热加工对管线钢针状铁素体组织形成的影响

以X70管线钢为实验材料,研究不同变形量和冷却速率对管线钢显微组织的影响.结果表明,在奥氏体未再结晶区进行适量的变形,从而形成位错、形变带和胞状组织等缺陷,可以增加铁素体在奥氏体晶内的形核位置和形核率,增大相变驱动力,有利于在随后的冷却过程中得到晶粒细小的针状铁素体组织;其中变形量ε2=0.4、冷却速率为30～60 ℃/s(油冷)下冷却的试样,能够得到最佳的针状铁素体组织,可以满足工程上要求组织中针状铁素体占80%以上的要求.     

控轧控冷工艺对X120管线钢碳氮化物析出的影响

采用不同的控轧控冷工艺研究了未再结晶区变形量、冷却速度和终冷温度等轧制工艺参数对X120管线钢碳氮化物析出的影响,并根据Orowan机制对析出相强度贡献量进行了理论估算.结果表明:轧制工艺的变化对析出相的类型与相结构没有影响;提高未再结晶区变形量主要可促进铌的析出,并有利于提高X120管线钢的屈服强度;冷却速度和终冷温度对X120管线钢碳氮化物析出的影响较小.     

汽车大梁钢中第二相粒子析出行为

运用热动力学理论和Oswald熟化理论研究了不同氮含量汽车大梁钢中第二相粒子的析出和熟化行为.研究发现钢中N含量的增加会促进V(C,N)在奥氏体中析出从而细化铁素体晶粒,当氮的质量分数增至4.2×10 4时铁素体晶粒尺寸能细化至4.7μm.形核率–温度曲线和析出–温度–时间曲线表明氮含量的增加可以扩大奥氏体区中最大形核率的温度范围,氮的质量分数由5.5×10 5增至4.2×10 4时其最快析出的鼻点温度由840℃上升至968℃.透射电镜观察显示氮含量的增加明显降低析出V(C,N)粒子的尺寸.VN在奥氏体中的Oswald熟化速率计算表明熟化速率随温度的降低不断减少,同时增加N含量还可以有效降低析出粒子的熟化速率,从而抑制沉淀析出的第二相粒子的熟化长大过程.     

热变形对超高强度管线钢组织及变形抗力的影响

运用光学显微镜和电子显微镜对不同热变形条件下组织、析出相进行观察与分析.研究结果表明:在1020℃奥氏体再结晶区轧制时,Nb,Ti以复相形式诱导析出,对组织细化产生一定影响.在保证积累压下量不变的情况下,奥氏体未再结晶区采用大压下量、少道次的轧制工艺对热变形奥氏体晶粒尺寸影响不大,对晶内变形带、亚结构和最终组织形貌及尺寸起到一定的作用.同时分析了再结晶轧制温度及未再结晶区轧制规程对变形抗力的影响     

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·     

热轧Nb微合金化TRIP钢高温区变形过程中Nb的析出行为

通过Gleeble热模拟实验研究了含0.038% Nb (质量分数)的热轧TRIP钢在高温奥氏体区的热加工工艺,借助光学显微镜、扫描电镜和透射电镜分析了组织演变和Nb的析出行为,并利用电感耦合等离子体发射光谱仪定量分析了Nb的固溶/析出程度.在1250℃奥氏体化5 min后添加Nb有70%固溶于奥氏体.在1000℃以上的奥氏体再结晶区变形过程中Nb的析出量仅占总固溶量的3%,不能有效抑制静态再结晶,奥氏体晶粒得到明显细化.在900℃的奥氏体未再结晶区变形前析出Nb量已达到总固溶量的9%,再结晶被抑制而获得拉长状奥氏体.奥氏体未再结晶区变形可促进铁素体转变并细化铁素体晶粒.再结晶奥氏体或形变奥氏体状态下冷却至650℃时分别有占总添加量的48%和40%的Nb仍以固溶态存在.     

含钒0.2C-0.5Si-0.08P-Mn TRIP钢连续冷却过程中的相变行为

通过热模拟实验研究了含钒0.19%的0.2C-0.5Si-0.08P-Mn TRIP钢连续冷却过程中的相变行为.实验结果表明:奥氏体未再结晶区进行50%的大变形,使随后连续冷却过程中的铁素体开始相变温度Ar3提高42～58℃;相同冷却速度下,尤其是当冷速小于20℃/s时,变形促进铁素体的形成,而使贝氏体形核率降低;钒的氮化物和碳化物在铁素体晶粒和晶界处弥散析出,无论变形或未变形条件下,冷速0.5℃/s时,析出粒子尺寸在2～5nm范围内,只有极少量尺寸约为～20nm的较大析出粒子.     

