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冷拔82B-V珠光体钢中碳化物演化行为

钢铁 2024年

作者：王志豪曹燕光杨庚蔚李昭东张开臣王进建武汉科技大学省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室钢铁研究总院有限公司工程用钢研究院北京市建筑工程研究院有限责任公司

冷拔珠光体钢丝过程中显微组织和渗碳体的演化规律对成品钢丝的性能具有重要影响。采用SEM、TEM、物理化学相分析和原子探针层析技术(APT)等方法研究了82B-V珠光体盘条拉拔生产钢丝和钢绞线过程中的组织演变及碳化物演化行为。微观组织... 详细信息

冷拔珠光体钢丝过程中显微组织和渗碳体的演化规律对成品钢丝的性能具有重要影响。采用SEM、TEM、物理化学相分析和原子探针层析技术(APT)等方法研究了82B-V珠光体盘条拉拔生产钢丝和钢绞线过程中的组织演变及碳化物演化行为。微观组织分析结果表明，经冷拔后珠光体片层逐渐转向拉拔方向，且片层间距由140 nm减小至80 nm，表现出良好的变形能力；在拉拔过程中，钢丝中的铁素体内部生成了大量位错胞状结构，铁素体片层被位错壁隔断呈“竹节”状形貌，渗碳体发生转动，部分相邻的铁素体片层区域间的渗碳体相发生溶解消失。物理化学相分析结果表明，盘条拉拔成钢丝后合金渗碳体中的C元素扩散至铁素体内部，部分渗碳体发生溶解，渗碳体质量分数由7.99%降至6.67%；稳定化处理后的钢绞线中合金渗碳体质量分数略有回升，提高至7.00%；而APT的结果表明，与盘条相比，C原子在钢绞线渗碳体中的平均质量分数仅为13.5%，降低了7.5个百分点；Cr、Mn和V原子在钢绞线渗碳体中的平均质量分数分别为0.51%、1.59%和0.23%，分别降低了0.246、0.785和0.170个百分点，进一步证实了在大变形拉拔过程中合金渗碳体发生溶解，C、Cr、Mn和V扩散至铁素体中。通过拉伸试验和断口形貌分析可知，钢丝在拉伸过程无颈缩产生，断口呈射状及结晶状，存在贯穿整个截面的撕裂棱；而钢绞线产生了颈缩，断口呈灰色无光泽的纤维状，芯部撕裂棱较浅，结晶状形貌明显减少，表现出更优的综合力学性能，其抗拉强度和断面收缩率分别达2 045 MPa和35.2%。

关键词：珠光体钢丝拉拔微观组织合金渗碳体三维原子探针

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珠光体型高铁车轮钢的研究进展

高速铁路新材料 2024年第3期3卷 1-9页

作者：周世同李昭东杨才福雍岐龙南昌航空大学航空制造工程学院南昌330063 钢铁研究总院有限公司工程用钢研究院北京100081

珠光体钢具有高强度和优异的耐磨性,广泛应用于铁路车轮。首先总结了目前我国高速动车组车轮的应用现状、轮辋强韧性水平及主要损伤形式;其次,结合350 km/h自主化高铁车轮钢的研发思路从珠光体组织及夹杂物改性控制方面重点介绍了轮辋... 详细信息

珠光体钢具有高强度和优异的耐磨性,广泛应用于铁路车轮。首先总结了目前我国高速动车组车轮的应用现状、轮辋强韧性水平及主要损伤形式;其次,结合350 km/h自主化高铁车轮钢的研发思路从珠光体组织及夹杂物改性控制方面重点介绍了轮辋材料强韧化机理及超高周疲劳性能的研究进展;最后,从冶金与材料学角度提出了未来更高时速高铁车轮用钢的发展思路。

关键词：高铁车轮珠光体合金化强韧性疲劳性能

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低合金钢海洋腐蚀性能研究进展

金属功能材料 2024年第3期31卷 107-113页

作者：高丽平李昭东黄贞益安徽工业大学冶金工程学院安徽马鞍山243002 钢铁研究总院有限公司科技信息与战略研究所北京100081 钢铁研究总院有限公司工程用钢研究院北京100081

低合金钢具有优良的力学性能、焊接性能与耐蚀性能,被用于各种海洋工程建设,如海洋平台、管道、跨海大桥、海洋船舶等。在海洋中服役时,低合金钢不可避免地要面对海洋大气、潮汐、生物和微生物腐蚀等一系列腐蚀问题,这是其在应用中必须... 详细信息

低合金钢具有优良的力学性能、焊接性能与耐蚀性能,被用于各种海洋工程建设,如海洋平台、管道、跨海大桥、海洋船舶等。在海洋中服役时,低合金钢不可避免地要面对海洋大气、潮汐、生物和微生物腐蚀等一系列腐蚀问题,这是其在应用中必须考虑的关键问题,国内外研究者也就海洋用低合金钢的耐腐蚀性能开展了一系列的研究。对近年来国内外发表的以海洋工程为主要应用背景的低合金钢的服役性能进行了总结和分析,聚焦低合金钢钢作为海洋结构件应用中耐腐蚀性能这项重要的服役性能,总结海洋用低合金钢钢使役过程中的腐蚀服役评价,归纳该类钢作为海洋工程应用仍需突破的科学与技术问题,以期为相关研究工作提供参考。

