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700MPa级高塑低碳低合金钢的多相组织调控及性能

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金属学报 2015年第4期51卷 407-416页

作者：周文浩谢振家郭晖尚成嘉北京科技大学材料科学与工程学院北京100083

通过临界退火、临界回火以及回火的多步热处理方式,研究了低碳低合金钢的组织演变与力学性能.结果表明,临界退火后的组织为板条状的临界铁素体及贝氏体/马氏体的双相组织.经临界回火后,为临界铁素体、回火贝氏体/马氏体以及残余奥氏体... 详细信息

通过临界退火、临界回火以及回火的多步热处理方式,研究了低碳低合金钢的组织演变与力学性能.结果表明,临界退火后的组织为板条状的临界铁素体及贝氏体/马氏体的双相组织.经临界回火后,为临界铁素体、回火贝氏体/马氏体以及残余奥氏体的多相组织.残余奥氏体呈粒状和条状,分布在铁素体/贝氏体（马氏体）相界面及贝氏体/马氏体板条之间,含量高达29%,并在回火后保持稳定,主要通过C,Mn,Ni和Cu在逆转奥氏体中的富集来稳定.临界退火及回火过程中,Nb C在铁素体及贝氏体/马氏体中析出,呈球状、椭圆形或不规则形状,平均尺寸为10 nm;富Cu的析出相在临界回火及回火过程中形成,呈球状分布于铁素体及残余奥氏体中,尺寸在10~30 nm之间.通过残余奥氏体的应变诱导塑性（TRIP）效应及纳米析出相的析出强化作用,实验钢具有优异的力学性能：屈服强度高于700 MPa,抗拉强度高于900 MPa,均匀延伸率高于20%,总延伸率高于30%.

关键词：高性能临界热处理多相组织残余奥氏体纳米析出相

厚规格多相组织X80管线钢低温韧性与断口分离研究

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厚规格多相组织X80管线钢低温韧性与断口分离研究

作者：王慧慧郑州大学

学位级别：硕士

国内天然气需求量逐年递增,天然气管道开始朝着超大输量方向发展。增加管径和壁厚是提高输送能力的有效途径。随着管径和壁厚增加,设计系数和输送压力越来越高,这对管线钢低温断裂韧性提出了更高的要求。利用落锤撕裂（Drop Weight Tear... 详细信息

国内天然气需求量逐年递增,天然气管道开始朝着超大输量方向发展。增加管径和壁厚是提高输送能力的有效途径。随着管径和壁厚增加,设计系数和输送压力越来越高,这对管线钢低温断裂韧性提出了更高的要求。利用落锤撕裂（Drop Weight Tear Test,DWTT）试验研究厚规格管线钢板止裂性能,断口表面通常会发生断口分离现象,降低了钢板的低温韧性。本文以25.7 mm和32.1 mm厚多相组织X80管线钢为研究对象,采用金相显微镜和扫描电镜研究钢板微观组织和DWTT断口分离裂纹,以建立X80管线钢断裂行为与微观组织之间的关系。主要研究结果如下:对25.7 mm厚多相组织X80管线钢微观组织和DWTT断口形貌进行观察,研究了X80管线钢断裂行为与微观组织之间的关系。研究结果表明,钢板微观组织由粒状贝氏体（GB）、针状铁素体（AF）、贝氏体铁素体（BF）、多边形铁素体（PF）和准多边形铁素体（QPF）构成;马氏体-奥氏体（MA）岛、夹杂物周围易萌生微孔及二次裂纹;在晶粒内部形核长大的二次裂纹扩展至小尺寸MA岛及AF处出现止裂,提高了钢板的断裂韧性。分离裂纹形成于带状组织处。对25.7 mm厚多相组织X80管线钢双面减薄（19.0 mm）DWTT断口分离裂纹进行了研究。研究结果表明,DWTT断口分离裂纹起始于GB带处;分离裂纹以穿晶断裂方式穿过GB,路径平直,说明GB阻碍分离裂纹扩展作用较小,以沿晶断裂的方式沿PF晶界扩展,裂纹方向不断发生偏折,提高了裂纹扩展功,从而增大钢板的断裂韧性。分离裂纹尖端受到细小MA的钝化作用,扩展受阻出现停滞。多相组织中少量GB以及适量的PF有利于减少分离裂纹的产生。对32.1 mm厚多相组织X80管线钢全厚度DWTT断口分离裂纹进行了研究,研究发现32.1 mm厚多相组织X80管线钢DWTT断口表面逆向解理面较大,分离裂纹数量少。偏向较大剪切唇一侧的分离裂纹边缘附近组织发生较大变形,而另一侧组织变形较小。在32.1 mm厚多相组织结构中,分离裂纹沿小尺寸PF晶界扩展,而平直地穿过大尺寸PF内部,分离裂纹沿GB带扩展时路径平直,停滞于细小的MA岛处。

