回火温度对低碳贝氏体高强度钢组织性能的影响

利用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜和力学性能试验机等手段,系统研究了不同回火温度下低碳贝氏体高强度钢的组织及力学性能变化.结果表明:回火后位错密度的变化、析出相的形态、板条贝氏体的合并粗化和M/A岛的分解是导致力学性能变化的主要原因.600℃回火后屈服强度较热轧态强度提高了35MPa,-40℃冲击功提高了49J,此回火温度下实验钢具有最佳的强韧性配合.回火后低碳贝氏体高强度钢韧性改善主要是由于粗大M/A岛的分解,细小弥散分布的M/A岛可有效阻止裂纹扩展,改善低温冲击韧性.     

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     

回火温度对600MPa级低碳贝氏体钢组织和力学性能的影响

利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)等实验方法,研究了不同回火温度对屈服强度600MPa级Fe-Mn-Nb-B系低碳贝氏体高强钢组织和性能的影响.结果表明:回火温度对屈服强度和抗拉强度均有较大影响.各回火温度下的低碳贝氏体钢性能与回火前相比,屈服强度均有不同程度的升高,而抗拉强度则均有不同程度的下降;600℃回火时屈服强度比回火前高出105MPa.随着回火温度的升高,屈服强度先上升后又略有下降并在600℃时达到最大值,抗拉强度下降明显,伸长率略有升高,屈强比升高.分析认为:回火前后力学性能的变化主要与回火后有更多弥散的尺寸在20nm以下的新的细小粒子析出以及马氏体占绝大多数的大块M/A岛的分解和发生位错多边形的回复有关.     

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.     

低碳贝氏体钢中的时效析出行为

测定了Cu-Nb-Cr-Mo系低碳贝氏体钢的时效硬度变化行为,在Gleeble-1500热模拟试验机上模拟了各钢种的蠕变行为,利用金相显微镜、TEM研究了不同钢种的微观组织与沉淀析出.结果表明,含铜钢在不同温度时效时会发生明显的时效硬化效应,在不同温度的蠕变曲线上会出现平台,平台现象是由于蠕变过程中出现了第二相析出,平台出现意味着开始了第二相析出,平台结束则析出过程结束.     

新型Si-Mn贝氏体钢的组织结构和性能

对新型Ｓｉ－Ｍｎ贝氏体钢的组织和性能进行了研究，试验结果表明，在铸态 缓冷以及锻后空冷条例下均可得到贝氏体组织，具有较高的综合力学性能及耐磨性。     

热处理工艺对高碳贝氏体钢组织与力学性能的影响

借助OM、SEM、XRD等手段,对比研究了一步、两步等温贝氏体转变工艺及QPB(淬火+配分+贝氏体转变)工艺对高碳贝氏体钢(w(C)=0.79%)显微组织与力学性能的影响。结果表明,采用一步等温贝氏体转变工艺处理试验钢时,当等温温度同为250℃,随着保温时间的延长,钢中贝氏体转变越充分,块状残余奥氏体尺寸降低,组织更为均匀细小;而在较低温度下(200℃)等温处理时,钢中残余奥氏体含量显著降低,贝氏体铁素体板条更细小,材料的强度和硬度提高,而塑性和韧性下降。两步等温贝氏体转变工艺处理(250℃×24 h+200℃×72 h)的试验钢中贝氏体铁素体板条平均尺寸约为82 nm,残余奥氏体体积分数为21.4%,获得了最佳的综合力学性能,抗拉强度达到2040 MPa,伸长率为12.5%,冲击韧性为21 J。QPB工艺提高了贝氏体转变速率,大大缩短了热处理时间,最终得到马氏体+贝氏体铁素体+残余奥氏体的组织,试验钢同时也获得了良好的强度和塑韧性。     