关键词：低合金钢海洋腐蚀耐腐蚀性能合金元素防护涂层

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基于超声法对不同状态高强度结构钢板残余应力研究

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材料导报 2024年

作者：付同宇曹燕光李昭东魏坤霞张建卫谭峰亮常州大学江苏省材料表面科学与技术重点实验室石油和化工行业装备表面工程与新材料重点实验室钢铁研究总院工程用钢研究院钢研纳克检测技术股份有限公司湖南人文科技学院

随着高强度结构钢板在工程领域的广泛应用，其残余应力的检测与调控对钢板及其构件的生产和应用具有重要意义。本文基于超声法研究矫直和退火处理对高强度钢板残余应力的影响规律，并分析其微观结构特征与残余应力的内在联系。结果表明... 详细信息

随着高强度结构钢板在工程领域的广泛应用，其残余应力的检测与调控对钢板及其构件的生产和应用具有重要意义。本文基于超声法研究矫直和退火处理对高强度钢板残余应力的影响规律，并分析其微观结构特征与残余应力的内在联系。结果表明，700MPa级钢板在热轧态存在较大的残余应力且分布不均匀，轧向的残余应力值范围从-26MPa到232MPa，横向的残余应力值范围从-562MPa到-141MPa；经矫直处理后，相对于热轧态，钢板的轧向和横向残余应力均有所改善，轧向和横向的最大残余应力与最小残余应力差值为168Mpa和351MPa下降了34.88%和16.63%，这是因为矫直改善了应力分布的均匀性，使钢板在较小的张力条件下发生塑性变形，晶体滑移促进晶粒取向的转动，有利于取向密度的不断增加，位错滑移更容易发生，使残余应力得以释放并重新分布；去应力热处理后，相对于热轧态，轧向和横向的最大残余应力与最小残余应力差值为79Mpa和228MPa，下降了69.38%和45.84%，这是由于热激活的作用，晶体内部发生位错湮灭和重新排列，有效改善加工过程中产生的大量杂乱排列的位错，钢板的残余应力及分布得到改善。

关键词：超声法残余应力矫直热处理微观结构

热变形对Fe-0.2C-2Mn合金γ→α转变动力学的影响及理论探讨

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金属学报 2012年第3期48卷 271-276页

作者：夏苑杨志刚李昭东张玉朵张弛清华大学材料科学与工程系先进材料教育部重点实验室北京100084

通过热处理实验和理论计算研究了热变形条件下Fe-0.2C-2Mn合金先共析铁素体转变动力学.金相观察表明,热变形细化铁索体组织,并使铁素体形貌趋于等轴状.在PLE/NPLE理论基础上,运用Pillbox模型和抛物线长大模型计算了变形前后铁素体的晶... 详细信息

通过热处理实验和理论计算研究了热变形条件下Fe-0.2C-2Mn合金先共析铁素体转变动力学.金相观察表明,热变形细化铁索体组织,并使铁素体形貌趋于等轴状.在PLE/NPLE理论基础上,运用Pillbox模型和抛物线长大模型计算了变形前后铁素体的晶界形核率和长大系数,结果表明,过冷奥氏体变形促进NPLE模式下铁素体形核的主要原因是奥氏体晶界面积增加和元素扩散加快,而PLE模式下则是相变驱动力增大占主导.最后对比分析了热变形对形核和长大的影响程度,阐明了热变形细化不同温度区间转变的铁素体组织的机制.

关键词：热变形晶粒细化先共析铁素体动力学

界面反应-扩散混合控制模型下先共析铁素体生长动力学的模拟

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金属学报 2010年第4期46卷 390-395页

作者：刘志远杨志刚李昭东刘振清张弛清华大学材料科学与工程系先进材料教育部重点实验室北京100084

建立了界面反应-扩散混合控制模型用于描述先共析铁素体的台阶生长过程.考虑C原子长程扩散和界面反应对铁素体生长的共同控制作用,建立了混合控制机制下先共析铁素体生长动力学的理论模型.运用该模型对先共析铁素体的台阶生长过程进行... 详细信息

建立了界面反应-扩散混合控制模型用于描述先共析铁素体的台阶生长过程.考虑C原子长程扩散和界面反应对铁素体生长的共同控制作用,建立了混合控制机制下先共析铁素体生长动力学的理论模型.运用该模型对先共析铁素体的台阶生长过程进行了模拟,提出了决定先共析铁素体生长机制的控制因子S.S因子包含了碳扩散、界面迁移、相变温度以及成分的作用.通过该因子可判别是C原子长程扩散还是界面反应在先共析铁素体生长中起主导作用.当S较小时,铁素体生长以界面控制为主;当S较大时,铁素体的生长以扩散控制为主.对Fe-1%C(原子分数)合金在720℃的等温γ→α转变进行了模拟,所得结果与文献报道的实验结果符合较好.

