超低碳贝氏体钢的研究现状

本文阐述了超低碳贝氏体钢的产生原因,介绍了超低碳贝氏体钢国、内外的研究和发展现状;分析了超低碳贝氏体钢在合金成分设计、组织和焊接性方面的特点,并对超低碳贝氏体钢的应用前景进行了展望.     

低碳粒状贝氏体钢强韧化机理的探讨

对１４ＳｉＭｎ３Ｍｏ低碳贝氏体钢的强韧性及组织作了研究。结果表明：该钢连续空冷后,组织为粒状贝氏体,韧性差、屈强比低。经３００℃回火可获得良好的强韧性配合,而经４００－５００℃回火产生回火脆性。根据回火过程中温微组织及残余奥氏体稳定性等方面的变化,探讨了粒状贝氏体钢的强韧化机理在火脆化原因。     

热变形工艺参数对超低碳贝氏体钢转变行为和显微结构的影响

研究了超低碳贝氏体钢在1200～400℃范围内。用常规轧制工艺(CCR)、再结晶控制轧制(RCR)和动态再结晶控制轧制(DRCR)3种热模拟变形工艺进行变形后再进行连续冷却转变行为．结果发现，3种变形工艺均可细化奥氏体的晶粒，而且细化晶粒程度的变形工艺顺序依次为DRCR、RCR和CCR．此外，奥氏体的转变行为受到CCR、RCR和DRCR工艺的影响．同一冷却速度下，3种不同的变形工艺获得过冷奥氏体发生贝氏体转变的开始温度不同．显微结构观察表明，在试验冷却速度下，用CCR工艺变形。全部获得铁素体且存在少量的化合物；用RCR和DRCR工艺变形，全部获得贝氏体，贝氏体呈板条状，其尺寸随冷速的增大而减小，体积分数随冷速的增大而增加．     

控轧控冷和回火工艺对超低碳贝氏体钢组织和性能的影响

研究超低碳贝氏体钢的控轧控冷和回火工艺对其组织及力学性能的影响.结果表明,在试验工艺下试样组织均为粒状贝氏体,且在820 ℃终轧、440 ℃回火时获得了高强度低屈强比的超低碳贝氏体钢;控轧控冷工艺可以细化贝氏体铁素体和M-A岛、降低铁素体含碳量、控制组织中软硬相的比例,从而提高材料强度、降低其屈强比.回火温度升高使贝氏体铁素体粗化、含碳量和位错密度降低、M-A岛分解成细小的板条贝氏体,并析出富铜原子团,这是材料获得高强度、低屈强比的主导因素.     

低碳高强度贝氏体钢的研究

本文研究了 Ｃｒ、Ｍ ｎ、Ｖ、Ｔｉ等合金元素对低碳钼硼钢的组织和性能的影响．研究结果表明：成份为０．１５～０１７％Ｃ，０. ５％Ｍｏ，０．００３％Ｂ，１．２～１.６％Ｃｒ，１.６～２．０％Ｍｎ的贝氏体钢．在很宽的冷速范围内（４００～１．９８℃／ｍｉｎ），可以得到完全的粒状贝氏体组织，抗拉强度σｂ＞ １１２０ＭＰａ，且具有良好的综合力学性能，优异的焊接性能及简易的热处理工艺性能．     

一种新型低碳贝氏体钢的研制

以Mn,Si,Cr为主要合金元素,设计并制造一种新型的低碳贝氏体钢.系统地研究了选定成分和工艺对贝氏体钢显微组织和力学性能的影响.结果表明,该钢种在设定的等温淬火工艺条件下,可以获得无碳化物析出的奥氏体-贝氏体组织.含有该组织的钢具有良好的综合力学性能.     

Cu对超低碳贝氏体钢耐腐蚀性能的影响

借助透射电镜和电化学测试系统,对含铜超低碳贝氏体钢(ULCB)经不同工艺热处理后的微观组织及在0.01mol/LNa2SO4 0.01mol/LNaCl溶液中的腐蚀行为进行研究,并分析了Cu对ULCB钢耐腐蚀性能的影响.结果表明,高铜试样(wCu≥1.0%)经淬火后形成均匀的过饱和固溶体,具有较好的耐腐蚀性能.试样经低温400℃时效处理后,ε-Cu相析出很少,基体组织中的缺陷大大减少,耐腐蚀性能得到改善.当时效温度升至600℃时,析出的ε-Cu颗粒粗化且数量增多,与基体组织形成腐蚀微电池,导致腐蚀电流增加,试样耐腐蚀性下降.     

