用第二相粒子细化HSLA钢晶粒

文章总结了用第二相粒子细化晶粒的理论。比较了各种第二相粒子细化晶粒的效果，提出使用ＳｉＯ２粒子细化ＨＳＬＡ钢晶粒的可能性。理论分析表明，在凝固过程中有可能获得较高的ＳｉＯ２粒子体积分数。此外，还进行了实验室研究，得到了较小尺寸的ＳｉＯ２粒子。     

铝及其合金晶粒细化的探讨

对近年来所使用的晶粒细化剂进行了回顾和综述,从细化机理徼手论述了铝及其合金的细化效果以及常用的晶粒细化剂的优缺点。     

微量元素对CuZnAl形状记忆合金晶粒细化和晶粒生长的影响

研究了添加 Ｚｒ，Ｔｉ，Ｂ和 Ｆｅ元素，对 ＣｕＡｎＡｌ形状记忆合金晶粒细化和 晶粒生长的影响；探讨了合金晶粒细化与晶粒生长的机制。试验结果表明：合 金中添加Ｚｒ，Ｔｉ，Ｂ，Ｆｅ元素，晶粒得到显著细化，晶粒生长受到抑制；晶粒 生长受到抑制最大的添加元素为 Ｚｒ，其余顺序为 Ｂ，Ｔｉ，Ｆｅ；添加 Ｚｒ，Ｔｉ的 合金，在９００℃上发生异常晶粒长大现象，这是由于晶界结构的变化，固溶 Ｚｒ，Ｔｉ原子对晶界的作用在高温时削弱及第二相粒子的溶解。添加 Ｂ的合 金，当ＣＢ＜０．０１（ｗｔ％）时，晶粒尺寸随含Ｂ量增多急剧减小；当ｃＢ＞０．０１ （Ｗｔ％）时，晶粒尺寸变化不大，该合金晶粒细化主要是固溶于基体中的硼的 作用。     

外加陶瓷颗粒细化低碳微合金钢晶粒

真空条件下,在低碳微合金钢中加入微米级ZrC陶瓷颗粒,使其成为钢在热轧时奥氏体的形变核心及其形变诱导铁索体的再结晶核心以细化晶粒.研究了添加不同体积分数ZrC粒子对低碳微合金钢组织和力学性能的影响.结果表明,通过本实验研究出的颗粒外加方式可使ZrC颗粒有效分散于钢中,对钢的组织产生明显的细化作用,可使钢的晶粒细化到5.5μm,钢的强度得到较大幅度的提高,钢的显微组织为铁素体.当加入ZtC颗粒的体积分数为1.1%时,可获得最佳综合力学性能.     

控制冷却对管线钢X65组织细化与性能的影响

在实验室φ450热轧实验机上进行了微合金管线钢X65轧后控冷工艺的研究,以便为进一步工业化生产提供可靠的实验和理论依据.通过TEM分析可知,针状铁素体组织典型的形貌为非常微细的亚结构、高位错密度以及部分细板条铁素体,基体上弥散分布着M/A岛和渗碳体.实验表明,随卷取温度的降低和冷却速度的增加,显微组织明显细化,针状铁素体体积分数增加且力学性能得到提高.因而通过控制轧后冷却制度可以实现X65铁素体-少珠光体钢的柔性化轧制,细化组织,从而显著提高力学性能,达到甚至超过X70钢的级别.     

Ti和C对铝晶粒细化的作用

为在高纯铝(99.99％)中获得细小的等轴晶组织,铁的加入量必须达到包晶反应的最低成分0.15％Ti。然而在工业纯铝(99.7％)中存在的杂志元素显著降低了得到同样细小晶粒所必须的钛含量。以新开发的Al-Ti-C中间合金的形式加入到Al99.7中的TiC使得α—Al在TiC基本上生核得以实现。     

晶粒细化对Al-3.2Si-0.8Mg合金组织性能的影响

采用Al-5Ti-1B合金细化剂对Al-3.2Si-0.8Mg合金进行晶粒细化,采用金相显微镜、激光导热仪和拉伸试验机等研究晶粒细化对Al-3.2Si-0.8Mg合金微观组织、铸造流动性、力学性能与导热系数的影响.结果表明：随着Al-5Ti-1B合金细化剂添加量的增加,Al-3.2Si-0.8Mg合金的α-Al晶粒逐渐细化,铸造流动性、抗拉强度和伸长率逐渐升高,但导热系数略有下降.当Al-5Ti-1B合金细化剂的质量分数增加到0.5%时,Al-3.2Si-0.8Mg合金的晶粒被细化至平均直径约为90.9 μm,铸造流动性试样长度为867 mm,抗拉强度为234 MPa,伸长率为10.1%,导热系数为182.7 W·m^-1·K^-1.     