变形量及N含量对油井管用中碳V-Ti-N微合金钢显微组织的影响

采用Gleeble-1500热模拟试验机,研究了某油井管生产工艺中张力减径过程变形量以及C和N含量对中碳V-Ti-N微合金非调质钢室温组织的影响.结果表明:HCLN钢在800℃变形量为20%、40%和60%时,对应的室温组织中铁素体的体积分数依次为17.2%、19.7%和29.9%.N质量分数为2.3×10-4时,800℃变形60%后控冷钢中铁素体的体积分数为含低N(1.1×10-4)钢的1.7倍左右,使含C0.34%的钢中铁素体含量接近于含C0.26%的钢,并使铁素体平均晶粒尺寸降低到3μm左右.变形量和钢中N含量二者增大均有利于增加钢中铁素体的数量,且二者综合运用的效果更有效.通过分析可知,800℃变形量的增大,可以提高未再结晶奥氏体晶粒内的缺陷密度,有利于过冷奥氏体连续冷却转变时为晶内铁素体形核提供更多的形核位置.N含量的增大,能够促进第二相析出物的析出,诱导晶内铁素体的析出,提高铁素体含量,并细化其晶粒尺寸.     

奥氏体控轧控冷条件下相变后α晶粒尺寸的预测

基于相变动力学和热力学原理,讨论了椭球形铁素体晶核在奥氏体晶界形核及长大的动力学,根据形变促进相变的理论,变形引起位错密度增加而提高了奥氏体内的存储能,考虑了变形存储能增加对形核的促进作用,提出了预测控轧控冷过程的α晶粒尺寸的方法·用该方法模拟计算应变量、轧制温度、冷却速率及化学成分等因素对α晶粒尺寸的影响,与已有的实验结果吻合良好,表明这种理论处理方法可用来模拟这种相变过程·     

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。     

低碳钢过冷奥氏体形变过程组织演变机制

低碳钢过冷奥氏体形变过程将发生形变强化相变及铁素体的动态再结晶,导致晶粒超细化.与未形变的过冷奥氏体等温转变相比,形变极大地促进了奥氏体向铁素体的转变,使铁素体形核率急剧升高,铁素体晶粒尺寸显著降低.形变强化相变是一以形核为主的过程.在形变后期,当形变强化相变铁素体转变基本完成后,将发生铁素体的动态回复和动态再结晶.比较不同应变速率对组织演变影响的结果表明,应变速率较低条件下,易形成铁素体与第2组织层状分布的条带特征;应变速率较高时,组织的条带特征不显著.     

奥氏体变形及冷却速率对低碳贝氏体组织中大角晶界分布的影响

使用电子背散射衍射技术研究了低C高Mn高Nb成分设计下,非再结晶奥氏体变形及加速冷却速率对低碳贝氏体组织取向差特征和大角晶界分布的影响.结果表明,与原奥氏体晶粒内部的相变组织相比,原奥氏体晶界附近具有更高的大角晶界密度,非再结晶区奥氏体变形及快速冷却都有利于提高共格相变的驱动力、弱化变体选择以及有效增加大角晶界密度.此外,非再结晶区的大变形除了可充分压扁奥氏体晶粒和增加单位面积的奥氏体晶界密度外,还导致奥氏体晶界上细小的非共格转变铁素体晶粒生成,且这些铁素体晶粒与相邻组织表现出大取向差.     

原位观察TiN粒子对低合金高强度钢模拟焊接热影响区粗晶区晶粒细化作用

采用高温激光共聚焦显微镜原位观察和电子背散射衍射技术研究TiN粒子在低合金高强度钢模拟大线能量焊接热循环过程中晶粒细化效果。研究发现合理的Ti和N含量能形成大量细小弥散分布的纳米级TiN粒子,在焊接热循环过程中有效钉扎热影响区粗晶区奥氏体晶界,抑制晶粒粗化。同时,TiN附着在Al2 O3表面析出,在冷却过程中有效促进针状铁素体形核,得到有效晶粒尺寸非常细小的由少量针状铁素体和大量贝氏体构成的复合组织。     

冷却速度对La脱氧钢中晶内铁素体形成的影响

采用光学显微镜、带能谱的扫描电子显微镜等分析技术观察了不同冷速下La脱氧钢的显微组织,并绘制了静态连续冷却转变图.实验结果发现,在4~10℃·s-1的冷速范围内,钢中会有大量晶内铁素体形成,其中在8℃·s-1冷却时可以获得大量细小且弥散分布的晶内针状铁素体. La脱氧钢中含La夹杂物与α-Fe相有较低错配度,其中La2 O2 S夹杂物与α-Fe相的晶格错配度最小为0.2%,钢中含La夹杂物均可诱导晶内针状铁素体形核并可促进感生形核,进而细化组织.     

