铁素体基Ti-Mo微合金钢超细碳化物析出规律

利用光学显微镜、透射电镜和能谱分析等方法对两种不同Ti含量的铁素体基Ti--Mo微合金钢中析出相的尺寸、分布特征、析出规律和成分进行了研究.结果表明:钢中绝大多数析出相为超细碳化物,尺寸小于10 nm,析出相尺寸呈正态分布.随着Ti质量分数由0.072%增到0.092%,析出粒子平均尺寸增大,分布峰值向粒子尺寸增大的方向移动.Ti--Mo微合金钢具有栅格状的相间析出方式,栅格间距受冷速的影响较大,晶内和靠近晶界处的栅格间距不同.能谱分析发现,不同尺寸的粒子Mo含量不同,较大颗粒(50 nm左右)析出相中不含Mo,小颗粒(20 nm)中碳化物是Ti和Mo的复合析出相,且随着粒子尺寸的减小,成分中Mo所占比重增大.     

基于激光共聚焦显微镜模拟微合金钢连铸过程中第二相的析出行为

通过高温激光共聚焦显微镜模拟了微合金钢在不同冷却工艺下的凝固过程,并原位观察该过程样品表面的变化,探讨样品表面变化与第二相析出的关联性。研究结果表明：随着微合金钢钢液的凝固冷却,样品表面会出现细小浮凸;该浮凸出现的温度及分布位置与第二相的析出理论计算及透射电镜表征结果一致;通过原位观察该浮凸的产生,可间接表征第二相的析出,有利于分析第二相对基体组织演变的影响。     

低碳微合金钢回火过程的组织演变规律

采用膨胀实验和差式扫描量热实验,结合SEM、TEM和显微硬度测试,研究了低碳微合金钢700L在回火过程中的组织演变规律。结果表明,700L钢回火过程包括5个阶段:渗碳体I的析出(50～200℃)、残余奥氏体的分解(200～300℃)、渗碳体II的析出(250～400℃)、合金碳化物的析出(450～580℃)和Mn的分配(580～650℃)。在2℃/min的升温速率下,钢中渗碳体析出、合金碳化物析出及Mn分配三个阶段存在明显的硬度改变,而且合金碳化物析出阶段试样的体积改变最显著,这可能是影响钢中残余应力演变的重要阶段。     

含Nb钢变形后长时间等温对析出的影响

运用热模拟技术,通过硬度测量及透射电镜(TEM)观察,分析了含Nb微合金钢奥氏体变形后长时间等温对低温(525℃)回火组织及析出行为的影响.结果表明:回火1 200 min时组织几乎保持不变.硬度值在回火初期一直下降,到120 min后,开始缓慢回升,到1 200 min基本保持不变.应变诱导析出颗粒粗化后即使长时间回火,颗粒并没有明显长大.回火后期的硬度值上升是由于Nb在α湘中进一步形核长大造成的.     

含Nb-Ti低碳微合金钢纳米碳化物析出行为

采用热膨胀仪、显微硬度计和透射电镜研究了等温温度对Nb-Ti微合金钢组织性能及析出行为的影响规律.结果表明,在不同温度下等温淬火均得到铁素体与马氏体的双相组织,且随着等温温度的降低,铁素体的体积分数逐渐增大.实验钢中存在两种主要的析出形态,分别为相间析出和弥散析出,且随着等温温度的降低,析出形态逐渐从相间析出向弥散析出转变.通过HRTEM确定相间析出碳化物具有Na Cl型晶体结构,晶格常数为0.432 nm,且与铁素体基体满足Baker-Nutting(B-N)关系.铁素体相的维氏硬度随着等温温度的降低而逐渐增大.     

多元微合金钢中的应变诱导复合析出

采用透射电子显微镜结合纳米束能谱技术，研究了含Nb，Ti,Mo等多种微合金元素的超低碳贝氏体钢在奥氏体非再结晶区终轧后弛豫阶段的应变诱导析出行为．实验结果表明：经30％预变形后，在850℃和900℃等温弛豫时，钢中析出开始主要有纯Nb及Nb-Ti复合的两类，以后者为主．随弛豫时间延长，纯Nb型析出物消失，复合夹杂中铌钛比增加．弛豫阶段后期，Mo会以置换原子形式进入(Ti,Nb)(C，N)的面心立方晶格中，其量随弛豫时间的延长而增加．析出物形状以不规则外形为主，其密度及平均尺寸与变形温度和弛豫时间密切相关．     