关键词： X80管线钢多相组织断口分离裂纹带状组织 MA岛多边形铁素体粒状贝氏体

焊接热影响区多相组织X80试验钢断裂韧度仿真分析

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装备维修技术 2023年第5期 109-112页

作者：代文贺刘智勇王同军河北省特种设备监督检验研究院国家市场监管重点实验室(钢制管子及管件安全评价) 北京科技大学新材料技术研究院

现代社会建设过程中，大口径、耐高压管线钢的应用越来越广泛，因此确保管线钢具有较高的质量，可以推动现代社会向着更加良好的方向发展。管线钢焊接及使用过程中，需要对管线钢各方面性能予以检测。基于此，以断裂韧度为例，通过对相... 详细信息

现代社会建设过程中，大口径、耐高压管线钢的应用越来越广泛，因此确保管线钢具有较高的质量，可以推动现代社会向着更加良好的方向发展。管线钢焊接及使用过程中，需要对管线钢各方面性能予以检测。基于此，以断裂韧度为例，通过对相关理论基础进行介绍，进而详细对焊接热影响区多相组织X80试验钢断裂韧度仿真分析，以此明确X80管线钢焊接热影响区断裂韧度与贝氏体含量及贝氏体晶粒长度比之间的关联性。

关键词：焊接热影响区多相组织断裂韧度仿真分析

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低碳多相钢的组织调控与力学性能

北京科技大学学报 2013年第5期35卷 592-600页

作者：任勇强谢振家尚成嘉北京科技大学材料科学与工程学院北京100083

采用优化后的临界区再加热—淬火中温等温(T1、T2)热处理工艺,对具有不同前躯体组织的(0.22/0.17)C-(1.91/1.85)Mn-(1.32/0.94)Si两类热轧6 mm钢板分别进行处理,获得了具有铁素体、贝氏体、马氏体以及弥散分布于原奥氏体晶界、相界等处... 详细信息

采用优化后的临界区再加热—淬火中温等温(T1、T2)热处理工艺,对具有不同前躯体组织的(0.22/0.17)C-(1.91/1.85)Mn-(1.32/0.94)Si两类热轧6 mm钢板分别进行处理,获得了具有铁素体、贝氏体、马氏体以及弥散分布于原奥氏体晶界、相界等处的残余奥氏体所构成的多相组织.利用扫描电镜、X射线衍射以及电子背散射衍射分析技术等对不同热处理阶段钢的微观组织进行了表征.结果证实,采用不同的前躯体组织设计可以很好地调控临界区再加热逆转变奥氏体的组织形貌、比例以及碳含量,进而通过后续处理来实现对钢中多相组织的调控.前躯体为马氏体的0.22C钢,经T1工艺后获得了以针状铁素体为基体的多相组织,其强塑积超过了30 GPa·%;前躯体为铁素体+马氏体的0.17C钢经T2工艺后获得了以块状铁素体为基体的多相组织,其强塑积超过了27 GPa·%.

关键词：低碳钢热处理多相组织力学性能残余奥氏体

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基于BS值的钢中多相组织分相技术

中国冶金 2019年第9期29卷 39-44页

作者：崔桂彬鞠新华王泽阳杨瑞尹立新首钢集团有限公司技术研究院检测中心北京100043

为了对钢中双相或多相组织进行分相定量表征,利用场发射扫描电镜(FE-SEM)与电子背散射衍射技术(EBSD)中的BS值对其进行了详细的研究与讨论。结果表明,对于单相的铁素体、贝氏体或马氏体,其BS灰度分布图呈近似的正态分布,BS图可以呈现出... 详细信息