中温含铜取向硅钢的形变和再结晶织构特征

通过对比中温含铜取向硅钢与普通取向硅钢和高磁感取向硅钢的组织和织构特征,分析中温含铜取向硅钢独特的织构演变规律及其对二次再结晶行为的影响。结果表明,为了获得有利于高斯晶粒长大的强γ取向线织构,中温含铜钢需经过回复退火处理和高温退火阶段慢速升温。回复过程中γ取向线晶粒储能降低,同时慢速升温有利于γ取向线晶粒的形核和再结晶。中温含铜钢的二次再结晶开始温度超过1000益,由于初次再结晶晶粒组织以γ织构为主且非γ取向线晶粒较少,导致最终二次晶粒尺寸超大且晶界圆滑,二次再结晶机理以择优长大为主导,超大的二次晶粒尺寸导致最终成品的铁损升高,但通过激光刻痕处理后,整体铁损的降低效果比二次晶粒较小的高磁感取向硅钢更加显著。     

Al-Mn-Si-X合金的再结晶行为研究

对Al-Mn-Si-X合金进行不同温度和不同时间的退火,采用金相显微镜（OM）、扫描电子显微（SEM）和电导率仪对不同状态的合金组织进行观察、能谱（EDS）分析和电导率测试,研究Al-Mn-Si-X合金的再结晶行为.结果表明：随着退火温度的升高,再结晶晶粒尺寸越来越小.Al-Mn-Si-X合金的再结晶晶粒大小主要受再结晶形核数量的影响,再结晶后期的晶粒长大现象不明显.Al-Mn-Si-X合金存在着大量细小弥散的AlMnSi/AlMnSiFe析出相,这些析出相强烈抑制了再结晶形核和再结晶后期的晶粒长大.当退火温度低时,形核激活能较大,形核率低,再结晶晶粒粗大;当退火温度高时,形核激活能较小,形核率增加,再结晶晶粒细小.     

铁素体区热轧IF钢冷轧退火时织构的形成与演变

通过金相观察和织构ODF分析,系统地研究了铁素体区热轧IF钢织构的形成机制及其在冷轧和退火过程中织构转变的特点和机理.结果表明:铁素体区热轧IF钢时,在交滑移机制的作用下,主要得到纤维状的形变组织和较强的α丝织构和较弱的γ丝织构,同时有少量的再结晶晶粒存在;冷轧过程中,在位错滑移、晶粒转动以及晶内剪切带的共同作用下,形成典型的纤维状组织,α丝织构和γ丝织构都明显得到加强;退火时,再结晶组织和织构的形成主要受很强的定向形核机制和弱的选择长大机制控制.     

微合金钢初始凝固中奥氏体开始长大的温度

通过共聚焦激光显微镜对P510L钢的初始凝固过程进行了原位动态观察以考察δ相生成、包晶反应以及γ相的形成过程,并探索奥氏体开始长大温度.研究结果表明:1)冷却速度为25℃/s时P510L钢的冷却模式为首先从液相中析出δ铁素体,然后在液相与δ铁素体相之间发生包晶反应(L+δ→γ),进入三相共存区,液相消失后剩余的δ相通过固态扩散转变为γ相;2)在初始凝固过程中,奥氏体先进行一部分吞并、长大,然后才实现过剩δ铁素体向奥氏体的同素异构转变,最后实现完全奥氏体化;3)通过原位动态观察,探索了一种较为准确的确定原始奥氏体开始长大温度的实验方法,提高了奥氏体晶粒预测模型的准确性.     

含钒超细晶双相钢的细化机制

利用铁素体+马氏体+贝氏体的初始显微组织结合冷轧和连续退火的方法达到了细化晶粒的目的,通过这种方式制备的双相钢中有63.8%的铁素体晶粒尺寸分布于0.5～1μm,有53%的马氏体晶粒尺寸分布于0.5～1μm.针对该现象研究了基于铁素体+马氏体+贝氏体初始显微组织含钒超细晶双相钢的晶粒细化机制.分析认为,细化机制主要有三个方面:第一是形变对显微组织的细化,包括为了得到铁素体+马氏体+贝氏体的初始显微组织而进行的热轧和冷轧;第二是冷轧态显微组织的再结晶和快速奥氏体化;第三是钒的析出物阻碍奥氏体的长大.     

考虑粒子阻碍效应的再结晶元胞自动机模型

为了更合理地仿真第二相粒子材料的再结晶过程,在单相材料再结晶元胞自动机模型中引入Zener亚晶长大阻力和小粒子钉扎晶界的元胞取向转换规则,创建了细小的第二相粒子材料的再结晶元胞自动机模型,实现了铁素体钢板的再结晶退火过程仿真.结果表明:所建模型全面考虑了变温-回复、晶粒变形储能不均、亚晶异常长大形核机制和小粒子阻碍效应的综合影响,模拟的组织演变及其动力学分析揭示了与理论和实际相符的规律:小粒子尺寸越小、数量越多,再结晶抑制效应越强,再结晶的孕育期及过程越长.