鉬對低碳微合金鋼組織和性能的影響 孔君華1,2,鄭　琳1,郭　斌1,李平和1,謝長生2 (11武漢鋼鐵(集團)公司技術(shù)中心鋼鐵產(chǎn)品研究所,湖北　武漢　430083; 21華中科技大學材料科學與工程學院,湖北　武漢　430074) 摘　要:研究了低碳微合金鋼中mo元素對形變奧氏體在連續(xù)冷卻后組織和性能的影響。得出在此系列鋼 中,隨mo含量增加,針狀鐵素體量隨之增加,同時鋼中出現(xiàn)貝氏體束和m-a組織。屈服強度、抗拉強 度隨mo含量的增加而提高,且抗拉強度的提高幅度高于屈服強度,屈強比隨mo的加入而降低,且隨m -a組織增多,鋼的沖擊韌性損失加大。 關(guān)鍵詞:微合金鋼;鉬;金相組織;力學性能 中圖分類號:tg142113　　文獻標識碼:a　　文章

在mms-300熱力模擬機上,利用膨脹法結(jié)合金相-硬度法,建立新開發(fā)的高速列車焊接構(gòu)架用mn-cu-ti-nb低碳鋼未變形和變形奧氏體的連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變曲線,研究了形變和冷卻速度對試驗鋼γ→α相變行為及顯微組織的影響。結(jié)果表明:隨著冷卻速率的增加,鐵素體轉(zhuǎn)變開始溫度降低,鐵素體晶粒得到細化,同時還促進了貝氏體相變。變形一方面促進了鐵素體相變,細化鐵素體晶粒;另一方面又抑制了貝氏體相變,使貝氏體含量降低,硬度降低。

研究了0～0.21%ti和0～0.29%nb對cr18鋼(%:0.008～0.009c、17.48～17.57cr)的組織、再結(jié)晶織構(gòu)、力學性能和成形性能的影響。結(jié)果表明,nb穩(wěn)定化退火冷軋板的晶粒較ti穩(wěn)定化退火冷軋板細小;ti-nb穩(wěn)定化的冷軋板{111}〈112〉取向密度最大、ti穩(wěn)定化冷軋板次之,nb穩(wěn)定化冷軋板最小;ti、nb、ti-nb穩(wěn)定化退火冷軋板應變硬化指數(shù)n值分別為1.55、1.12和1.48,因此ti和ti-nb穩(wěn)定化退火冷軋板的成形性良好。

研究了某鋼廠熱連軋tmcp工藝14mm厚440mpa級鋼板的強韌性,對微觀組織進行了觀察分析。試驗結(jié)果表明,新型熱連軋440mpa鋼板具有良好的低溫韌性,-40℃沖擊功超過310j,韌脆轉(zhuǎn)變溫度低于-100℃。新型440mpa鋼板良好的性能來源于低碳、nb-ti微合金化成分設計及tmcp工藝下獲得細化的針狀鐵素體組織。

通過定量相分析研究了nb-ti微合金化超低碳烘烤硬化鋼(%:0.002c、0.01～0.02nb、0.01～0.02ti、0.0028～0.0042n)的析出相,建立了試驗鋼固溶c含量的計算公式。結(jié)果表明,隨固溶c含量計算值的增加,鋼板的烘烤硬化性bh_2值增大;隨冷軋板退火溫度(810～850℃)的增加,bh_2值增加;820℃退火時,640℃卷取的鋼板bh_2值高于710℃卷取的鋼板bh_2值。

用電子探針和透射電鏡對厚規(guī)格ti、nb微合金化q345b鋼板中夾雜物和析出物進行了觀察分析,結(jié)果表明,q345b鋼板中的夾雜物主要是錳、鈣的氧化物和硫化物以及它們的復合夾雜物,氧化物大多呈球狀或橢球狀,硫化物多數(shù)呈長條狀;析出物主要是鈮和鈦及其化合物,鈦主要以tin的形式存在,呈方形或矩形;鈮主要以尺寸較大的碳氮化物存在,以橢圓形為主,析出在奧氏體晶內(nèi)、晶界上。

用掃描電鏡、光學顯微鏡和力學性能測試研究經(jīng)880℃×3.5h的常規(guī)退火低碳鋼合金焊絲er110s的拉拔斷口。焊絲顯微組織為鐵素體、碳化物粒子和島狀貝氏體,斷口由大片韌窩與一些解理小平面交替組成。斷口分析說明,彌散分布的碳化物質(zhì)點對應微孔聚集型斷裂韌窩,貝氏體組織對應解理小平面,貝氏體硬而脆,斷裂韌度低,裂紋擴展阻力小,是引起焊絲斷裂的主要原因。采用再結(jié)晶退火(700℃保溫15h)能夠消除貝氏體組織,改善焊絲拉拔性能。