GDL-1型高强韧贝氏体钢的不可逆回火脆性

本文研究了GDL-1型高强韧性贝氏体钢,在空冷状态下的回火冲击性能变化以及对应的显微组织和断口金相特征.结果表明,该钢经920 ℃加热空冷后获得条束状过渡形态的贝氏体加少量岛状贝氏体组织.在400 ℃～600 ℃的温度回火,分布于BF条束间的亚稳态残留奥氏体开始大量分解形成沿条束界连续分布的碳化物,在BF条内的高密度位错区也诱导析出碳化物,导致在条束界产生高应力集中而引发准解理和解理开裂,出现不可逆回火脆性,冲击能量显著降低.由于钢中的Si和Mn在原奥氏体晶界偏聚,抑制碳化物析出.在原奥氏体晶界未能沉淀出连续分布的碳化物,因此未见沿晶解理开裂特征,对应的断口金相呈条形准解理和解理的特征,其尺寸分别与BF条和束尺寸相吻合.该材料的不可逆回火脆性出现的温度范围与大多数合金结构钢相比提高约200 ℃.     

TMCP工艺对Si--Mn系贝氏体钢组织与性能的影响

研究了轧后中温缓慢冷却与中温等温两种不同的热机械控制工艺( thermomechanical control process, TMCP)对硅锰系贝氏体钢的组织与性能的影响。通过拉伸试验机测试试验钢的力学性能,利用扫描电子显微镜、电子背散射衍射等分析手段对试验钢进行显微组织结构分析,并利用X射线衍射测定残余奥氏体含量。结果表明：随着轧后连续缓慢冷却开始温度的升高,贝氏体钢的抗拉强度、硬度及拉伸应变硬化指数n值有所提高,伸长率和冲击韧性降低,屈强比先降低后升高。随着轧后等温时间的延长,贝氏体钢的抗拉强度与屈强比先降低后升高,伸长率及冲击韧性先升高后降低。相对于等温制度,连续缓慢冷却可得到更好的综合力学性能,强塑积明显高于前者,伸长率比前者高20%以上。     

不同热形变参数对新型贝氏体钢组织与冲击性能的影响

对一种新型空冷贝氏体钢的热形变工艺进行了研究，分析了此钢经三种温度热形变并以不同冷速处理后的显微组织及冲击性能。结果表明，试验钢在1050—1100℃加热后缓冷到680℃进行热变形，沿原奥氏体晶界有块状铁素体析出，组织较为粗大，将获得低的冲击韧性。而经880℃热形变后，不存在铁素体块，贝氏体组织也较为细小，可获得较高的冲击韧性。880℃形变后等温1min空冷，得到的贝氏体束短小、交叉分割且均匀，这种组织使试验钢具有优良的性能指标。     

Effect of microstructure on the impact toughness of a bainitic steel bloom for large plastic molds

The correlation between the impact toughness and microstructural characteristics of a large bainitic steel bloom has been investigated. The study focuses on microcrack nucleation and propagation in the basic cleavage plane. To analyze the phase transformation during the wind-cooling process, the temperature field of the bloom was acquired by computer simulation, and a continuous cooling transformation experiment was conducted. The results show that compared with the surface of the bloom, the toughness of the bloom’s core is decreased by the increase in proeutectoid ferrite and the coarsening of tempered martensite–austenite constituents. The proeutectoid ferrite decreases the toughness via its effects on carbide precipitation, the formation of martensite–austenite constituents, and the bainite transformation. The relatively large tempered martensite–austenite constituents are conducive to microcrack nucleation and propagation.     

钢轨钢材低温冲击功的试验研究

钢轨钢材低温下抵抗冲击的韧性变差,极易发生脆性断裂,因此很有必要研究其低温下的冲击功。该文在 20℃至-60℃范围内测量了中国常用钢轨钢材U71Mn和U75V的U型缺口和V型缺口冲击功。试验结果显示,这2种钢轨钢材的冲击功随温度的降低而明显降低。该文利用Boltzmann函数对试验结果进行了回归分析,得到了回归方程式,指出钢轨钢材U71Mn和U75V的韧脆转变温度分别在-10℃和 5℃附近,且由回归方程可以预测2种钢轨钢材 20℃至-60℃温度区间内的冲击功。试验结果表明,在青藏铁路等寒冷地区的铁路工程中宜优先选用U71Mn钢材。     