09CuPTiRe耐候钢焊接HAZ韧性

采用热模拟技术研究０９ＣｕＰＴｉＲｅ钢的焊接ＨＡＺ粗晶区的韧性，表明手工电弧焊单层焊时，随着ｔ８／５的增加，焊接ＨＡＺ粗晶区的冲击韧性ＡＫＶ呈“山”形的曲线变化，当ｔ８／５≈２０～３０ｓ时可达最高值．高于或低于２０～３０ｓ时，ＡＫＶ均降低．多层焊可以显著改善０９ＣｕＰＴｉＲｅ钢焊接ＨＡＺ粗晶区的韧性，比单层焊时提高３倍以上     

低焊接裂纹敏感性钢焊接接头组织及微观力学性能

采用埋弧自动焊接方法焊接高强度低焊接裂纹敏感性钢板,并对其焊接接头进行显微组织观察、维氏显微硬度和纳米压痕检测.结果表明:粗晶热影响区的显微组织以粗大粒状贝氏体为主,由于该区的精细结构中含有大量纳米级析出相,且位错密度较高,使得该区具有较高的维氏显微硬度和纳米硬度值;焊缝区和细晶热影响区的主要显微组织分别为针状铁素体+...     

Mn-Nb-Cu-B低碳贝氏体钢的动态再结晶行为

利用Gleeble-1500热模拟试验机对Mn-Nb-Cu-B低碳贝氏体钢进行单道次压缩实验,研究其在温度为1 000～1 150℃和应变速率为0.01～0.1 s-1条件下的动态再结晶行为.通过加工硬化率和应变的关系曲线确定该贝氏体钢发生动态再结晶的临界条件,并建立动态再结晶临界应变模型和峰值应变模型.根据应力-应变曲线数据确定不同变形条件下该贝氏体钢的动态再结晶的体积分数,并利用该体积分数建立动态再结晶动力学模型.研究结果表明:Mn-Nb-Cu-B低碳贝氏体钢高温变形存在动态再结晶现象,且随着变形温度的升高,应变速率的降低,动态再结晶临界应变量减小,更容易发生动态再结晶.采用回归法确定该贝氏体钢的动态再结晶激活能为328 kJ/mol,并获得该贝氏体钢的热加工方程.该低碳贝氏体钢发生动态再结晶的临界应变与峰值应变的平均比值εc/εp为0.63.     

一种耐海水腐蚀型超低碳贝氏体钢的研究

为了开发具有高强度、高韧性和耐海水腐蚀性的海洋工程用钢,考察了含磷超低碳贝氏体钢的组织、力学性能和耐海水腐蚀性.超低碳贝氏体钢中磷的质量分数提高至0.09%时能够产生较强的固溶强化作用,而对室温至-40℃范围内的低温冲击韧性影响不大,这归因于钢中C,B原子在原始奥氏体晶界通过竞争机制抑制了P的偏聚,减弱了P产生的冷脆性...     

硼对12Ni3CrMoV高强度钢焊接接头冷裂敏感性的影响

低碳调质高强度钢中添加硼对焊接冷裂敏感性的影响较少有人研究,并存在两种不同意见.本文对含硼量分别为0.005%,0.0014%,0.0028%,0.0035%的12Ni3CrMoV调质高强度钢焊接冷裂敏感性进行研究.试验结果表明:1.插销试验临界应力:含硼钢比无硼钢(含硼0.0005%)高;含硼钢中,临界应力按含硼量0.0014%,0.0028%,0.0035%的顺序递减.2.扫描电镜断口分析:无硼钢有沿晶断裂区、准介理断裂区和韧窝断裂区.含硼钢没有沿晶断裂区,只有准介理断裂区和韧窝断裂区.3.焊条未烘干时,无硼和含硼钢的插销临界应力都降低,无硼钢沿晶断裂区扩大,含硼钢仍无沿晶断裂区.4.硼在HAZ粗晶区中沿奥氏体晶界形成偏聚带,硼相主要沿奥氏体晶界呈不连续点状析出.含硼愈多,沿奥氏体晶界偏聚和硼相析出也愈多.5.C.D.Beachem提出的断口形貌发展过程示意图可以解释无硼钢断裂,不能完全解释含硼钢断裂过程.6.裂纹敏感性成分Pcm值表达式中,硼项系数为" 5"值得商榷.就本文钢材而言,硼项函数应为"负变数".本文对含硼钢延迟裂纹机理作了探讨.     

