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-70℃超低温环境用钢09MnNiDR的组织性能

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钢铁 2020年第10期55卷 89-95页

作者：冯路路胡锋乔文玮鲁修宇武汉科技大学耐火材料与冶金国家重点实验室湖北武汉430081 荆楚理工学院机械工程学院湖北荆门448000 武汉科技大学高性能钢铁材料及其应用省部共建协同创新中心湖北武汉430081 江苏华能电缆股份有限公司江苏高邮225613 武汉钢铁(集团)研究院长材研究所湖北武汉430080

09MnNiDR作为-70℃超低温环境钢,少镍低成本属性引起了广泛的关注,细化铁素体晶粒和球化渗碳体为其提高低温冲击韧性的主要方法。为了探究微观组织对其综合力学性能的影响,采用3种不同热处理工艺对09MnNiDR钢进行了试验,利用光学显微镜... 详细信息

09MnNiDR作为-70℃超低温环境钢,少镍低成本属性引起了广泛的关注,细化铁素体晶粒和球化渗碳体为其提高低温冲击韧性的主要方法。为了探究微观组织对其综合力学性能的影响,采用3种不同热处理工艺对09MnNiDR钢进行了试验,利用光学显微镜、扫描显微镜、拉伸试验机和低温冲击韧性试验机对试验钢的微观组织形貌进行了观察和力学性能的测定。结果表明,试验钢经正火后晶粒得到了细化,铁素体晶粒度为13级,-70℃低温冲击韧性不小于25J,韧脆转变温度为-70^-80℃;试验钢正火加热保温出炉后采用风冷加速冷却能进一步细化晶粒,铁素体晶粒度达到14级,强度和韧性同时得到了提高,韧脆转变温度降低至-80^-90℃;试验钢经正火+回火处理后,正火形成的片状或短棒状渗碳体在回火时发生了球化转变为颗粒状,对比正火态强度出现了下降,低温冲击韧性得到了进一步的提高,韧脆转变温度降低至-100℃以下。不同的生产企业可以选择合适的热处理工艺来提高09MnNiDR的低温冲击韧性,满足用户的特殊需求。

关键词： -70℃ 超低温 09MnNiDR 晶粒尺寸正火正火+回火

30 GPa·%级中碳贝氏体钢中残余奥氏体的调控机理

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中国冶金 2021年第7期31卷 22-29,37页

作者：严恒胡锋王坤周松波周雯吴开明武汉科技大学高性能钢铁材料及其应用省部共建协同创新中心湖北武汉430081 武汉科技大学国际钢铁研究院湖北武汉430081 武汉科技大学冶金工业过程系统科学湖北省重点实验室湖北武汉430081 材谷金带(佛山)金属复合材料有限公司广东佛山528000

为了进一步提高中碳贝氏体钢的强塑性能,研究残余奥氏体的形态及分布对中碳贝氏体钢强塑积的影响。采用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)等测试技术对不同试样的显微组织进行观测对比,利用X射线衍射测试技术(XRD)对试样的组织... 详细信息

为了进一步提高中碳贝氏体钢的强塑性能,研究残余奥氏体的形态及分布对中碳贝氏体钢强塑积的影响。采用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)等测试技术对不同试样的显微组织进行观测对比,利用X射线衍射测试技术(XRD)对试样的组织含量进行检测,利用拉伸试验对试样的力学性能进行检测。结果表明,Al部分取代Si能够加速贝氏体相变过程,有效细化贝氏体板条尺寸和残余奥氏体尺寸,提升残余奥氏体中的碳含量,促使形成更稳定的尺寸更小的薄膜状残余奥氏体,推迟试样颈缩的发生,试样伸长率有大幅度的提升。其中,300℃等温淬火8 h工艺条件下,0.26Si-1.1Al试样的强塑积提升至30 GPa·%级别。

关键词：中碳贝氏体残余奥氏体抗拉强度伸长率强塑积

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不同结构超细贝氏体钢的耐腐蚀性能

不同结构超细贝氏体钢的耐腐蚀性能

2021第八届海洋材料与腐蚀防护大会暨2021第二届钢筋混凝土耐久性与设施服役安全大会

作者：龚丽张弦刘静吴开明耐火材料与冶金省部共建国家重点实验室高性能钢铁材料及其应用省部共建协同创新中心冶金工业过程系统科学湖北省重点实验室武汉科技大学

采用一步和二步贝氏体等温转变工艺对低碳钢进行热处理,对不同实验钢的显微组织、物相分布和电化学性能进行了表征和测试,进一步在3.5 wt.%NaCl溶液中进行慢应变速率拉伸应力腐蚀试验,分析裂纹扩展和断裂过程的变化,对试验钢的应力腐蚀... 详细信息