冷变形后微合金钢碳氮化物的析出与组织

通过固溶时效处理，研究冷变形、时效温度等因素对微合金元素V，Ti，Nb的碳氮化物沉淀析出行为和组织演变过程的影响。结果表明：预变形试验钢的时效动力学曲线和未变形试验钢的时效动力学曲线具有相似的形状，预变形后达到的硬度峰值高，所需的时效时间缩短。预变形对含钒钢和含钛钢的碳氮化物析出动力学的影响很小，组织发生了再结晶并生成铁素体组织。预变形促进了含铌钢的碳氮化物较快析出，阻止再结晶，保持粒状贝氏体组织。     

含钛微合金钢的强度组分的研究

用ＴＨＥＲＭＥＣＭＡＳＴＯＲ－Ｚ型热模拟试验机模拟热连轧生产，研究终轧温度和轧后冷却工艺对Ｃ０．０７９，Ｓｉ０．０９５，Ｍｎ０．０５７，Ｐ０．０１２，Ｓ０．０２０，Ｔｉ０．０２０，Ｔｉ０．０６４，Ｃｕ０．０６钢屈服强度的影响。发现采用轧后立即水冷工艺方案时，水冷中止温度和卷取温度仅影响钢的沉淀强化组分，而终轧温度变化及轧后延迟水冷时的水冷开始温度对晶界强化组分和沉淀强化组分都有影响。文中给出了相应的强化组分定量估计公式。     

含铌微合金钢的再结晶组织演化模拟

建立了热轧时流变应力、回复、再结晶及析出的物理冶金模型,用于计算轧制时位错密度变化、再结晶形核、再结晶晶粒长大以及粒子析出等. 结果表明,模型对含铌微合金钢在不同的热轧形变条件下模拟结果与实验值符合较好,可以有效预测在不同热轧形变条件下的再结晶体积分数与再结晶晶粒大小. 模型包含基本冶金现象的描述,原则上通过调整材料基本参数,可以运用于不同的钢种.     

含Nb多元微合金钢的应变诱导析出行为

利用松弛法,在Gleeble-1500热模拟机上测定了多元微合金钢的应力弛豫曲线,并采用萃取复型技术跟踪了析出物的长大过程。实验结果表明：应力弛豫曲线分为三个阶段,分别对应析出的形核、长大和粗化：在850℃变形后等温弛豫60-200s时,应变诱导析出颗粒的尺寸仍然小于10nm,析出相为复杂的（Nb,Ti,Mo）（C,N）。     

低碳Nb--Ti二元微合金钢析出过程的演变

建立规则溶液亚点阵模型计算了不同温度(1073～1523 K)下低碳Nb--Ti二元微合金钢(Nb质量分数为0.023%,Ti质量分数为0.012%)中碳氮化物析出相的平衡摩尔分数、化学驱动力和各组元摩尔分数,对微合金钢中析出粒子演变规律进行研究,并利用透射电镜观察及能谱分析验证这种析出模式.计算结果表明,1523 K下析出粒子化学式组成为(Nb0.15Ti0.85)(C0.16N0.84),由富Ti的析出物逐渐过渡至Nb--Ti均匀析出,析出粒子演变顺序为(Nb0.15Ti0.85)(C0.16N0.84)、(NbxTi1-x)(CyN1-y)和(Nb0.5Ti0.5)(C0.56N0.44),与实验结果符合较好.随着温度降低,Ti/Nb质量比逐渐减小,得到的TiC比NbC更难溶.对均匀形核及位错处形核的临界核心尺寸和相对形核速率进行计算,得到最大形核率即可获得最细小第二相尺寸的温度.     

强磁场对高铬钢中碳化物低温回火析出的影响

借助透射电镜、维氏硬度仪及计算机模拟,研究了外加强磁场对高铬钢中碳化物低温回火析出的影响。结果表明,试验钢分别在无磁场及外加磁场强度为12T的条件下于200℃回火60min时均有M3C型碳化物析出;在外加磁场作用下,试验钢中析出的M3C型碳化物数密度相比无外加磁场作用时的相应值显著增加,但试验钢显微硬度未发生明显改变。     

硼对钒铌钛微合金钢淬透性及回火稳定性的影响

研究了 3种试验钢的淬透性与回火稳定性 .结果表明 ,硼在钒铌钛微合金钢中更能充分发挥提高淬透性的作用 ,在所有实验温度下试钢A的淬透性均优于试钢B与试钢C .不同奥氏体化温度下硼的淬透因子测定表明 ,在 90 0～ 95 0℃淬火时 ,含硼钒铌钛钢可获得最佳淬透性 .试钢A经 92 0℃淬火 ,在 5 5 0～ 6 6 0℃温度范围回火 ,其硬度不发生明显变化 ,显示出含硼钒铌钛微合金钢具有良好的回火稳定性 .根据本实验结果可以认定 ,采用含硼钒铌钛微合金钢取代HQ5 90钢是可能的 .     