用高分辨電子顯微鏡(hrem)進行了nb、cr、mo、ni等微合金元素復合微合金化的實用超低碳含cu鋼中時效析出相的形貌觀察及晶體結(jié)構(gòu)鑒定,探索將hrem分析技術(shù)有效應用于工程材料微觀結(jié)構(gòu)研究的新途徑。在300萬倍以上的放大倍率下清晰觀察到了尺寸僅有十個nm左右的細小彌散分布的時效析出顆粒以及其中的孿晶結(jié)構(gòu),還有大量在局部微區(qū)形成的過渡結(jié)構(gòu)。嘗試用單個顆粒hrem像上的晶格條紋間距鑒定了鋼中除ε-cu以外的另3類時效析出相的晶體結(jié)構(gòu)。結(jié)果表明,時效期間鋼中析出cu、nb、cr、mo、ni的特殊碳化物(碳氮化物),與ε-cu共同產(chǎn)生時效強化作用。提出了用hrem像對實用鋼材中彌散分布的微細析出相進行晶體結(jié)構(gòu)鑒定的實驗方法。

利用膨脹法和差熱分析法結(jié)合金相-硬度法,在gleeble-1500熱模擬機上測定一種低碳微合金管線鋼以不同速度連續(xù)冷卻時的膨脹曲線,結(jié)合dsc曲線和金相組織分析,確定該鋼的臨界溫度及相變溫度,獲得該鋼的連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變曲線(cct圖),研究該鋼連續(xù)冷卻時的奧氏體轉(zhuǎn)變。研究結(jié)果表明:添加0.21%mo起到抑制鐵素體和珠光體作用,促進針狀鐵素體組織的形成,實驗鋼在5.0～20.0℃/s的較寬冷卻速度范圍內(nèi)連續(xù)冷卻都能得到需要的針狀鐵素體組織,表明低碳mn-nb-mo微合金管線鋼容易得到管線鋼工程所需要的組織。

實驗室試制了低碳nb、v微合金化含硼冷鐓鋼,并對試驗鋼的組織和性能進行了對比研究。結(jié)果表明:鋼中添加適當?shù)膎b、v細化了含硼鋼的鐵素體晶粒,顯著提高了含硼鋼的抗拉強度,其中,nb、v復合微合金化含硼鋼的效果最好,其次是含釩硼鋼和含鈮硼鋼。分析表明,nb、v復合微合金化在含硼鋼中的主要作用在于細化晶粒和沉淀強化。

用硼徑跡顯微照相技術(shù)研究含銅超低碳微合金鋼從1150℃以5℃/s冷卻到850℃過程中硼的晶界偏聚的形成與發(fā)展的過程。統(tǒng)計分析了冷卻到不同溫度時富集因子與貧化區(qū)寬度的變化,研究表明在冷卻初始階段硼—空位復合體迅速擴散到晶界上,使晶界上的硼迅速增加,在1090℃達到極大值,冷卻到1090～940℃區(qū)間時,隨著溫度的降低晶界上的硼發(fā)生明顯的反向擴散,晶界上的硼逐漸減少,繼續(xù)降低溫度,隨著析出物的出現(xiàn)反向擴散變?nèi)?晶界上硼的偏聚量又開始增加。

通過gleeble-3800熱模擬試驗機測定了該低碳微合金管線鋼的靜態(tài)(無熱變形)和動態(tài)連續(xù)冷卻相變曲線,并通過光學顯微鏡和電子顯微鏡對連續(xù)冷卻后的組織進行了詳細觀察和分析。發(fā)現(xiàn)隨著冷卻速度的提高,在連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變組織中依次出現(xiàn)多邊形鐵素體(pf)、珠光體(p)、針狀鐵素體(af)、粒狀貝氏體(gb)和下貝氏體(lb)。在未再結(jié)晶區(qū)的熱變形使c曲線發(fā)生左移,擴大了試樣的針狀鐵素體區(qū),并使得相變后的組織得到細化。

研究了一種ti-27mo-1.5nb新型無磁不銹定膨脹合金,該合金的膨脹系數(shù)為7.70×10-6/℃,磁導率為1.0003,同時研究了ti-27mo-1.5nb合金的微屈服強度及其它機械性能和物理性能,該合金還是良好的耐腐蝕材料,試驗表明,ti-27mo-1.5nb合金是諸如靜電陀螺等電真空領(lǐng)域中與高純al2o3匹配的良好封接材料。

低碳鋼與低合金鋼焊接工藝 作者：喬云萍 作者單位：湖北汽車工業(yè)學院機械工程系,湖北十堰,442002 刊名：焊接技術(shù) 英文刊名：weldingtechnology 年，卷(期)：2012,41(1) 被引用次數(shù)：1次 參考文獻(3條) 1.康丹丹;賴世強;歐亞gh3030高溫合金焊接工藝性分析及評定2010(06) 2.李亞江特殊及難焊材料的焊接2003 3.何康生異種金屬焊接1996 引證文獻(1條) 1.周培山.楊昕.謝芋江.李海寧l245ncs鋼與20ⅲ管線鋼對接焊工藝[期刊論文]-焊接技術(shù)2013(9) 引用本文格式：喬云萍低碳鋼與低合金鋼焊接工藝[期刊論文]-焊接技術(shù)2012(1)

