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渗碳体球化与Cu合金化改善铁素体-珠光体钢微电偶腐蚀研究

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渗碳体球化与Cu合金化改善铁素体-珠光体钢微电偶腐蚀研究

桥梁缆索用87MnSi钢线材微观组织演变对力学性能的影响

第十一届全国腐蚀与防护大会

作者：魏洁刘虎何晓燕董俊华中国科学院金属研究所

油船货油舱底板的局部腐蚀穿孔是导致原油泄露的主要原因,满足IMO标准要求的耐蚀船板钢的国产化成为我国发展海洋原油运输的重大需求。在舱底板的酸性氯离子环境中,局部点蚀的发生发展与铁素体-珠光体船板钢中显微组织不均匀性所形成的... 详细信息

油船货油舱底板的局部腐蚀穿孔是导致原油泄露的主要原因,满足IMO标准要求的耐蚀船板钢的国产化成为我国发展海洋原油运输的重大需求。在舱底板的酸性氯离子环境中,局部点蚀的发生发展与铁素体-珠光体船板钢中显微组织不均匀性所形成的微电偶加速作用密切相关。本工作采用材料显微组织的调控与表征、电化学测量及腐蚀形貌表征等方法相结合,研究了铁素体-珠光体船板钢中渗碳体分布及形态对微电偶演化的影响机制,同时考察了Cu合金化对减缓腐蚀的作用效果及影响机理。结果表明,铁素体-珠光体钢中,珠光体区片层状渗碳体阴极相与铁素体阳极相的强电偶作用是导致局部点蚀发生的根本原因,随铁素体溶解,渗碳体在表面逐渐累积所造成的阴阳极面积比增大是造成腐蚀加速的主要原因。通过渗碳体球化,将偏聚于珠光体区的大片层状渗碳体转变为弥散分布于整个基体中的纳米颗粒渗碳体,有效消除了表面微区电位和电流的不均匀分布,既抑制了局部点蚀的发生,又减弱了渗碳体累积所造成的腐蚀加速,显著减缓了微电偶腐蚀的加速作用。另外,通过Cu微合金化,固溶在基体中的Cu同时抑制了阴极析氢反应和Fe的阳极溶解反应,有效减缓了腐蚀。采用渗碳体球化和Cu合金化相结合,钢的长期腐蚀速率仅为原始钢的1/3,进一步减缓了腐蚀。

关键词：微电偶腐蚀铁素体-珠光体钢渗碳体球化 Cu合金化

来源： cnki会议评论

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cnki会议

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特殊钢 2024年第3期45卷 114-118页

作者：屈小波王淼曹磊王鲁义饶子才纪文杰吴彦欣武晓燕王天祥江海涛江苏永钢集团有限公司张家港215628 北京科技大学高效轧制与智能制造国家工程研究中心北京100083

针对桥梁缆索用87MnSi钢线材的异常断裂现象,对其盘条和生产工艺过程中钢丝的微观组织和力学性能演变规律进行系统分析。结果表明,盘条组织由珠光体和少量的先共析铁素体组成,且渗碳体片层随机分布。冷拉拔后,渗碳体片层发生扭转弯曲或... 详细信息

针对桥梁缆索用87MnSi钢线材的异常断裂现象,对其盘条和生产工艺过程中钢丝的微观组织和力学性能演变规律进行系统分析。结果表明,盘条组织由珠光体和少量的先共析铁素体组成,且渗碳体片层随机分布。冷拉拔后,渗碳体片层发生扭转弯曲或减薄纤维化,且部分渗碳体发生破碎溶解,溶解量为1.40%(占比9.69%)。热镀锌后,溶解的渗碳体发生球化。盘条(329.8HV)在冷拉拔-热镀锌-稳定化处理过程中的显微硬度呈现先增大(450.2HV)后减小(447.9HV)再增大(469.6HV)的变化趋势;冷拉拔过程中溶解的渗碳体使得钢丝硬度值上升至468.3HV,而热镀锌过程渗碳体的球化,导致硬度值下降至439.8HV,并恶化拉伸性能。当边部的渗碳体球化程度明显时,使得钢丝内外组织和力学性能存在较大差异,并在稳定化处理过程中因受力不均匀而导致断裂。