CSP流程钛微合金化高强钢的第二相粒子析出行为

采用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜、物理化学相分析等方法并结合热力学计算,分析了CSP工艺生产的钛微合金化高强钢的析出物特征及析出规律.研究发现：屈服强度700 MPa级高强钢中存在大量球形的纳米级TiC和Ti( C,N)粒子及少量不规则形状、100 nm以上的Ti4 C2 S2粒子,TiN在连轧前完成析出,TiC主要在卷取和空冷时析出.不含钼钢和含钼钢(0.1% Mo)中MC相的质量分数为0.049%和0.043%,由于钼的加入,含钼钢中Ti的析出量较少,但析出粒子更为细小,并定量得到了不含钼钢和含钼钢的析出强化效果分别为126 MPa和128 MPa.     

Nb-Ti微合金钢高温变形软化行为力学分析及析出物电镜分析

研究了Nb-Ti微合金钢高温变形时的软化行为和微合金钢动态和静态析出物的电镜分析.通过双道次恒应变速率压缩实验,从流变应力曲线用卸载法求出了不同热变形条件下的软化分数,并建立了静态再结晶、亚动态再结晶动力学模型,计算出静态再结晶、亚动态再结晶的表观激活能.同时,还对静态和动态析出行为进行了探讨,讨论了析出对软化行为的影响,并通过透射电子显微镜对析出物的形貌、大小、分布进行了观察,用衍射图谱进一步确定了析出物的成份.     

加热工艺对含Nb汽车用微合金钢组织及性能的影响

在实验室及工业生产条件下研究加热工艺对含Nb汽车用微合金钢显微组织和力学性能的影响。用THERMECMASTOR-Z型热模拟实验机、光学显微镜及电镜分析及测定该钢种在不同加热条件下的奥氏体组织状态及碳化物析出状态，为合理制定热加工工艺提供了理论依据。     

不同工艺下Nb-Ti微合金钢组织演变和析出行为

利用Gleeble 3800热模拟实验机、透射电镜和纳米压痕仪器等研究了终冷温度和保温时间对Nb-Ti微合金钢组织、析出行为的影响规律.结果表明：随终冷温度的升高,铁素体晶粒尺寸增大,珠光体增多,贝氏体逐渐减少,维氏显微硬度随终冷温度先升高后降低,当终冷温度为640℃时,实验钢的维氏显微硬度最大;当终冷温度为640℃时,试样中存在排列规则的相间析出和弥散分布的随机析出两种析出形式.当保温时间为0s时,析出物以相间析出和弥散析出为主;当保温时间为100s时,析出物以弥散析出为主.随保温时间增加,实验钢的纳米硬度降低了140MPa.     

含硼微合金钢中硼氮化物形成的热力学分析

应用合金元素在奥氏体中的固溶度积公式,对含硼铝镇静钢,Ti-B和Ti-Nb-V-B系微合金钢中各种析出相的析出关系和析出量及其对奥氏体中固溶硼质量分数的影响进行了热力学分析.结果表明:含硼铝镇静钢中BN的析出优先于Al N的析出,使增加奥氏体稳定性的B的有效质量分数减少;提高含硼钢中的固溶B质量分数的有效方法是加入比B与N的结合力强的Ti;复合微合金钢中Nb,V的质量分数对固溶B的质量分数几乎没有影响,只与钢中加入Ti的质量分数有关,Ti-B和Ti-Nb-V-B系微合金钢中Ti的质量分数最少为钢中N质量分数的3.4~3.8倍.     

碳在奥氏体钢中的固溶限与析出强化

本文综合已有的热力学数据,分别计算了V_4C_3与γ相平衡和(Cr,Fe)_(23)C_6与γ相平衡时的砍在Fe-Mn-Ni-Cr系奥氏体中的固溶限,由此推算碳在试验钢奥氏体中的固溶限。定量地计算了V_4C_3在700℃时效时析出的体积分数,由此推算出的Orowan强度增量与实测值较为吻合。     

轧制工艺参数对钒铌微合金钢沉淀强化的影响

应用 Gleeble-1500 热模拟试验机研究了控轧控冷参数对钒铌微合金钢性能的影响。研究结果表明,钒、铌复合加入比单独加入钢中具有更好的沉淀强化效果。对应于最佳强化效果的轧后冷却速度在 3—4℃/S之间。较低的变形速率与变形温度有利于沉淀相析出。钒含量增加,促使铌在更低的温度下析出,因而使高温应力峰移向低温区。