中的孪晶区明显减少，当其在５２０℃下回火３ｈ时可获得最佳的综合机械性能，这不但超过传统工艺而且优于复合等温处理工艺。     

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.     

退火温度对含磷高强IF钢FeTiP析出行为的影响

通过模拟罩式退火过程,研究了含磷高强IF钢中FeTiP粒子在退火过程中的析出行为,利用透射电镜选区衍射并结合能谱分析,确定了FeTiP的晶体结构.结果表明:650℃退火试样中只含有少量FeTiP,随着退火温度的升高,FeTiP数量明显增加,其大量分布于晶内及晶界处,且晶界处析出物尺寸明显大于晶内析出物.当退火温度升高到800℃时,FeTiP完全溶解,因此在整个基体无法检测到FeTiP.FeTiP的溶解消除了其对再结晶的阻碍作用,最终获得高强度{111}取向再结晶组织,从而提高高强IF钢成形的性能.FeTiP具有斜方晶体结构,且析出物中Nb元素的存在(含Nb原子可表达为Fe(Ti,Nb)P)不会引起晶体结构的改变.     

一种低焊接裂纹敏感性钢的奥氏体粗化温度研究

通过高温淬火试验观察试验钢奥氏体晶粒尺寸的变化情况.结合金相和TEM观察、显微硬度和第二相粒子的溶解度积公式分析了加热温度和保温时间对试验钢奥氏体晶粒粗化温度、第二相粒子的溶解情况以及显微硬度值的影响.结果表明:试验钢的奥氏体粗化温度在1200℃附近.当加热温度低于1200℃时,大量细小的第二相粒子阻碍奥氏体晶粒粗化;当加热温度高于1200℃时,细小的第二相粒子溶解,奥氏体晶粒出现异常长大.确定试验钢的合理加热温度为1150～1200℃,在此范围内可获得淬火组织的显微硬度值低于HV330.     

合金元素和固溶温度对TRIP/TWIP钢组织性能的影响

对不含Nb和含Nb的两种高锰TRIP/TWIP钢进行了固溶处理,通过室温拉伸实验研究了两种实验钢的力学性能.利用光学显微镜、透射电子显微镜和X射线衍射观察实验钢变形前后的微观组织,并分析了含Nb实验钢中Nb析出物的形态和分布.实验结果表明:随着固溶温度的升高,两种成分的实验钢抗拉强度均下降.固溶温度为900℃时,含Nb实验钢组织仍有少量的热轧带状组织;固溶温度为1000℃时,与此时的不含Nb实验钢相比,含Nb钢基体内的晶粒细小;在拉伸实验中,两种实验钢均表现出TRIP/TWIP的特性,不含Nb实验钢的TRIP形变强化机制更为突出.     

新热处理工艺对低碳Nb-Ti微合金钢组织性能的影响

采用不同的新淬火工艺路径,研究再加热温度和弛豫过程对低碳Nb-Ti微合金钢组织性能的影响.结果表明,试样经再加热后直接淬火时,随着再加热温度的升高,析出物数量迅速下降,尺寸增加且分布更加不均匀,且马氏体板条束增大,板条宽度减小;当再加热温度为850℃时,试样经弛豫至700℃后再淬火时,其析出物数目与直接淬火相比减少,平均尺寸增加且分布更加不均匀.当再加热温度为900℃经弛豫至700℃后再淬火时,Nb-Ti碳氮化物大量在原有析出物表面进一步析出;钢材最佳再加热温度为900℃,且空冷20s时抗拉强度达到最大值,抗拉强度可提高24MPa.     

Microstructure and mechanical properties of F<Subscript>GBA</Subscript>/B<Subscript>G</Subscript> air cooling bainitic steels containing niobium

The effect of different Nb additions on the mechanical properties and microstructure evolution of grain boundary allotriomorphic ferrite (F_GBA) / granular bainite (B_G) air cooling bainitic steels was investigated. The results indicate that the tensile strength and yield strength increase by 157 and 97 MPa, respectively with the addition of 0.02wt% Nb. The steel acquires superior strength and toughness with the addition of 0.06wt% Nb. The results of scanning electron microscopy and transmission electron microscopy reveal that the addition of Nb not only refines the size of granular bainite but also increases the volume fraction of granular bainite in F_GBA/B_G steels. The refinement effect of granular bainite is improved with the increase of Nb content.     