ZrC粒子对低碳钢晶粒细化及力学性能的影响

在低碳低合金钢熔炼过程中加入平均粒径为0.5 μm,体积分数为0.8%的ZrC粒子,研究了不同轧制变形量条件下的晶粒细化行为及力学性能.轧制变形过程中在ZrC粒子周围形成高位错密度和高晶格畸变区,成为形变核心和再结晶核心,促进了高温奥氏体非自发再结晶细化奥氏体晶粒;由于奥氏体晶粒尺寸细化,奥氏体晶界面积增大,随后进行的铁素体相变的铁素体形核位置增多,从而大大细化了铁素体晶粒尺寸;轧制变形量与ZrC粒子体积分数存在一定的最佳配合才能对晶粒细化有作用.本实验中轧制变形量为62%,ZrC粒子体积分数0.8%以及轧后水冷条件下,铁素体晶粒尺寸细化到9.8 μm,屈服强度和抗拉强度明显提高,分别达到386.4 MPa和522.1 MPa;同时冲击吸收功(AKV=118.5 J)不降低且延伸率(δ5=34.5%)有所提高,说明添加ZrC粒子可促进晶粒细化.     

CSP低碳微皿钢中Ti（C，N）的析出行为

通过实验观察及热力学计算，研究了CSP低碳微Ti钢中的Ti（C，N）析出．实验观察到大量15～30nm的Ti（C，N）第二相粒子，它们在铸坯均热保温和前两道次的热轧中析出并长大充分；均热前CSP铸坯中只有很少量尺寸约大于50nm的TiN粒子析出，铸坯中观察不到微米级的大块TiN夹杂．研究结果表明，CSP工艺下粒子析出行为同传统工艺相比发生了变化，所以微量Ti在钢中的作用也有很大不同．     

采用低温急冷大压下细化铁素体组织

以SS400为研究对象,在Gleeble1500热模拟机上,测定了在850℃未变形及变形的奥氏体CCT曲线,研究了低温急冷大变形条件下变形温度、应变量、过冷度对铁素体变形行为以及对铁素体晶粒细化的影响·结果发现通过采用低温大变形可以得到平均晶粒直径约为186μm的细小的铁素体组织,铁素体体积分数可达85%以上,在铁素体晶内和边界有碳化物析出·研究表明,低温、急冷、大变形可以有效地提高铁素体形核的驱动力,增加铁素体形核率,使晶粒大大地细化·     

控轧过程中KQ450钢的晶粒细化和析出物行为

通过定量金相,扫描电镜,透射电镜和Ｘ射线小角度散射方法研究ＫＱ４５０微合金钢在不同控制轧制条件下,工艺参数对其铁素体晶粒细化和析出物行为的影响,结晶表明：加热温度对ＫＱ４５０微合金钢晶粒粗化比较敏感;析出相是面心立方结构的ＮｂＣ,ＶＣ和Ｖ（ＣＮ）。析出物的平均尺寸随冷却速度的增大而减小。     

电磁场作用下塑性变形组织细化实验研究

采用Gleeble1500热力模拟实验机和自行设计的电磁装置,研究了低碳钢在塑性变形时电磁场作用对组织细化的影响,并与相同变形条件下无电磁场作用的实验结果进行了对比分析·研究结果表明,电磁场对变形后的组织有明显的影响,在相同的变形条件下随着磁场强度的增加,晶粒细化作用加强·     

形变诱导析出在SAF2205超塑组织细化中的作用

运用变形能、相变温度、原始晶粒尺寸与金属组织细化之间的关系,提出了控制σ相析出的新方法.在此基础上,用分段恒温拉伸的方法,对sAF2205钢恒温热拉伸后的性能和微观组织进行了实验研究.研究结果表明:采用变温的恒温热拉伸方法,通过快速冷却,使σ相的析出发生在变形过程中,细小、弥散分布的σ相可以抑制晶粒的长大;为了保证σ相的形变诱导析出,实现双相不锈钢的低温超塑性变形,需要采用较快的冷却速度.     

