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Si含量对10CrNiCuSi钢氧化铁皮的影响

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材料导报 2023年第19期37卷 176-181页

作者：潘涛赵蕾柴希阳罗小兵柴锋杨才福钢铁研究总院工程用钢研究所北京100081

为改善10CrNiCuSi船体钢表面质量,设计了Si含量为0.08%~0.65%的试验钢,研究了其在1150~1250℃下的高温氧化行为,利用弯曲试验评价了试验钢氧化铁皮的剥离性,并讨论分析了Si含量对富Si反应产物与氧化增重的影响。结果表明:在低于Fe_(2)Si... 详细信息

为改善10CrNiCuSi船体钢表面质量,设计了Si含量为0.08%~0.65%的试验钢,研究了其在1150~1250℃下的高温氧化行为,利用弯曲试验评价了试验钢氧化铁皮的剥离性,并讨论分析了Si含量对富Si反应产物与氧化增重的影响。结果表明:在低于Fe_(2)SiO_(4)-FeO共晶温度条件下,随着Si含量增加,固态Fe_(2)SiO_(4)含量增加,其对氧化反应的抑制程度增加,氧化增重呈现下降趋势;在高于Fe_(2)SiO_(4)-FeO共晶温度条件下,随着Si含量在0.20%~0.65%范围内增加,液相含量增加,加快了氧化反应,氧化增重呈现上升趋势。富Si产物的液化现象对氧化铁皮的剥离性具有重要影响,富Si液相浸入基体和FeO中,形成锚状或网格状形态,造成内氧化层与基体界面平直度严重恶化,导致氧化铁皮难以剥离。随着Si含量的增加,氧化铁皮剥离难度进一步加大。温度和Si含量是改善10CrNiCuSi钢表面质量的关键因素,根据本实验研究结果,建议控制Si含量不高于0.20%,加热温度不高于1150℃。

关键词： 10CrNiCuSi钢 Si含量 Fe_(2)SiO_(4)-FeO 液相剥离性

调质态含Cu高强钢的强化机理及钢中Cu的析出行为

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金属学报 2019年第6期55卷 783-791页

作者：张正延柴锋罗小兵陈刚杨才福苏航钢铁研究总院工程用钢研究所

对含Cu低合金高强度钢板淬火并经高温时效后,采用SEM、EBSD、HRTEM和APT等手段对其微观组织和纳米尺度Cu的析出相进行了表征,对其厚度截面的室温拉伸性能进行了测定,并对钢板厚度方向近表面和心部的强化机理进行了分析。结果表明,高温... 详细信息

对含Cu低合金高强度钢板淬火并经高温时效后,采用SEM、EBSD、HRTEM和APT等手段对其微观组织和纳米尺度Cu的析出相进行了表征,对其厚度截面的室温拉伸性能进行了测定,并对钢板厚度方向近表面和心部的强化机理进行了分析。结果表明,高温时效后钢中Cu的析出相尺寸在6~50 nm范围内,30 nm以内的为9R结构的短棒状或球状粒子,30 nm以上的为fcc结构的长棒状粒子,棒状粒子中微量的Mn、Ni在Cu粒子与基体界面上的偏聚更明显。在较高温度范围内进行时效后,钢的屈服强度随着时效温度的升高而呈大致线性下降趋势,钢的主要强化机制为细晶强化,其次为位错强化和析出强化,经计算,钢中每1%(质量分数)的Cu在过时效状态下能够产生约90 MPa的析出强化增量。钢板厚度截面存在强度差异,表面与心部强度相差约40 MPa,这主要是由于晶粒尺寸及位错密度差异所导致。

关键词： Cu合金化强化机理 Cu析出相厚板强度差

时效温度对Cu沉淀强化超高强海工钢力学性能的影响

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材料导报 2020年第6期34卷 132-137页

作者：李振团柴锋罗小兵张正延杨才福苏航钢铁研究总院工程用钢研究所

采用Thermo-Calc软件、SEM和HRTEM等分析技术研究了时效温度对低碳超高强海工钢中Cu的析出行为及其对力学性能的影响。结果表明,400~550℃时效,由于Cu的时效沉淀析出,Ni-Cr-Mo-Cu钢的时效硬度显著高于Ni-Cr-Mo钢,最高时效峰值硬度达到38... 详细信息

采用Thermo-Calc软件、SEM和HRTEM等分析技术研究了时效温度对低碳超高强海工钢中Cu的析出行为及其对力学性能的影响。结果表明,400~550℃时效,由于Cu的时效沉淀析出,Ni-Cr-Mo-Cu钢的时效硬度显著高于Ni-Cr-Mo钢,最高时效峰值硬度达到386HV。525℃时效,Cu粒子具有较低的粗化速率,Cu粒子析出的平均半径为5.2 nm,强化机制为切过机制,产生的强化增量约为100 MPa。时效温度升高至550~575℃,Cu粒子粗化,强化机制转变为绕过机制,强化增量小于50 MPa。Ni-Cr-Mo-Cu钢525℃时效可以获得良好的强韧性,屈服强度达到1120 MPa,-80℃低温V型冲击功为76 J,与Ni-Cr-Mo钢相比,添加Cu使其屈服强度、-80℃冲击功分别提高9%和15%。