关键词：桥梁缆索 87MnSi钢热镀锌稳定化处理断裂渗碳体球化

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共析钢的过冷奥氏体动态相变和组织超细化

金属学报 2007年第7期43卷 724-730页

作者：黄青松李龙飞杨王玥孙祖庆北京科技大学新金属材料国家重点实验室北京100083 北京科技大学材料科学与工程学院北京100083

通过在Gleeble-1500热模拟试验机上进行单轴热压缩实验,研究了共析钢中过冷奥氏体在A_1-A_(r1)之间变形时的组织演变,探讨了共析钢中复相组织球化超细化的机理．结果表明:随着应变量的增加,片层珠光体在原始奥氏体晶界形成的铁素体生长... 详细信息

通过在Gleeble-1500热模拟试验机上进行单轴热压缩实验,研究了共析钢中过冷奥氏体在A_1-A_(r1)之间变形时的组织演变,探讨了共析钢中复相组织球化超细化的机理．结果表明:随着应变量的增加,片层珠光体在原始奥氏体晶界形成的铁素体生长前沿形核长大,并向原始奥氏体晶内推进,直至相变完成．片层珠光体生成后继续变形,发生渗碳体的溶断和球化,及铁素体的动态回复再结晶等轴化等过程．渗碳体的球化有两种机制,其一是由于Gibbs-Thomson效应,珠光体中片层状渗碳体发生溶断和球化,生成的大颗粒渗碳体主要分布在铁素体晶界;其二是纳米级渗碳体粒子伴随铁素体动态再结晶在晶内重新析出．实验证实,在合适的变形工艺条件下可以得到亚微米级铁素体与亚微米、纳米级颗粒状渗碳体的双相组织．

关键词：共析钢过冷奥氏体动态相变铁素体动态再结晶组织细化渗碳体球化

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过冷对共析钢动态相变和组织演变的影响

材料研究学报 2007年第6期21卷 593-598页

作者：黄青松杨王明孙祖庆北京科技大学新金属材料国家重点实验室北京100083 北京科技大学材料科学与工程学院北京100083

将共析钢在600-700℃的过冷奥氏体状态下进行单轴热压缩,获得了亚微米级别等轴铁素体+纳米级别弥散分布球化渗碳体的复相组织,其组织演变经历动态相变、片层渗碳体球化、铁素体动态再结晶和纳米级别渗碳体颗粒析出等过程.随着形变温度... 详细信息

将共析钢在600-700℃的过冷奥氏体状态下进行单轴热压缩,获得了亚微米级别等轴铁素体+纳米级别弥散分布球化渗碳体的复相组织,其组织演变经历动态相变、片层渗碳体球化、铁素体动态再结晶和纳米级别渗碳体颗粒析出等过程.随着形变温度的降低,过冷度增加,相变动力学过程加快.片层渗碳体的球化程度由球化时间和球化速度控制,形变温度升高使渗碳体球化速度加快,但是相变开始时间及动力学延迟使得用于渗碳体球化和熟化的时间相应缩短,导致球化程度降低.铁素体再结晶和等轴化过程则主要受位错迁移、渗碳体颗粒钉扎的影响,形变温度升高导致较高的等轴化发展速度.

关键词：金属材料共析钢过冷奥氏体形变温度渗碳体球化铁素体等轴化

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中碳钢温变形微观组织演变

钢铁 2016年第9期51卷 63-69页

作者：李红斌于恩林燕山大学国家冷轧板带装备及工艺工程技术研究中心河北秦皇岛066004 华北理工大学冶金与能源学院河北唐山063009

利用Gleeble-3500热模拟试验机研究了不同变形温度（550、600、650、700℃）和不同变形速率（0.001、0.01、0.1、1、10 s^-1）对热轧态中碳钢温变形过程中变形行为的影响,并结合热加工图探明了在细小晶粒铁素体基体上形成均匀分布细小... 详细信息

利用Gleeble-3500热模拟试验机研究了不同变形温度（550、600、650、700℃）和不同变形速率（0.001、0.01、0.1、1、10 s^-1）对热轧态中碳钢温变形过程中变形行为的影响,并结合热加工图探明了在细小晶粒铁素体基体上形成均匀分布细小渗碳体颗粒复相组织的最佳工艺窗口。结果表明,温变形过程中,会发生铁素体再结晶以及渗碳体片层动态球化行为,其微观组织演变对流变应力影响较大;根据绘制的热加工图,温变形的适宜温度区间为630~700℃,速率区间为0.30~10和0.001~0.007 s^-1,在该工艺区间变形,初始组织转变为细小均匀铁素体基体上分布着细小粒状渗碳体的复相组织。

