球墨铸铁中渗碳体球化的影响

The research aims to provide an alternative to austempering treatment of ductile cast iron with a simple and cost-effective heat-treatment process. This goal was accomplished by applying a simple one-step spheroidization heat treatment to the as-cast ductile iron, which would normally possess a coarse pearlitic microstructure to a significant extent. Spheroidization experiments involving isothermal holding below the lower critical temperature (A1) were conducted followed by standard mechanical testing and microstructural characterization for an experimental ductile iron. After improving the spheroidization holding time at a given temperature, the work shows that the ductility and toughness of an as-cast ductile iron can be improved by 90% and 40%, respectively, at the cost of reducing the tensile strength by 8%. Controlled discretization of the continuous cementite network in pearlitic matrix of the ductile iron is deemed responsible for the improved properties. The work also shows that prolonged holding time during spheroidization heat treatment leads to degradation of mechanical properties due to the inhomogenous microstructure formation caused by heterogeneous decomposition and cementite clustering in the material. The main outcome of this work is the demonstration of ductile cast iron’s necking behavior due to spheroidization heat treatment.     

钙处理工艺对低碳冷镦钢洁净度的影响

对钙处理工艺过程中夹杂物变性处理需要的钙含量以及硫化钙的生成条件进行了热力学计算,确定了LF处理后硫含量需控制的上限和钙处理后钙含量所需的下限;实验研究了温度和喂钙线量对钙收得率的影响以及钙处理后弱吹氩时间与钢中钙和铝的损失的关系.以理论计算和实验结果为基础,优化钙处理工艺,保证LF处理后钢液含硫不大于0.007%(质量分数),按每炉钢喂钙线100～200 m、喂钙线后弱吹氩25 min,最终低碳冷镦钢夹杂物合格率达提高到92%.     

高耐磨冷作模具钢的热处理工艺研究

在实验电阻炉中对一种高耐磨冷作模具钢进行热处理工艺试验,通过金相显微镜观察、洛氏硬度测定和失重法耐磨性分析,研究热处理工艺对材料碳化物组织、硬度和耐磨性的影响。试验结果表明,采用980℃和1020℃淬火热处理工艺均能使试验钢获得良好的组织和较高的硬度,最佳热处理工艺为980℃淬火+180℃×2次回火,最佳工艺下的试验模具钢比Cr12MoV模具钢磨损量减小两倍以上。     

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。     

共析钢温变形过程的组织球化与超细化

利用热模拟压缩变形、SEM和热磁法实验,研究了共析钢在600~700℃变形过程的组织演变规律,探讨了变形及随后保温过程对珠光体球化、组织超细化和渗碳体溶解、再析出的影响.实验表明:共析钢温变形过程中发生珠光体片层溶断,渗碳体逐渐球化,以及伴随铁素体动态回复再结晶的同时细小弥散渗碳体颗粒在基体析出的过程.提高温度有利于上述复合过程的进行.形变组织经过保温后,亚微米级别的等轴铁素体晶粒和渗碳体颗粒弥散分布的复相组织的均匀性程度有所提高.温变形过程中渗碳体溶解和在铁素体内再析出的事实得到证实.     

Q450冷弯成型角钢有限元数值模拟

采用非线性有限元法对冷弯成型过程中角钢各部位的应力、应变分布情况进行分析,并揭示了角钢在成型过程中金属的变形规律.结果表明,有限元模拟得出的板材应力、应变分布规律与实际情况相符合,冷弯回弹模拟结果与实测回弹值存在一定的误差,模拟结果中回弹角随着成型角增加时的变化规律与实测结果一致.采用非线性有限元法对冷弯成型过程进行数值模拟是可行的.     

Research and development of 780 MPa cold rolling TRIP-aided steel

As an industry-university cooperative project, an experimental research was conducted to develop a new cold-rolled transformation-induced plasticity (TRIP) steel with a tensile strength of 780 MPa and an elongation of 25% under the conditions that some processing parameters were preestablished according to the actual conditions of factory production lines. The optimal heat treatment conditions for obtaining excellent strength-ductility balance, specifically in intercritical annealing temperature and isothermal treatment temperature, were investigated by means of thermal simulation tests. Ultimately the desirable mechanical properties were attained successfully, and the microstructure and retained austenite stability were studied by optical microscopy (OM) and electron back-scattered diffraction (EBSD). It has been discovered that the sizes of retained austenite grains are generally proportional to the sizes of carbon-clear space (ferrite and bainite) around them, and there is marked selectivity in their transition sequences under stress-strain.     

冷轧退火对共析珠光体钢组织球化超细化的影响

研究了冷轧变形并结合退火处理对共析钢组织球化超细化与性能的影响.结果表明:共析钢经冷轧形变量90%结合600～700 ℃退火得到了晶粒尺寸为亚微米级铁素体晶粒和颗粒状渗碳体的双相组织.颗粒状渗碳体的尺寸呈双峰分布.与传统球化处理工艺相比,球化时间明显缩短,球化组织细小;其原因是在冷变形过程中产生了高密度位错以及大量空位等缺陷,为碳原子的扩散提供了高速率扩散通道,促进了碳原子的扩散.细小渗碳体粒子在铁素体基体上的弥散分布可以用溶解-再析出机制来解释.冷轧后经700 ℃退火试样的拉伸塑性略有下降,屈服强度和抗拉强度大幅度提高,但屈强比较高.     

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.     

低碳钢开裂原因及轧制工艺参数研究

钢铁厂采用Q215带钢卷制方管时,在折弯处易发生严重开裂.为了降低钢管开裂率,从钢管显微组织和钢中夹杂物2个方面分析了钢管角部开裂的原因,通过探讨组织相变对中低碳钢冷变形性能的影响机理,制定合理的热轧和轧后冷却工艺参数,利用光学显微镜和扫描电镜分析了Q215钢中夹杂物和显微组织的性质,并利用J Mat Pro软件计算Q...     