关键词：时效温度超高强度钢低碳 Cu沉淀强化粗化速率

固溶温度对Fe-19Mn合金的γ→ε相变和阻尼性能的影响

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金属学报 2020年第9期56卷 1217-1226页

作者：王世宏李健柴锋罗小兵杨才福苏航钢铁研究总院工程用钢研究所北京100081

采用动态机械分析仪(DMA)对Fe-19Mn合金经950~1100℃固溶处理后的的阻尼性能进行了测试,利用OM和TEM观察了显微组织的演变,利用XRD进行了物相分析和不同类型层错几率的计算。结果表明:经固溶处理的Fe-19Mn合金的阻尼性能随振幅的增加呈... 详细信息

采用动态机械分析仪(DMA)对Fe-19Mn合金经950~1100℃固溶处理后的的阻尼性能进行了测试,利用OM和TEM观察了显微组织的演变,利用XRD进行了物相分析和不同类型层错几率的计算。结果表明:经固溶处理的Fe-19Mn合金的阻尼性能随振幅的增加呈近似线性增加,且振幅小于临界振幅A’(A’≈30μm)时的阻尼性能变化符合G-L位错模型,振幅高于A’时的阻尼性能变化与微塑性变形有关。随着固溶温度的升高,Fe-19Mn合金的阻尼性能降低,其中经950℃固溶处理后的阻尼性能最好。在不同的振幅范围内,其阻尼性能呈现不同的变化特征:当振幅小于等于170μm时,阻尼性能呈指数形式降低,并且与ε-马氏体中的形变层错几率的变化趋势相似,此时Fe-19Mn合金的阻尼性能主要受ε-马氏体中的形变层错边界的影响;当振幅大于170μm时,阻尼性能呈线性降低,并且与γ/ε相界面相对长度的变化趋势相似,此时Fe-19Mn合金的阻尼性能随固溶温度的变化主要受γ/ε相界面的影响。由γ-奥氏体中的层错观察可知,γ-奥氏体中的层错边界对Fe-19Mn合金的阻尼性能随振幅的变化无明显贡献。

关键词： Fe-Mn合金阻尼性能 γ→ε相变层错几率 γ/ε相界面

高钛耐磨钢中TiC析出行为及其对耐磨粒磨损性能的影响

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金属学报 2020年第4期56卷 661-672页

作者：孙新军刘罗锦梁小凯许帅雍岐龙钢铁研究总院工程用钢研究所北京100081

针对传统低合金耐磨钢主要依靠增加其基体硬度来提高耐磨性,从而导致材料加工性能严重降低的问题,提出通过高钛微合金化及铸坯(锭)原位内生反应,在钢基体中引入超硬TiC颗粒来增强钢的耐磨性,实现了在不增加硬度的同时耐磨性大幅提高。... 详细信息

针对传统低合金耐磨钢主要依靠增加其基体硬度来提高耐磨性,从而导致材料加工性能严重降低的问题,提出通过高钛微合金化及铸坯(锭)原位内生反应,在钢基体中引入超硬TiC颗粒来增强钢的耐磨性,实现了在不增加硬度的同时耐磨性大幅提高。研究发现,钢中TiC颗粒呈现出独特的"微米-亚微米-纳米"三峰分布特征。微米级TiC颗粒来源于在凝固末期发生的L→γ+TiC共晶反应,在后续热轧过程中共晶TiC逐渐实现碎化和均匀化。亚微米TiC颗粒主要是从凝固后的高温奥氏体中析出;纳米级TiC颗粒主要是在热轧过程中从形变奥氏体中析出。考察了钢中TiC含量对耐磨粒磨损性能的影响规律及微观机理,发现相对耐磨性与TiC含量大致呈线性上升的关系,认为微米级粒子对磨损犁沟的阻碍作用是耐磨性增加的主要原因。

关键词：耐磨钢高钛微合金化 TiC析出耐磨粒磨损性能

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临界区变形致低碳微合金钢晶粒的超细化

金属热处理 2018年第5期43卷 133-138页

作者：李拔刘清友贾书君陈健钢铁研究总院工程用钢所

通过热模拟试验对临界区变形实现低碳微合金钢的晶粒超细化进行了研究,并结合SEM、应力应变曲线和EBSD对超细晶组织进行了表征和分析。结果表明,采用临界区变形工艺制备了有效晶粒尺寸约1μm的超细组织,该组织由超细晶铁素体和细晶粒状... 详细信息

通过热模拟试验对临界区变形实现低碳微合金钢的晶粒超细化进行了研究,并结合SEM、应力应变曲线和EBSD对超细晶组织进行了表征和分析。结果表明,采用临界区变形工艺制备了有效晶粒尺寸约1μm的超细组织,该组织由超细晶铁素体和细晶粒状贝氏体组成。本试验中,随着临界区变形温度的降低,晶粒细化的程度在670℃时达到极限。此晶粒细化是变形诱导铁素体相变和先共析铁素体动态再结晶共同作用的结果,其中变形诱导铁素体相变起主要作用。