关键词：中碳钢温变形热加工图动态软化渗碳体球化

变形温度及冷却速度对0.46%C中碳钢组织转变的影响

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热加工工艺 2015年第11期44卷 1-4页

作者：冯运莉唐嘉悦薄杨河北联合大学冶金与能源学院河北唐山063009

通过热模拟试验并结合OM、SEM分析技术,研究了变形温度及冷却速度对0.46%C中碳钢组织转变的影响。结果表明,真应变为0.92,变形速率为10 s-1时,随着变形温度降低,形变诱导铁素体转变量增加。当变形温度为650℃时,形变诱导铁素体达到48.21... 详细信息

通过热模拟试验并结合OM、SEM分析技术,研究了变形温度及冷却速度对0.46%C中碳钢组织转变的影响。结果表明,真应变为0.92,变形速率为10 s-1时,随着变形温度降低,形变诱导铁素体转变量增加。当变形温度为650℃时,形变诱导铁素体达到48.21%。当650℃变形后控冷时,在最终组织中均匀分布退化的珠光体和铁素体,其中铁素体平均晶粒尺寸为3.45μm,退化珠光体平均晶粒尺寸为5.83μm。冷却速度对钢的组织有重要影响,较小的冷却速度有利于形成球状渗碳体。

关键词： 0.46%C中碳钢变形温度冷却速度渗碳体球化

大跨度桥梁缆索用SWRS82B热轧盘条的组织与钢丝扭转性能研究

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大跨度桥梁缆索用SWRS82B热轧盘条的组织与钢丝扭转性能研究

作者：徐忠良东南大学

学位级别：硕士

SWRS82B热轧盘条是制造大跨度桥梁缆索用镀锌钢丝的原材料。目前,国产SWRS82B盘条生产的镀锌钢丝,其抗拉强度等指标已达到相关标准和使用要求,但扭转性能仍不能满足使用要求,因此,SWRS82B盘条仍然依赖进口。利用SEM对镀锌钢丝扭转断口... 详细信息

SWRS82B热轧盘条是制造大跨度桥梁缆索用镀锌钢丝的原材料。目前,国产SWRS82B盘条生产的镀锌钢丝,其抗拉强度等指标已达到相关标准和使用要求,但扭转性能仍不能满足使用要求,因此,SWRS82B盘条仍然依赖进口。利用SEM对镀锌钢丝扭转断口进行了观察与分析,并将其分成三种类型:第一类是平断断口,断口光滑平整,扭转值通常大于20圈,属于材料达到剪切应力极限而破坏的正常切断;第二类是台阶状断口,断口呈现小的台阶状,扭转值通常在10～18圈,主要是由材料内部的带状组织（马氏体）引起的异常断裂;第三类称为斜楔状断口,断面和钢丝轴线成小于45℃的夹角,扭转值一般在10圈以下,主要是钢丝表面的缺陷造成的。研究了钢丝表面裂纹的形式和尺寸对扭转性能的影响,结果表明:钢丝表面横向裂纹对扭转性能的影响最为严重,裂纹走向和变形走向垂直的次之,裂纹走向和变形走向一致的影响最小。钢丝镀锌后扭转值发生明显降低,研究结果表明,钢丝镀锌前处理对扭转性能基本没有影响,热镀锌过程是造成钢丝扭转性能降低的主要因素。盘条在冷拉拔变形过程中,片状渗碳体发生部分断裂或碎化。采用DSC研究了钢丝在加热过程中能量的变化情况,结果表明:在DSC曲线上400～500℃的温度范围内,出现了转变峰,峰值对应钢丝热镀锌的温度450℃。通过SEM观察了镀锌后渗碳体的形态,结果表明,部分渗碳体由原来的片状转变成了球状。因此钢丝在加热过程中出现了转变峰。通过盘条生产工艺和化学成分的调整:添加合金元素钒以细化晶粒,轧后采用强冷的方式,以提高珠光体转变的过冷度,从而减小珠光体的片层间距。盘条质量改进后,珠光体片层间距由原来的0.14μm减小到0.12μm;盘条的抗拉强度略有提高,面缩率由原来的37%增加到41%;钢丝对表面裂纹的敏感性也有所降低,横向裂纹的临界尺寸由原来的0.05mm提高到0.15mm;镀锌钢丝的平均扭转值由20圈提高到25圈。DSC结果表明,盘条质量改进后生产的钢丝,其加热过程中DSC曲线上出现转变峰的温度明显推迟,由原来的400～500℃推迟至450℃50℃的范围,说明盘条组织的细化,有利于减少拉丝过程中形变能的储存,从而提高渗碳体球化转变的温度。SEM观察结果表明,镀锌后渗碳体球化的程度有所降低。通过试制SWRS82B热轧盘条生产工艺和化学成分的改进,采用小方坯连铸连轧工艺生产的SWRS82B热轧盘条,可以生产出满足性能要求的镀锌钢丝。