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.     

重型汽车专用非调质钢前轴工业性生产工艺

针对国内卡车前轴使用调质钢制造带来的产品力学性能下降或成本过高等缺点,自行设计一种非调质钢制造卡车前轴,使用Mn、Si等廉价合金元素代替调质钢中Cr、Ni、Mo等较贵重合金元素,所设计的空冷贝氏体钢成分定为Mn-Si-V-B系,钢号为18Mn2SiVB.通过冶炼操作研究,实验确定前轴热处理工艺,进行工业实验.经过相组织分析和疲劳强度实验对产品进行检验.结果表明,冶炼和连铸连轧条件基本满足18Mn2SiVB钢的生产设计要求.采用设计用钢18Mn2SiVB代替45号或40CrMo和40CrNiMo制造卡车前轴,从其力学性能测试结果分析,能够满足使用要求;在制造工艺上采用锻后空冷代替原有锻后调质的方法是可行的.     

对86CrMoV7大型冷轧辊预备热处理工艺的研究

对86CrMoV7冷轧辊用钢进行了锻后正火、等温球化退火、去H退火的试验研究，研究了轧辊的预备热 处理工艺对冷轧工作辊组织的影响，加热温度和时间对组织的影响。结果表明，适宜的预备热处理工艺为：950 ± 10℃正火，等温球化退火温度790±10℃，去氢退火温度660～690℃。     

热处理工艺对T8钢显微组织及硬度的影响

T8钢由于含碳量高,过剩碳化物极多,塑性和韧性差,若热处理工艺不合适,使材料在服役早期出现开裂和破碎的现象。通过SEM,OPM及XRD等试验方法,研究了T8钢组织和性能随球化退火时间、淬火温度及回火温度的变化。结果表明：T8钢在600℃球化退火2 h后,原始组织中的碳化物即可获得充分球化,以粒状形式细小均匀地分布在基体中,延长退火时间不显著改变碳化物的球化效果;试样经（770±10）℃保温,6 min油淬后,获得的隐晶马氏体组织硬度最高;试样经180~210℃回火1 h空冷后,消除了淬火过程中产生的残余应力,最终获得有球状碳化物均匀分布的隐晶马氏体组织,回火试样硬度较淬火态略有下降。     

正火过程中V--N微合金化钢的第二相行为

采用物理化学相分析、高分辨透射电镜等手段研究V-N微合金化钢在正火过程中第二相行为,并进行相应的理论计算,讨论该行为对材料性能产生的影响.正火加热保温过程中,V-N钢有约32.9%的V( C,N)未溶解,阻止奥氏体晶粒长大.在正火冷却过程中,未溶解的V( C,N)诱导晶内铁素体形核,细化铁素体晶粒,而溶解的V( C,N)重新析出,起到析出强化作用. V( C,N)析出相行为的变化导致材料力学性能的改变.与热轧态V-N钢相比,正火态V-N钢细晶强化贡献值增加31 MPa,而析出强化贡献值减少45 MPa.     

Q&P钢配分过程中的组织演变

利用扫描电镜、透射电镜、X射线衍射和电子探针等研究了0.2C--1.51Si--1.84Mn钢在配分阶段组织的演变情况.配分温度为400℃时,碳在10 s时就可以完成配分,得到残余奥氏体最大体积分数为13.4%.随着配分时间的增长,钢中马氏体发生回火现象,奥氏体发生分解,强度、延伸率降低.当配分时间达到1000 s时,屈服强度、延伸率突然升高.分析认为马氏体回火带来的塑性提高抵消了残余奥氏体量减少引起的塑性降低,并且由于渗碳体和碳化物的析出,变形时阻碍位错的运动,从而提高了屈服强度.通过电子探针分析说明配分阶段发生了碳的扩散,随着配分时间的增长,发生了渗碳体和碳化物的析出,降低了残余奥氏体中碳的含量.     

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.     

IF钢生产过程中的织构演变

对IF钢生产过程中热轧、冷轧及退火试样的织构演变进行研究.分别借助EBSD和XRD测定和计算了热轧、退火及冷轧试样的取向分布函数及相关织构组分的体积分数.结果发现,热轧板在变形过程中发生了动态再结晶,晶粒为细小的等轴晶,为后续组织发展提供了基础;热轧后试样中的织构很弱,不会影响冷轧织构组分及含量.冷轧过程是织构形成的主要过程,试样中含有4种主要的织构组分:{001}〈110〉、{111｝〈110〉、{111}〈112〉和{112}〈110〉.退火过程中发生再结晶,4种冷轧织构组分在退火过程中均分别转变为{111｝面织构.     

Cr3复合铸钢支承辊差温热处理过程

以Cr3复合铸钢支承辊为研究对象,采用差温热处理工艺制备满足性能要求的支承辊.研究了支承辊在差温热处理过程中的温度分布情况,分析了轧辊工作层的硬度和组织,运用已开发的淬火温度场模拟系统对支承辊油淬过程温度场进行模拟,并将模拟结果与实测结果进行了比较.结果表明:使用差温热处理工艺可使支承辊的辊芯和辊身在加热完成后得到不同的温度,从而使其在随后的淬火过程中得到不同的组织.支承辊经差温热处理工艺加热后,轧辊工作层内的硬度和组织均满足使用要求.运用已开发的淬火温度场模拟系统对支承辊油淬过程进行模拟,模拟结果与实验结果相吻合,证明该系统具有较高的可靠性,可用于热处理工艺优化,能够为实际生产提供定量的参考依据.