关键词：低碳微合金钢临界区变形晶粒超细化形变诱导铁素体相变动态再结晶

连续冷却过程中低碳微合金化钢的组织转变特征

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金属热处理 2018年第12期43卷 18-24页

作者：李拔刘清友贾书君陈健钢铁研究总院工程用钢所

通过连续冷却试验研究了一种商业用低碳微合金化钢在未变形和压缩变形条件下,显微组织随冷却速度的变化,并结合光学显微镜、扫描电镜、透射电镜和背散射电子衍射系统对不同冷速下的组织特征进行了表征与分析。结果表明,形变在细化整体... 详细信息

通过连续冷却试验研究了一种商业用低碳微合金化钢在未变形和压缩变形条件下,显微组织随冷却速度的变化,并结合光学显微镜、扫描电镜、透射电镜和背散射电子衍射系统对不同冷速下的组织特征进行了表征与分析。结果表明,形变在细化整体组织的同时,可以显著抑制贝氏体铁素体和珠光体,并且促进针状铁素体(acicular ferrite,AF)和粒状贝氏体(granular bainite,GB)的形成。两阶段变形后,在快冷速(70~40℃/s),中等冷速(20~10℃/s)和相对较慢冷速(2~0. 5℃/s)下,组织分别以AF、GB和准多边形铁素体为主。AF组织具有不规则的板条形貌,板条内含有高密度的位错。随着冷速降低,板条内形成亚结构包括取向差接近5°的胞状结构和取向差接近10°的亚晶。此外,AF组织中还存在板条束和板条簇结构。GB组织在较快冷速时由等轴的铁素体基体和分布在晶内和晶界的粒状马奥组元构成,而在中等冷速时,基体转变成无规则形状的、随机分布的铁素体。

关键词：组织转变微合金化钢连续冷却针状铁素体粒状贝氏体

Cr、Nb复合对高碳钢连续冷却时组织转变的影响

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金属热处理 2018年第8期43卷 17-22页

作者：王凯杨忠民陈颖王慧敏钢铁研究总院工程用钢所

针对82B盘条钢实际生产中常出现的组织不均以及心部异常组织等问题,设计了一种Cr、Nb复合作用的高碳盘条钢,用Formastor全自动相变仪模拟连续加热和冷却试验,研究了连续冷却条件下调整Cr、Nb（0.51Cr-0.027Nb）含量与原合金含量对高碳... 详细信息

针对82B盘条钢实际生产中常出现的组织不均以及心部异常组织等问题,设计了一种Cr、Nb复合作用的高碳盘条钢,用Formastor全自动相变仪模拟连续加热和冷却试验,研究了连续冷却条件下调整Cr、Nb（0.51Cr-0.027Nb）含量与原合金含量对高碳钢组织转变的影响。结果表明：随着Cr含量的提高以及Nb的加入,试验钢强韧性提高,对比试验钢的CCT曲线可以发现,Cr、Nb的复合化作用可以使高碳钢CCT曲线在较低冷速下实现＂扁平化＂,扩大工艺区间,解决实际生产中高碳钢线材的组织不均匀以及异常组织问题。

关键词： Cr Nb 高碳钢 CCT曲线

两相区淬火温度对Ni-Cr-Mo-V系高强船体钢组织及性能的影响

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材料科学与工艺 2023年

作者：郭天阳罗小兵项重辰丁汉林柴锋潘涛苏州大学沙钢钢铁学院钢铁研究总院工程用钢研究所

为改善高强船体钢高屈强比、回火区间窄的问题，研究了两相区二次淬火温度对Ni-Cr-Mo-V系高强船体钢组织及性能的影响。通过改变二次淬火温度，研究实验钢冲击拉伸性能和显微组织的变化规律，并通过金相、投射、X射线衍射等方法进行表... 详细信息

为改善高强船体钢高屈强比、回火区间窄的问题，研究了两相区二次淬火温度对Ni-Cr-Mo-V系高强船体钢组织及性能的影响。通过改变二次淬火温度，研究实验钢冲击拉伸性能和显微组织的变化规律，并通过金相、投射、X射线衍射等方法进行表征。结果表明，在淬火温度区间内，材料的性能表现出两种变化趋势。当淬火温度在640～700 ℃时，实验钢的强度随着二次淬火温度的上升而增加，而韧性下降。在该淬火温度范围内，实验钢的机械性能由铁素体+马氏体的双相组织和逆转变奥氏体的含量决定。随着二次淬火温度的上升，双相组织中铁素体的比例从40%降至10%，逆转变奥氏体的含量从11%下降至1%。当二次淬火温度从700 ℃增加到780 ℃时，实验钢的强度和韧性变化不明显，原因是二次淬火的温度已经超过了Ar3温度，实验钢组织转变为单一的马氏体组织，奥氏体晶粒尺寸变化不大(7.3～8.5 μm)。综上，在680 ℃下进行两相区二次淬火可以获得最佳的强度和韧性匹配。

关键词：两相区淬火强度韧性屈强比逆转变奥氏体