采用一步和二步贝氏体等温转变工艺对低碳钢进行热处理,对不同实验钢的显微组织、物相分布和电化学性能进行了表征和测试,进一步在3.5 wt.%NaCl溶液中进行慢应变速率拉伸应力腐蚀试验,分析裂纹扩展和断裂过程的变化,对试验钢的应力腐蚀敏感性和环境断裂进行评价。结果表明,与一步贝氏体等温工艺相比,二步贝氏体等温转变工艺后形成的超细贝氏体钢中残余奥氏体含量更小,组织更加均匀。电化学测试结果显示在3.5 wt.%NaCl溶液中二步贝氏体钢的耐腐蚀性能较一步贝氏体钢更为优异。慢应变速拉伸结果显示裂纹主要在块状残余奥氏体处萌生,铁素体贝氏体板条能够阻碍裂纹的传播,一步贝氏体钢较二步贝氏体钢有更高的应力腐蚀敏感性。

关键词：超细贝氏体钢热处理工艺显微组织耐腐蚀性能 SCC 微裂纹

微纳结构贝氏体钢中残余奥氏体对电化学及应力腐蚀行为的影响

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微纳结构贝氏体钢中残余奥氏体对电化学及应力腐蚀行为的影响

第九届海洋材料与腐蚀防护大会暨第三届钢筋混凝土耐久性与设施服役安全大会

作者：张弦龚丽刘静成林吴开明冶金工业过程系统科学湖北省重点实验室耐火材料与冶金省部共建国家重点实验室高性能钢铁材料及其应用省部共建协同创新中心武汉科技大学

采用精细表征方法（SEM/EDS、TEM、XRD、EBSD）,电化学测试和慢应变速率应力腐蚀试验,研究经不同预应变（0.75/1/1.25δ）后,在海洋环境中残余奥氏体对微纳结构贝氏体钢的电化学及应力腐蚀开裂行为的影响。结果表明,随着预应变量的增加... 详细信息

采用精细表征方法（SEM/EDS、TEM、XRD、EBSD）,电化学测试和慢应变速率应力腐蚀试验,研究经不同预应变（0.75/1/1.25δ）后,在海洋环境中残余奥氏体对微纳结构贝氏体钢的电化学及应力腐蚀开裂行为的影响。结果表明,随着预应变量的增加,试验钢中残余奥氏体的含量明显下降,发生了应力诱导马氏体相变,提高了钢的屈服强度和抗拉强度。经过预应变后,试验钢中空位和位错密度增加,表面活性位点的增加加速了钢的溶解;因此随着预应变量增加,微纳结构贝氏体钢的腐蚀电流密度增大,电化学腐蚀速率增大。通过预应变引入的大量位错,同时也阻碍了腐蚀促进的位错运动,使得腐蚀促进的局部塑性变形难以达到临界值,减少了应力腐蚀裂纹潜在的形核位点,改善了微纳结构贝氏体钢的应力腐蚀敏感性。

关键词：微纳结构贝氏体钢残余奥氏体预应变电化学腐蚀应力腐蚀

海洋环境中残余奥氏体对微纳结构贝氏体钢应力腐蚀开裂行为的影响

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海洋环境中残余奥氏体对微纳结构贝氏体钢应力腐蚀开裂行为的影响

第九届海洋材料与腐蚀防护大会暨第三届钢筋混凝土耐久性与设施服役安全大会

采用精细表征方法（SEM/EDS、TEM、XRD、EBSD）,电化学测试和慢应变速率拉伸应力腐蚀试验,研究经不同预应变（0.75/1/1.25δ）后,在海洋环境中残余奥氏体对微纳结构贝氏体钢的应力腐蚀开裂行为的影响。结果表明,随着预应变量的增加,试... 详细信息