Static and Metadynamic Recrystallization of Low Carbon Steels During Mechanical Deformation

Static and metadynamic recrystallization models were developed with the coefficients determined by multiple nonlinear regression analyses to describe microstructure evolution in low carbon steels.The effects of initial grain size, deformation temperature, strain, and strain rate on the austenitic recrystallized volume fraction and grain size were studied using a Gleeble machine. The results show that deformation reduces the grain size when the recrystallized volume fraction is large. The static recrystallized volume fraction increases with increasing deformation temperature, strain, and strain rate, and decreasing initial grain size. The grain size during metadynamic recrystallization is independent of the deformation strain and the initial grain size. The recrystallized volume fraction, the grain size, and the grown grain size calculated by the correlations are consistent with the measured values.     

Dynamic Recrystallization and Grain Growth Behavior of 20SiMn Low Carbon Alloy Steel

A series of thermodynamics experiments were used to optimize the hot forging process of 20SiMn low-carbon alloy steel. A dynamic recrystallization and grain growth model was developed for the 20SiMn steel for common production conditions of heavy forgings by doing a nonlinear curve fit of the experiment data. Optimized forging parameters were developed based on the control of the dynamic recrystallization and the MnS secondary phase. The data shows that the initial grain size and the MnS secondary phase all affect the behavior of the 20SiMn dynamic recrystallization and grain growth.     

不同形变速率条件下低碳钢过冷奥氏体形变过程铁素体超细化

研究了低碳钢过冷奥氏体在760℃,形变速率为1 s-1和10 s-1变形时组织演变规律.结果表明,形变速率为1 s-1时真应力-应变曲线双峰特征为形变强化相变和铁素体动态再结晶的表征,相变形核集中在铁素体/奥氏体相界前沿奥氏体高畸变区,晶粒长大在时间和空间上受到限制,细化能力较高;形变速率提高到10 s-1时,相变动力学提前,曲线只表现为形变强化相变的单峰特征,相变形核除了在上述铁素体/奥氏体相界前沿奥氏体高畸变区,还分布到奥氏体晶内各处,晶粒间约束有所减小,尺寸稍大.通过形变强化相变和铁素体动态再结晶可以获得平均晶粒尺寸为(1.98士1.07)μm和(2.33士1.01)μm(10 s-1)左右的微细铁素体晶粒.     

Q690低碳微合金钢热变形微观组织演变及加工图

利用Gleeble-3800数字控制热/力模拟试验机研究了Q690低碳微合金钢在变形温度850～1150℃,应变速率0.01～30s-1条件下的高温单道次压缩变形行为.建立了基于动态材料模型(DMM)的加工图,结合OM观察变形体微观组织确定了该钢种的高温热变形机制.结果表明:应变量0.7及以下的加工图中包含2个峰区(1 000～1 120℃,0.01～0.37s-1和1 100～1 150℃,3.16～30s-1)和3个加工失稳区(850～900℃,0.01～0.32s-1和850～900℃,10～30s-1以及1 000～1 085℃,1～30s-1).应变量超过0.8的加工图包含2个峰区(1 025～1 100℃,0.01～0.38s-1和1 100～1 150℃,3～30s-1),失稳区为低温(850～900℃,0.01～30s-1)以及应变速率1s-1以上的中低温度(850～1 100℃)范围,在这两个峰区峰值点附近的热变形显微组织为均匀的完全动态再结晶组织,因此,这两个区域均适合Q690钢的热加工变形.     

弛豫-析出-控制相变技术中冷却速度对组织的影响

利用热模拟实验,对在非再结晶温度变形后弛豫一段时间,再以不同冷速冷却的低碳贝氏体钢的相变组织进行了研究,并与同等条件不弛豫的试样组织进行了对比.给出了弛豫和冷速对中温转变组织类型及组织细化程度的影响.实验结果表明,弛豫及冷却速度对变形奥氏体的相变组织是有影响的.低冷速下主要得到边界及取向不清晰的粒状贝氏体,这时弛豫时间对细化程度影响不明显,在10℃/s以上冷速下得到的是以板条贝氏体为主的组织,与未弛豫试样比较,其组织更细,板条形状更清晰,弛豫试样组织中残余奥氏体或M/A岛的形状更细长,弛豫有利于在同等冷却条件下得到板条组织,并且在高冷速下,弛豫试样中M/A量较未弛豫试样中的要少.