关键词： SWRS82B盘条钢丝热镀锌扭转渗碳体球化珠光体表面缺陷

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强磁场下硅锰铸钢等温珠光体相变研究

强磁场下硅锰铸钢等温珠光体相变研究

作者：赵辉昆明理工大学

学位级别：硕士

大量的研究表明,在铁基合金的相变过程中施加磁场,可使合金的微观组织发生变化,通过控制外磁场的强度及热处理温度及时间,可以达到加速相变或改善合金机械性能的目的。本论文对50Si2Mn3钢在强磁场条件下进行等温珠光体相变,主要研究了... 详细信息

大量的研究表明,在铁基合金的相变过程中施加磁场,可使合金的微观组织发生变化,通过控制外磁场的强度及热处理温度及时间,可以达到加速相变或改善合金机械性能的目的。本论文对50Si2Mn3钢在强磁场条件下进行等温珠光体相变,主要研究了磁场对珠光体转变量及组织形貌的影响,并对50Si2Mn3钢进行强磁场下球化退火,研究强磁场对渗碳体球化过程,及粒状珠光体组织形貌的影响。实验结果表明：（1）强磁场加速了珠光体的形核及长大过程,显著地促进珠光体转变,且随磁场强度和受磁时间的增加珠光体转变的体积分数增加。强磁场使得珠光体团簇增大,珠光体片间距减小。强磁场对珠光体转变的促进作用在高温时更为显著,低温时,奥氏体的过冷度ΔT对珠光体相变影响更大。硅锰铸钢在本实验条件下共析转变的领先相为铁素体。渗碳体在优先形成的铁素体两侧及内部均能沉淀析出。初生珠光体晶粒中渗碳体多以颗粒状或短杆状呈现,随着晶粒的长大,渗碳体变得连续,两相趋于平行片层排列。（2）外加强磁场提高了珠光体转变过程中铁原子跃迁几率,强磁场对新旧两相的磁化强度差为珠光体转变过程中提供了附加磁驱动力△G,△G正比于磁场强度。ΔGMH的产生使得珠光体转变形核势垒减小,临界形核半径减小,提高了珠光体形核率和晶粒长大速度,使等温相变孕育期缩短,同时转变温度升高,C曲线较之无磁时往左移动。（3）强磁场下进行球化退火时,铁素体与渗碳体相界面能相对升高,同时磁致伸缩引起体积变化导致珠光体晶粒长大过程中形变能的升高,使得具有更小相界面面积的粒状珠光体形成时同时具有最小的界面能和形变能,易于生成。在较高温进行的等温退火渗碳体球化明显,且生成的粒状珠光体颗粒尺寸和粒间距较大。强磁场降低了渗碳体颗粒迁移、溶合的几率,同时又增加了珠光体的形核率,降低了临界形核半径,使得更多的小颗粒的晶核变得稳定,在长大过程中保留下来,导致渗碳体颗粒尺寸和粒间距减小。

关键词：磁场处理珠光体等温转变铸钢渗碳体球化

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锅炉钢石墨化的形成——研究方法及其评级

理化检验.物理分册 1980年第1期 9-13页

作者：金蕴琳东北电管局技术改进局

本文叙述了火力发电厂锅炉用低碳钢、低碳0.5%钼钢,长期在高温条件下运行过程中会出现石墨化现象;这种石墨化现象形成的原因、特征及其对锅炉安全运行的危害。文中还介绍了石墨化的研究方法、评级的标准以及防止的措施。

关键词：石墨化程度英国金相评级大不列颠及北爱尔兰联合王国渗碳体球化碳素钢低碳钢