采用精细表征方法（SEM/EDS、TEM、XRD、EBSD）,电化学测试和慢应变速率拉伸应力腐蚀试验,研究经不同预应变（0.75/1/1.25δ）后,在海洋环境中残余奥氏体对微纳结构贝氏体钢的应力腐蚀开裂行为的影响。结果表明,随着预应变量的增加,试验钢中残余奥氏体的含量明显下降,发生了应力诱导马氏体相变,提高了钢的屈服强度和抗拉强度。经过预应变后,一方面试验钢发生应力诱导马氏体相变,产生体积膨胀,导致应力集中,增大试验钢表面电化学活性,增加微电偶腐蚀的敏感性;另一方面试验钢位错密度增大,位错堆积的区域基体活性增强,使得试验钢表面活性位点增多,腐蚀反应增强;因此随着预应变载荷量增加,微纳结构贝氏体钢的腐蚀电流密度增大,电化学腐蚀速率增大。慢应变速率拉伸应力腐蚀试验结果表明;随着预应变载荷量增大,试验钢的应力腐蚀敏感性呈先下降后上升的趋势,当预应变载荷量为1δ,试验钢的应力腐蚀敏感性最低。与常规钢相比,预应变钢在拉伸过程中由相变引起的应力集中较少,阳极溶解减弱,应力腐蚀敏感性下降;随着预应变载荷量增大,试验钢的SCC裂纹萌生不仅会受到微电偶腐蚀的影响,还会受到位错堆积和残余微应力的影响,滑移带和位错堆积的基体表面活性高,更容易发生腐蚀,优先溶解形成蚀坑,成为裂纹萌生源,应力腐蚀敏感性增大。

关键词：微纳结构贝氏体钢海洋环境残余奥氏体电化学腐蚀应力腐蚀开裂

微纳结构贝氏体钢的热处理工艺及耐腐蚀性能研究

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微纳结构贝氏体钢的热处理工艺及耐腐蚀性能研究

2021第八届海洋材料与腐蚀防护大会暨2021第二届钢筋混凝土耐久性与设施服役安全大会

关键词：超细贝氏体钢热处理工艺显微组织耐腐蚀性能 SCC 微裂纹

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等温转变对中碳贝氏体钢组织及性能的影响

塑性工程学报 2022年第11期29卷 209-215页

作者：陈康彦张志建胡锋李化龙江苏省(沙钢)钢铁研究院江苏苏州215625 武汉科技大学高性能钢铁材料及其应用省部共建协同创新中心(国际钢铁研究院) 湖北武汉430081

通过试验研究了不同等温转变温度下低温贝氏体钢的显微组织,探索了残余奥氏体的形态和稳定性对试验钢力学性能和断裂行为的影响。利用扫描电镜、透射电镜和X射线衍射对低温贝氏体钢的微观组织、拉伸及冲击断口形貌进行了表征。结果表明... 详细信息

通过试验研究了不同等温转变温度下低温贝氏体钢的显微组织,探索了残余奥氏体的形态和稳定性对试验钢力学性能和断裂行为的影响。利用扫描电镜、透射电镜和X射线衍射对低温贝氏体钢的微观组织、拉伸及冲击断口形貌进行了表征。结果表明,随着等温转变温度的升高,试验钢的抗拉强度保持在1500 MPa以上,屈服强度由945 MPa下降至806 MPa,断后伸长率由14.0%下降至9.0%。等温转变温度对试验钢残余奥氏体的形态和稳定性有明显影响,随着等温转变温度的上升,残余奥氏体从富碳细条状和薄膜状变成贫碳块状,在塑性变形初期,这种形态的残余奥氏体大量、快速地发生应变诱发马氏体相变,为裂纹扩展提供了路径,从而降低了钢的韧性和塑性,使试验钢的拉伸和冲击断口的延性穿晶断裂特征更明显。

关键词：低温贝氏体贝氏体转变 TRIP 拉伸断口冲击断口

Q345FRE高铌耐火钢模拟焊接热影响区高温拉伸性能

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焊接 2021年第6期 13-18,33,61,62页

作者：崔强刘攀孟令明王红鸿南京钢铁有限公司南京210035 武汉科技大学高性能钢铁材料及其应用省部共建协同创新中心武汉430081

采用热模拟方法,在Gleeble-3500试验机上进行了Q345FRE耐火钢在单道次不同峰值温度、多道次不同峰值温度、不同t 8/5时间下热影响区的600℃高温拉伸试验,研究了不同状态下热影响区的高温拉伸性能、二次高温拉伸及其变化规律。研究结果表... 详细信息