为了对钢中双相或多相组织进行分相定量表征,利用场发射扫描电镜(FE-SEM)与电子背散射衍射技术(EBSD)中的BS值对其进行了详细的研究与讨论。结果表明,对于单相的铁素体、贝氏体或马氏体,其BS灰度分布图呈近似的正态分布,BS图可以呈现出类似于组织的图像。利用BS值可以很好地对结构相近的双相或多相组织进行分相定量。在分相定量时,需选择适合的拟合函数,定量结果才更为准确。

关键词： BS值多相组织分相技术 EBSD

弛豫时间对EH47特厚止裂钢组织与性能的影响

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钢铁 2024年第5期59卷 153-160,133页

作者：肖大恒李骞高擎周文浩谢振家尚成嘉湖南华菱湘潭钢铁有限公司技术质量部湖南湘潭411100 北京科技大学钢铁共性技术协同创新中心北京100083 北京科技大学新金属材料国家重点实验室北京100083

采用拉伸、冲击、无塑性转变(NDT)温度落锤等力学性能测试方法和光学显微镜、扫描电镜、电子背散射衍射等显微组织分析手段,研究了EH47钢轧后弛豫60、180和360 s对特厚钢组织性能的影响。结果表明,弛豫时间为60 s和180 s的试验钢1/4厚度... 详细信息

采用拉伸、冲击、无塑性转变(NDT)温度落锤等力学性能测试方法和光学显微镜、扫描电镜、电子背散射衍射等显微组织分析手段,研究了EH47钢轧后弛豫60、180和360 s对特厚钢组织性能的影响。结果表明,弛豫时间为60 s和180 s的试验钢1/4厚度(t/4)处屈服和抗拉强度相差不大,分别为518、538 MPa和641、655 MPa,而弛豫时间为360 s时,试验钢t/4屈服和抗拉强度明显降低,分别为474 MPa和553 MPa。试验钢t/4低温韧性和表面P-2型NDT落锤性能随弛豫时间从60 s增加至360 s呈先降低后增加趋势。弛豫60、180和360 s的试验钢t/4处-40℃冲击功分别为248、78和340 J,钢板表面-50℃P-2型NDT落锤性能分别为无开裂、开裂和无开裂。显微组织表征结果表明,弛豫时间对试验钢表面至t/4位置的显微组织具有显著影响。弛豫时间为60 s时,试验钢表面为板条贝氏体,t/4位置为针状铁素体加贝氏体;弛豫180 s时表面为贝氏体和呈网状分布铁素体,t/4位置为少量准多边形铁素体加贝氏体;弛豫360 s时表面为多边形铁素体加少量贝氏体,t/4为准多边形铁素体加针状铁素体。进一步研究表明,弛豫时间为180 s的试验钢,由于沿晶界分布的网状铁素体的存在,在低温落锤冲击时,应变主要集中在晶界铁素体中,从而形成孔洞,这种网状分布铁素体中的孔洞很容易串联形成裂纹而开裂。

关键词：止裂钢 EH47特厚板弛豫无塑性转变多相组织

一步等温和两步等温处理对30CrMnSiA钢力学性能的影响

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材料热处理学报 2024年第5期45卷 122-134页

作者：冀宣名王礼榕杨明王攀智贵州大学材料与冶金学院贵州贵阳550025 高性能金属结构材料与制造技术国家地方联合工程实验室贵州贵阳550025 贵州航宇科技发展股份有限公司贵州贵阳550081

设计了一步等温和两步等温Q&P处理,通过改变淬火温度和等温温度使30CrMnSiA钢获得了不同含量一次马氏体(PM)、残留奥氏体(RA)、二次马氏体(FM)及贝氏体(BF)的多相微观组织。采用X射线衍射(XRD)、电子背散射衍射(EBSD)技术和透射电镜(TEM... 详细信息