钢轨钢材低温冲击功的试验研究

钢轨钢材低温下抵抗冲击的韧性变差,很易发生脆性断裂,因此很有必要研究其低温下的冲击功。该文在 20℃至-60℃范围内测量了中国常用钢轨钢材U71Mn和U75V的U型缺口和V型缺口冲击功。试验结果显示,两种钢轨钢材的冲击功随温度的降低而明显降低。该文利用Boltzmann函数对试验结果进行了回归分析,得到了回归方程式,指出钢轨钢材U71Mn和U75V的韧脆转变温度分别在-10℃和 5℃附近,且由回归方程可以预测两种钢轨钢材 20℃至-60℃温度区间内的冲击功。试验结果表明,在青藏铁路等寒冷地区的铁路工程中宜优先选用U71Mn钢材。     

CSP热轧低碳钢板轧制过程中析出行为分析

采用H-800透射电镜研究CSP热轧低碳钢轧制过程中析出物形貌、尺寸、及分布等，结果表明：累积变形量较小，变形温度较高时，第二相粒子主要在晶界或相界上形成，数量较少且比较粗大，尺寸多在150nm以上；随着轧制过程的进行，累积变形量的增大和轧制温度的降低，第二相粒子主要在晶内析出，细小、弥散且数量较多，尺寸大多数在20～100nm之间，析出物主要为Al2O3、MnS、Cu7S4和Fe3C。     

Artificial neural network prediction of mechanical properties of hot rolled low carbon steel strip

Conventionally, direct tensile tests are employed to measure mechanical properties of industrially pro- duced products. In mass production, the cost of sampling and labor is high, which leads to an increase of total pro- duction cost and a decrease of production efficiency. The main purpose of this paper is to develop an intelligent pro- gram based on artificial neural network （ANN） to predict the mechanical properties of a commercial grade hot rolled low carbon steel strip, SPHC. A neural network model was developed by using 7 x 5 x 1 back-propagation （BP） neural network structure to determine the multiple relationships among chemical composition, product pro- cess and mechanical properties. Industrial on-line application of the model indicated that prediction results were in good agreement with measured values. It showed that 99.2 % of the products＇ tensile strength was accurately pre- dicted within an error margin of ~ 10 %, compared to measured values. Based on the model, the effects of chemical composition and hot rolling process on mechanical properties were derived and the relative importance of each in- put parameter was evaluated by sensitivity analysis. All the results demonstrate that the developed ANN models are capable of accurate predictions under real-time industrial conditions. The developed model can be used to sub- stitute mechanical property measurement and therefore reduce cost of production. It can also be used to control and optimize mechanical properties of the investigated steel.     

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.     

Microstructure and strengthening parameters of ultra-thin hot strip of low carbon steel

The microstructure and precipitation mechanism of ultra-thinhot strip produced by CSP technology were analyzed by electron back scattered diffraction (EBSD), H-800 transmission electron microscope (TEM) and thermodynamics theory. The EBSD results show that the finishing hot rolling microstructures are mixture of recrystallized and deformed austenite. After phase transformation, ferrite grains embody substructures and dislocations that led ultra-thin hot strip high strength and relatively low elongation rate. TEM observations show that there are a lot of fine and dispersive precipitates in microstructures. Most of aluminium nitrides are in grains, while coexisted precipitates of MnS along grain boundaries. Coexisted precipitates compose cation-vacancy type oxides such as Al₂O₃ in the core, while MnS at the fringe of surface. At the same time, reasons for microstructure refinement and strengthening effect were investigated.     

钇基稀土对E36钢板显微组织及冲击性能的影响

运用扫描电镜及能谱等分析手段研究了钇基稀土对E36钢中夹杂物的变质作用以及对显微组织和冲击性能的影响.研究表明,钇基稀土改善了E36钢的显微组织,减少了珠光体的片间距和含量.加入钇基稀土后,E36钢的冲击断口由典型的解理断口变为准解理+韧窝型断口,韧窝中细小球状的稀土夹杂是其转变的主要原因.加入少量的钇基稀土显著改善了E36钢的冲击韧性,尤其是低温冲击性能.在-60℃情况下,E36Re钢的纵向冲击功较E36钢提高了33.5%,横向冲击功提高了113.7%.并且,钇基稀土显著改善了E36钢纵横向冲击性能的差异性,未加稀土E36钢的纵、横冲击比均大于1.70,-60℃条件下达到2.77,而E36Re钢的纵、横冲击比为1.51~1.73.