通過對低碳鋼與低合金鋼的焊接性能進行分析,選用適宜的焊接方法、焊接材料、檢測手段,采取相應的質(zhì)量控制措施,制定了適宜的焊接工藝,確保產(chǎn)品焊接接頭性能符合產(chǎn)品技術(shù)條件要求。

根據(jù)低碳含鈮鋼表面微裂紋形成的機理原因,分析出裂紋形成的主要影響因素,從而采取對應措施,有效控制了微裂紋的發(fā)生率。

將nb-v微合金鋼在1200℃固溶0.5h后淬火,在不同溫度回火4h,結(jié)合光學顯微鏡(om)和透射電子顯微鏡(tem),用三維原子探針(3dap)研究了淬火與回火樣品中碳化物的特征.結(jié)果顯示,淬火樣品中v、nb分布均勻,c由于自回火出現(xiàn)輕微偏聚;450、500、550和600℃回火樣品中存在大小和數(shù)量不同的v和nb的碳化物,其中550℃回火樣品中數(shù)量最高,對應著二次硬化的硬度峰值;650℃回火樣品中數(shù)量明顯減少,與硬度下降對應.

本文介紹了廣鋼20mnsinb的開發(fā)研究,論述了采用鈮微合金化生產(chǎn)hrb400鋼筋的相關(guān)生產(chǎn)工藝特點及產(chǎn)品性能特點。

為提高三級錨鏈鋼質(zhì)量,設計該鋼種化學成份,優(yōu)化煉鋼過程的脫氧、合金化及連鑄工藝,結(jié)合鈦微合金化及鑄坯進保溫坑緩慢冷卻的工藝進行工業(yè)試驗。結(jié)果表明,工藝過程控制較為合理,生產(chǎn)的三級錨鏈鋼各項性能指標均達到國家標準要求,解決了三級錨鏈鋼縱裂紋的問題。

采用鐵水預處理-210t頂?shù)讖痛缔D(zhuǎn)爐-lf精煉-2流立彎型csp鑄機(65mm厚鑄坯)-6機架sms軋機控軋控冷工藝試制了成分(%)為:0.04~0.08c,0.20~0.35si,1.20~1.35mn,≤0.015p,≤0.010s,0.015~0.025nb,0.005~0.015tiqste380tm汽車大梁用6~12mm熱軋鋼板。檢驗結(jié)果表明,鋼板組織為鐵素體+少量珠光體,晶粒尺寸4~7μm,其機械性能均符合標準要求,鋼板不同方向屈服強度最大差值為30mpa,抗拉強度最大差值20mpa,大多數(shù)鋼板常溫沖擊功為140~180j。

研究了冷成型對鐵素體+珠光體組織類型低碳微合金熱軋鋼板拉伸行為及性能的影響。用彎曲和壓平變形模擬高頻直縫焊管制管及取樣鋼板所經(jīng)歷的冷成型過程。對冷成型前后材料拉伸行為和性能進行對比試驗,結(jié)果表明,冷變形不同程度改變材料拉伸行為及性能,且這種變化是由冷變形方式和程度所決定;包申格效應試驗分析結(jié)果表明,材料背應力隨塑性應變增加而增大,且到達某一數(shù)值后當塑性應變繼續(xù)增加,背應力增加幅度明顯減小;有限元分析結(jié)果表明,冷成型導致的鋼板性能變化是由包申格效應和加工硬化共同作用的結(jié)果,并給出了其形成機制。

采用光學與電子顯微術(shù)研究了一種低碳微合金鋼中充分細化的板條貝氏體組織的室溫變形行為,分析了拉伸變形樣品中未變形區(qū)、均勻變形區(qū)與縮頸區(qū)的組織形態(tài)差別。實驗表明:未變形區(qū)與均勻變形區(qū)中各束板條的空間取向(板條長軸的指向)基本是隨機的;但在縮頸區(qū),所有板條接近平行于拉伸軸向,說明某些板條在拉伸過程中發(fā)生了大角度的轉(zhuǎn)動,這一現(xiàn)象不能單由晶體學得到解釋。通過與另外兩組不同組織形態(tài)樣品的對照比較,發(fā)現(xiàn)板條轉(zhuǎn)動程度與板條長度以及長寬比密切相關(guān)。據(jù)此提出板條界面阻礙位錯運動導致可動滑移系的自然選擇與板條連續(xù)轉(zhuǎn)動的機制。