关键词：先共析铁素体混合控制模型生长动力学台阶机制

贝氏体相变温度对含Ti和Mo低碳热轧TRIP钢的组织与力学性能影响及析出相的微观结构表征

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金属学报 2013年第4期49卷 399-407页

作者：王长军孙新军雍岐龙李昭东张熹江陆钢铁研究总院工程用钢研究所北京100081

采用SEM与HRTEM对不同贝氏体相变温度下的热轧TRIP钢进行了显微组织观察和含Ti析出相特征分析.结果表明:贝氏体相变温度对钢的组织形貌、残余奥氏体含量和力学性能均有较大影响,在400℃贝氏体相变温度下,钢的残余奥氏体含量和强塑积均... 详细信息

采用SEM与HRTEM对不同贝氏体相变温度下的热轧TRIP钢进行了显微组织观察和含Ti析出相特征分析.结果表明:贝氏体相变温度对钢的组织形貌、残余奥氏体含量和力学性能均有较大影响,在400℃贝氏体相变温度下,钢的残余奥氏体含量和强塑积均达到最佳值,分别为17.13%和23.87 GPa·%.HRTEM表征和分析发现,钢中存在两类纳米级(Ti,Mo)C析出粒子:一类为奥氏体内析出且与铁素体基体满足(100)_((Ti,Mo)C)∥(110)_(α-Fe),[011]_((Ti,Mo)C)∥[111]_(α-Fe)位向关系;另一类为铁素体内析出且与铁素体基体满足Baker-Nutting位向关系:(100)_((Ti,Mo)C)∥(100)_(α-Fe),[011]_((Ti,Mo)C)∥[001]_(α-Fe).

关键词： TRIP钢 (Ti Mo)C 残余奥氏体贝氏体相变

Ti和Mn含量对CSP工艺Ti微合金钢析出特征与强化机理的影响

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金属学报 2011年第12期47卷 1541-1549页

作者：王长军雍岐龙孙新军毛新平李昭东雍兮钢铁研究总院结构材料研究所北京100081 广州珠江钢铁有限责任公司广州510730

利用电子背散射衍射(EBSD)技术和高分辨透射电子显微镜(HRTEM)对不同和Mn含量的CSP工艺Ti微合金钢进行了显微组织分析与析出相特征观察.结果表明:与Ti和Mn含量较低的钢相比,Ti和Mn含量较高的钢中,不仅小角度晶界分布比例较高.同时颗粒... 详细信息

利用电子背散射衍射(EBSD)技术和高分辨透射电子显微镜(HRTEM)对不同和Mn含量的CSP工艺Ti微合金钢进行了显微组织分析与析出相特征观察.结果表明:与Ti和Mn含量较低的钢相比,Ti和Mn含量较高的钢中,不仅小角度晶界分布比例较高.同时颗粒尺寸在10 nm以下的TiC粒子析出数量显著增加.而较大尺寸的M_3C相(Fe_3C)析出数量却有所减少.此外,强化机理分析表明.细晶强化与位错强化对两实验钢的屈服强度贡献最大,而深沉析出强化是造成两实验钢强度差别的主要原因.

关键词： CSP Ti微合金钢强化机理力学性能

热处理工艺对1500MPa级低碳Nb-Ti低合金钢组织及性能的影响

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材料热处理学报 2013年第7期34卷 65-72页

作者：杨庚蔚雍岐龙孙新军李昭东李晓闲昆明理工大学材料科学与工程学院云南昆明650093 钢铁研究总院工程用钢研究所北京100081

通过低成本成分设计,在控制轧制的基础上,分别采用直接淬火(DQ)、直接淬火+回火(DQ+T)以及再加热淬火+回火(RQ+T)工艺成功制得了抗拉强度1500 MPa级经济型低合金高强高韧钢。对比研究了DQ、DQ+T和RQ+T 3种工艺钢的微观组织和力学性能。... 详细信息

通过低成本成分设计,在控制轧制的基础上,分别采用直接淬火(DQ)、直接淬火+回火(DQ+T)以及再加热淬火+回火(RQ+T)工艺成功制得了抗拉强度1500 MPa级经济型低合金高强高韧钢。对比研究了DQ、DQ+T和RQ+T 3种工艺钢的微观组织和力学性能。结果表明:DQ工艺钢的微观组织为板条马氏体+少量铁素体及残留奥氏体的复相组织,其抗拉强度和屈服强度分别为1750 MPa和1300 MPa,-40℃下冲击吸收功为37 J。200℃回火1 h后,试验钢位错密度降低,大量细小ε碳化物在板条内析出。DQ+T工艺钢屈服强度达到1400 MPa,-40℃下冲击功为43 J。试验钢直接淬火后再加热至880℃,获得了平均晶粒尺寸为5.7μm的细小等轴奥氏体。相比于DQ及DQ+T工艺钢,RQ+T工艺钢获得了更高的韧性,冲击功达到56 J。研究发现,未溶的(Nb,Ti)(C,N)粒子能有效抑制奥氏体晶粒长大。组织细化及残留奥氏体是RQ+T工艺钢获得高韧性最主要的原因。

关键词：低合金高强高韧钢直接淬火扁平奥氏体板条马氏体强韧化机理