采用热模拟方法,在Gleeble-3500试验机上进行了Q345FRE耐火钢在单道次不同峰值温度、多道次不同峰值温度、不同t 8/5时间下热影响区的600℃高温拉伸试验,研究了不同状态下热影响区的高温拉伸性能、二次高温拉伸及其变化规律。研究结果表明,在单道次和双道次的焊接热影响区中,模拟峰值温度870℃的不完全重结晶区,其600℃的高温屈服强度和抗拉强度最低;模拟峰值温度1320℃的粗晶区,其600℃高温屈服强度和抗拉强度最高且高于母材的强度;模拟不完全结晶区,焊接热输入(t 8/5时间)对600℃高温屈服强度和抗拉强度的影响无明显规律,且当t 8/5≤80 s时,二次过火的热模拟不完全结晶区的强度没有降低。

关键词：耐火钢焊接热影响区高温拉伸性能

海洋环境下微观结构对典型桥梁钢腐蚀行为的影响机理

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海洋环境下微观结构对典型桥梁钢腐蚀行为的影响机理

第十一届全国腐蚀与防护大会

作者：张弦王智慧刘静成林吴开明省部共建耐火材料和冶金国家重点实验室湖北省冶金工业过程系统科学重点实验室高性能钢铁材料及其应用省部共建协同创新中心武汉科技大学

桥梁钢具有高强韧性、良好的焊接性及较低的经济成本等优点,广泛应用于跨海大桥及跨海公路的钢结构中。在海洋工程建设中,海洋环境中存在着大量的腐蚀性离子,对钢结构的稳定性以及使用年限都产生了影响,因此要求桥梁钢具有更高的耐腐蚀... 详细信息

桥梁钢具有高强韧性、良好的焊接性及较低的经济成本等优点,广泛应用于跨海大桥及跨海公路的钢结构中。在海洋工程建设中,海洋环境中存在着大量的腐蚀性离子,对钢结构的稳定性以及使用年限都产生了影响,因此要求桥梁钢具有更高的耐腐蚀性能。局部腐蚀是桥梁钢在海洋环境下的主要腐蚀类型,因此研究微观结构诱发桥梁钢腐蚀行为机理十分必要。本研究选择了Q500qE、Q370qD、Q370qE三种桥梁钢作为研究对象,模拟海洋环境,结合第一性原理计算及场发射扫描电子显微镜(SEM)、扫描开尔文探针力显微镜(SKPFM)和扫描振动电极测试(SVET)等多种高灵敏度分析仪器,阐明了夹杂物与显微组织诱发局部腐蚀的起源,阐明了腐蚀产物的组成及演化,最终评价三种桥梁钢的耐腐蚀性能并明确其腐蚀机制。主要结果表明:三种桥梁钢中夹杂物是局部腐蚀诱发的起源。(Al,Mg)-O-CaS复合夹杂物中CaS部分的优先溶解产生微缝隙,导致H聚集形成酸性环境,进一步促进了夹杂物的溶解。显微组织对于局部腐蚀的扩展起着重要作用。贝氏体铁素体(BF)+马氏体/奥氏体(M/A)岛组织与珠光体+铁素体组织都可以构成微腐蚀电池,其中贝氏体组织分布均匀,且两相间电位差较小,而珠光体组织呈现带状分布且两相间电位差较大,因此其相对贝氏体组织促进了局部腐蚀的传播。珠光体的组织形貌对于局部腐蚀行为也有着重要影响。珠光体组织中较小的层间间距和较低的碳含量可以相对减少微腐蚀电池的数量,进而降低腐蚀速率。第一性原理计算结果表明相对应渗碳体,铁素体中低指数晶面的平均功函数较低,说明铁素体的理论腐蚀倾向性高于渗碳体。随着腐蚀周期的延长,腐蚀产物主要由α-FeOOH、γ-FeOOH、FeO和α-FeO组成,由于合金元素的作用锈层结构逐渐变得致密且腐蚀速率均呈现下降的趋势。局部腐蚀扩散速率、两相间电位差、腐蚀电流密度及极化电阻值等结果表明三种桥梁钢耐蚀性顺序为:Q500qE>Q370qD>Q370qE。

关键词：桥梁钢海洋环境夹杂物显微组织局部腐蚀