设计了一步等温和两步等温Q&P处理,通过改变淬火温度和等温温度使30CrMnSiA钢获得了不同含量一次马氏体(PM)、残留奥氏体(RA)、二次马氏体(FM)及贝氏体(BF)的多相微观组织。采用X射线衍射(XRD)、电子背散射衍射(EBSD)技术和透射电镜(TEM)等分析了Q&P处理对试验钢组织和力学性能的影响,并分析了热处理工艺影响RA含量、形态和C浓度的微观机制。结果表明:Q&P工艺中的淬火温度和等温温度决定了各相的含量和特性,高的等温温度有利于提升试验钢的拉伸塑性,而残留奥氏体的含量和碳浓度能够显著影响试验钢的伸长率、强塑积和屈服强度;330℃是一步等温和两步等温处理的最佳淬火温度,该温度下高的RA的含量及C浓度能够显著提升30CrMnSiA钢的伸长率、强塑积和屈服强度。与一步等温Q&P处理比较,两步等温Q&P处理可以提高组织中的RA含量,并能显著降低FM含量,这有助于提升30CrMnSiA钢的力学性能。

关键词：多相组织一步淬火配分(OQ&P) 两步淬火配分(TQ&P) 拉伸性能

高能瞬时电脉冲处理对42CrMo钢组织与性能的影响

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金属学报 2018年第9期54卷 1245-1252页

作者：潘栋赵宇光徐晓峰王艺橦江文强鞠虹吉林大学材料科学与工程学院汽车材料教育部重点实验室长春130025

采用XRD、SEM及TEM等手段,研究了42Cr Mo钢经高能瞬时电脉冲及传统处理后组织与性能的变化。结果表明,480 ms电脉冲处理后水冷(EPQ)处理可细化42Cr Mo钢的晶粒和组织,促进残余奥氏体及孪晶马氏体的形成,处理后的综合力学性能比传统淬火(... 详细信息

采用XRD、SEM及TEM等手段,研究了42Cr Mo钢经高能瞬时电脉冲及传统处理后组织与性能的变化。结果表明,480 ms电脉冲处理后水冷(EPQ)处理可细化42Cr Mo钢的晶粒和组织,促进残余奥氏体及孪晶马氏体的形成,处理后的综合力学性能比传统淬火(TQ)态42Cr Mo钢提高32%;随后的180 ms电脉冲处理后空冷(EPT)处理可提高EPQ态42Cr Mo钢中残余奥氏体的稳定性,促进复相组织的形成,处理后的综合力学性能比其经传统回火(TT)处理后提高13.9%。

关键词：电脉冲处理 42CrMo钢多相组织残余奥氏体强塑积

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高强度海工钢的组织及强韧化机理研究

高强度海工钢的组织及强韧化机理研究

作者：朱康峰武汉科技大学

学位级别：硕士

海洋工程用钢服役环境恶劣,需要高强度、良好的低温韧性与焊接性能。对不同强度级别与规格的海工钢的生产工艺、组织进行精准调控并系统研究钢的强韧化机理是十分必要的。本文以460 MPa级(25 mm和85 mm厚)和550 MPa级(60mm厚)海工钢为... 详细信息

海洋工程用钢服役环境恶劣,需要高强度、良好的低温韧性与焊接性能。对不同强度级别与规格的海工钢的生产工艺、组织进行精准调控并系统研究钢的强韧化机理是十分必要的。本文以460 MPa级(25 mm和85 mm厚)和550 MPa级(60mm厚)海工钢为研究对象,研究了TMCP和热处理工艺对组织演变、强韧性及其疲劳裂纹扩展速率的影响规律与机理。主要结论如下:460 MPa级25 mm厚试验钢组织为铁素体加珠光体,屈服强度444.5 MPa,抗拉强度530 MPa,断后伸长率为26%,韧脆转变温度约-90℃,主要为细晶强化;460 MPa级85 mm厚试验钢近表面组织为回火贝氏体,主要为位错强化,1/4厚度与心部组织为铁素体加珠光体,主要为细晶强化,韧脆转变温度约-60℃;550 MPa级60 mm厚试验钢组织以回火贝氏体为主,韧-脆转变温度约-50℃,主要为位错强化。550 MPa级试验钢经835℃淬火、600℃回火后组织为铁素体、回火贝氏体、回火索氏体,屈服强度592.5 MPa,抗拉强度693.5 MPa,屈强比0.85,断后伸长率23%,-60℃冲击功169 J。550 MPa级试验钢疲劳裂纹扩展速率低于460 MPa级试验钢。贝氏体组织为主的550 MPa级试验钢裂纹偏折程度较大,对裂纹扩展的阻碍作用更强,裂纹尖端更加细小,疲劳断口更为粗糙。

关键词：海洋工程用钢多相组织低温韧性疲劳裂纹扩展速率