化学成分与热轧工艺对15MnV钢组织性能的影响

在实验室条件下研究了化学成分与热轧工艺对１５ＭｎＶ钢组织性能的影响。结果表明，只要成分与热轧工艺控制适当，将该钢的锰含量降至１．２％是可能的。得出了１５ＭｎＶ钢降锰生仍满足规定的力学性能要求的相应合适成分与热轧工艺。     

铌对过冷灰铸铁组织及性能的影响

本文研究铌对过冷灰铸铁组织及性能的影响。研究结果表明,铌使过冷灰铸铁中的过冷石墨进一步细化,当铌含量达到0.099%时,铸铁中出现块状石墨;铌对过冷灰铸铁的基体组织无明显影响。铌可提高过冷灰铸铁的力学性能,但含铌量超过0．05%后继续提高铌含量,铸铁的力学性能降低,铌在基体组织中的固溶是力学性能提高的主要原因,而铌含量过高时不规则富铌相析出导致力学性能降低。     

Nb在现代铁素体不锈钢中的应用研究进展

Nb元素越来越多地被应用于铁素体不锈钢中以提高其性能。本文综述了Nb对铁素体不锈钢强度、韧性、耐腐蚀、抗高温氧化等性能影响的研究进展,以及国内外含Nb铁素体不锈钢在汽车、建筑、家用电器等领域中的应用现状。分析了目前我国含Nb高性能铁素体不锈钢研发中存在的主要问题,认为我国未来应重点研究新型超临界温度的含Nb耐热不锈钢等高端装备制造材料,以促进含Nb高性能铁素体不锈钢的研发和生产,改善我国不锈钢的品种结构。     

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。     

Effects of Nb on the microstructure and mechanical properties of 38MnB5 steel

The effects of the microalloying element niobium (Nb) on the microstructure and mechanical properties of the hot stamped steel 38MnB5 were investigated. The impact of Nb addition on the microstructure was studied through scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM), and X-ray diffraction (XRD). The experimental results indicated that the microstructures of the steel containing Nb were finer than those of the steel without Nb. Moreover, Nb mainly presented as a second-phase particle in 38MnB5 steel, and the particles included Nb carbonitrides. In addition, the tensile strength and elongation of the hot rolled and hot stamped steels were also measured, and they demonstrated that the appropriate addition of Nb was beneficial to the mechanical properties of 38MnB5. Under the same conditions, the tensile strength of 38MnB5Nb was higher than that of 38MnB5, which increased from 2011 to 2179 MPa. The yield strength also increased from 1316 to 1476 MPa, and the elongation increased from 5.92% to 6.64%. Overall, Nb had a positive effect on the performance of the hot stamped steel.     

Nb及二次淬火对Q＆P钢组织性能的影响

主要对0.19C-1.52Si-1.53Mn-0.14Al-0.048Nb和0.19C-1.52Si-1.48Mn-0.15Al两种成分的钢进行了Q＆ P(quenching and partitioning)工艺处理,并研究二次淬火对Q＆ P钢组织性能的影响.结果表明:Nb的加入能够起到细晶强化和沉淀强化的效果,提高Q＆ P钢的综合性能.强塑积最高可达到25190MPa·%.二次淬火能够提高实验钢最终的马氏体含量,并大大提高钢的抗拉强度和屈服强度,降低了实验钢的应变硬化指数和总延伸率.若不采用二次淬火则会使实验钢的塑性大大提高,综合力学性能较高.     

Mo、B对低合金高强钢组织和性能的影响

对两种不同成分的C-Mn-Mo系低合金高强钢(HSLA)进行拉伸和冲击试验,采用光学显微镜和扫描电子显微镜观察试验钢种的微观组织,分析Mo和B对HSLA钢组织和性能的影响.结果表明,通过控制钢种的成分和工艺,可得到具有高强度、高韧性匹配的C-Mn-Mo系HSLA钢,钢种具有贝氏体组织;在C-Mn-Mo系HSLA钢中,适当增加Mo和B的含量,可以明显提高钢种的强度,且不损害其塑韧性.