钙对45钢显微组织及冲击韧性的影响

用端淬法研究了微量钙对４５钢淬透性的影响，以及对正火态，调质态及淬火低温回火态的显微组织和室温冲击韧性的影响；用俄歇能谱（ＡＥＳ）分析了沿晶断口表面钙的含量，结果表明，微钙钢的淬透性稍低于无钙钢；微钙钢的奥氏体晶粒粗化、珠光体片层间距显著增大，３种热处理状态下的室温冲击韧性均有所降低。这些现象与中碳合金钢中所得结果有明显不同。根据钙在奥氏体晶界的偏聚现象及其与其他元素的偏聚互作用理论，对此进行了讨     

马氏体钢力学性能和耐磨性的关系

对自行研制的新型马氏体耐磨钢20Si2Ni3进行了Q-P-T(淬火-分配-回火)及传统淬火-回火(Q-T)热处理,用MLD-10型动载磨料磨损实验机比较在1.5J冲击能量、石英砂磨料条件下,20Si2Ni3钢和高锰钢ZGMn13的冲击磨料磨损性能,并用X射线测量磨损实验前后20Si2Ni3钢残余奥氏体量的变化,用扫描电镜(SEM)分析磨损机理。结果表明:经两种热处理工艺后的20Si2Ni3钢,其冲击磨料磨损性能均优于高锰钢。相比传统Q-T热处理工艺,经Q-P-T热处理后的20Si2Ni3钢,在保持较高硬度的同时,冲击韧性得到了较大提高;不同热处理工艺后,在硬度均约HRC45.5时,20Si2Ni3钢的冲击磨料磨损性能随着冲击韧性的增加而提高,磨损机理以显微犁削为主。     

高碳钢表面激光硼合金化工艺与组织

用功率为２．５ｋＷ的ＣＯ２激光器对Ｔ１２ 钢表面进行激光硼合金化处理。通过 各种方法对合金化层的成分、组织与性能的变化规律进行了测试分析．试验结果表 明：激光硼合金工艺参数可以用Ｐ／ｄｖ综合表示；合金化层的深度及硬度随工艺参数 的改变而变化：合金化层是由Ｆｅ２Ｂ，Ｆｅ３（ＣＢ），ＦｅＢ，α－Ｆｅ多相组成，工艺参数 不同，各相的存在方式、相对含量及组织细化程度不同，最高硬度可达 Ｈｖ１７４０。     

等温淬火工艺对超高强贝氏体钢组织性能影响

针对低碳超高强贝氏体钢在不同等温淬火工艺下的组织和力学性能演变规律进行研究.结果表明:与一阶段等温淬火工艺相比,两阶段工艺下组织中贝氏体量增加,马氏体量相对减少,致使实验钢的屈服强度高达1178MPa,提高58%,延伸率从7.7%升高到14.4%,单位冲击韧性达到66J/cm²,提升16%.对比研究不同等温淬火工艺下实验钢的强塑性匹配发现,两阶段工艺A₃(240℃等温2h后再270℃等温1h)条件下实验钢的强塑积可达21888MPa·%.通过两阶段工艺,可消除实验钢中由于Mn元素偏析造成的马氏体带,获得相对均匀的贝氏体组织,从而使得实验钢的强度和韧性同时提高.     

9%Ni钢多道焊热影响区的靭性问题

采用带有不同拘束条件的热模拟方法研究了９％Ｎｉ钢多道焊热影响区的韧性变化。着重讨论“逆转”奥氏体及“遗传”现象的产生条件及其影响。认为；对于保证９％Ｎｉ钢焊接热影响区的韧性而言，采用多道焊工艺是合理的，应力求有适当的回火热循环的作用。     

多元低合金空冷贝氏体铸钢的组织与性能

以A3废钢为主要原料,添加Si, Mn, Cr, Cu等多种微量合金元素,加入少量Mo、稀土进行微合金化和变质处理,在空冷条件下,获得了综合性能优良的贝氏体钢.主要研究了该钢的成分、组织和性能之间的关系.结果表明,低合金空冷贝氏体钢的生产工艺简单,贵重合金元素加入量少,生产成本低,具有优良的强韧性和耐磨性,综合效益显著.