低碳微合金Ti-Nb可焊鋼

鉬對低碳微合金鋼組織和性能的影響 孔君華1,2,鄭　琳1,郭　斌1,李平和1,謝長生2 (11武漢鋼鐵(集團(tuán))公司技術(shù)中心鋼鐵產(chǎn)品研究所,湖北　武漢　430083; 21華中科技大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院,湖北　武漢　430074) 摘　要:研究了低碳微合金鋼中mo元素對形變奧氏體在連續(xù)冷卻后組織和性能的影響。得出在此系列鋼 中,隨mo含量增加,針狀鐵素體量隨之增加,同時鋼中出現(xiàn)貝氏體束和m-a組織。屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng) 度隨mo含量的增加而提高,且抗拉強(qiáng)度的提高幅度高于屈服強(qiáng)度,屈強(qiáng)比隨mo的加入而降低,且隨m -a組織增多,鋼的沖擊韌性損失加大。 關(guān)鍵詞:微合金鋼;鉬;金相組織;力學(xué)性能 中圖分類號:tg142113　　文獻(xiàn)標(biāo)識碼:a　　文章

在mms-300熱力模擬機(jī)上,利用膨脹法結(jié)合金相-硬度法,建立新開發(fā)的高速列車焊接構(gòu)架用mn-cu-ti-nb低碳鋼未變形和變形奧氏體的連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變曲線,研究了形變和冷卻速度對試驗(yàn)鋼γ→α相變行為及顯微組織的影響。結(jié)果表明:隨著冷卻速率的增加,鐵素體轉(zhuǎn)變開始溫度降低,鐵素體晶粒得到細(xì)化,同時還促進(jìn)了貝氏體相變。變形一方面促進(jìn)了鐵素體相變,細(xì)化鐵素體晶粒;另一方面又抑制了貝氏體相變,使貝氏體含量降低,硬度降低。

研究了0～0.21%ti和0～0.29%nb對cr18鋼(%:0.008～0.009c、17.48～17.57cr)的組織、再結(jié)晶織構(gòu)、力學(xué)性能和成形性能的影響。結(jié)果表明,nb穩(wěn)定化退火冷軋板的晶粒較ti穩(wěn)定化退火冷軋板細(xì)小;ti-nb穩(wěn)定化的冷軋板{111}〈112〉取向密度最大、ti穩(wěn)定化冷軋板次之,nb穩(wěn)定化冷軋板最小;ti、nb、ti-nb穩(wěn)定化退火冷軋板應(yīng)變硬化指數(shù)n值分別為1.55、1.12和1.48,因此ti和ti-nb穩(wěn)定化退火冷軋板的成形性良好。

研究了某鋼廠熱連軋tmcp工藝14mm厚440mpa級鋼板的強(qiáng)韌性,對微觀組織進(jìn)行了觀察分析。試驗(yàn)結(jié)果表明,新型熱連軋440mpa鋼板具有良好的低溫韌性,-40℃沖擊功超過310j,韌脆轉(zhuǎn)變溫度低于-100℃。新型440mpa鋼板良好的性能來源于低碳、nb-ti微合金化成分設(shè)計及tmcp工藝下獲得細(xì)化的針狀鐵素體組織。

通過定量相分析研究了nb-ti微合金化超低碳烘烤硬化鋼(%:0.002c、0.01～0.02nb、0.01～0.02ti、0.0028～0.0042n)的析出相,建立了試驗(yàn)鋼固溶c含量的計算公式。結(jié)果表明,隨固溶c含量計算值的增加,鋼板的烘烤硬化性bh_2值增大;隨冷軋板退火溫度(810～850℃)的增加,bh_2值增加;820℃退火時,640℃卷取的鋼板bh_2值高于710℃卷取的鋼板bh_2值。

用電子探針和透射電鏡對厚規(guī)格ti、nb微合金化q345b鋼板中夾雜物和析出物進(jìn)行了觀察分析,結(jié)果表明,q345b鋼板中的夾雜物主要是錳、鈣的氧化物和硫化物以及它們的復(fù)合夾雜物,氧化物大多呈球狀或橢球狀,硫化物多數(shù)呈長條狀;析出物主要是鈮和鈦及其化合物,鈦主要以tin的形式存在,呈方形或矩形;鈮主要以尺寸較大的碳氮化物存在,以橢圓形為主,析出在奧氏體晶內(nèi)、晶界上。

用掃描電鏡、光學(xué)顯微鏡和力學(xué)性能測試研究經(jīng)880℃×3.5h的常規(guī)退火低碳鋼合金焊絲er110s的拉拔斷口。焊絲顯微組織為鐵素體、碳化物粒子和島狀貝氏體,斷口由大片韌窩與一些解理小平面交替組成。斷口分析說明,彌散分布的碳化物質(zhì)點(diǎn)對應(yīng)微孔聚集型斷裂韌窩,貝氏體組織對應(yīng)解理小平面,貝氏體硬而脆,斷裂韌度低,裂紋擴(kuò)展阻力小,是引起焊絲斷裂的主要原因。采用再結(jié)晶退火(700℃保溫15h)能夠消除貝氏體組織,改善焊絲拉拔性能。

用高分辨電子顯微鏡(hrem)進(jìn)行了nb、cr、mo、ni等微合金元素復(fù)合微合金化的實(shí)用超低碳含cu鋼中時效析出相的形貌觀察及晶體結(jié)構(gòu)鑒定,探索將hrem分析技術(shù)有效應(yīng)用于工程材料微觀結(jié)構(gòu)研究的新途徑。在300萬倍以上的放大倍率下清晰觀察到了尺寸僅有十個nm左右的細(xì)小彌散分布的時效析出顆粒以及其中的孿晶結(jié)構(gòu),還有大量在局部微區(qū)形成的過渡結(jié)構(gòu)。嘗試用單個顆粒hrem像上的晶格條紋間距鑒定了鋼中除ε-cu以外的另3類時效析出相的晶體結(jié)構(gòu)。結(jié)果表明,時效期間鋼中析出cu、nb、cr、mo、ni的特殊碳化物(碳氮化物),與ε-cu共同產(chǎn)生時效強(qiáng)化作用。提出了用hrem像對實(shí)用鋼材中彌散分布的微細(xì)析出相進(jìn)行晶體結(jié)構(gòu)鑒定的實(shí)驗(yàn)方法。

利用膨脹法和差熱分析法結(jié)合金相-硬度法,在gleeble-1500熱模擬機(jī)上測定一種低碳微合金管線鋼以不同速度連續(xù)冷卻時的膨脹曲線,結(jié)合dsc曲線和金相組織分析,確定該鋼的臨界溫度及相變溫度,獲得該鋼的連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變曲線(cct圖),研究該鋼連續(xù)冷卻時的奧氏體轉(zhuǎn)變。研究結(jié)果表明:添加0.21%mo起到抑制鐵素體和珠光體作用,促進(jìn)針狀鐵素體組織的形成,實(shí)驗(yàn)鋼在5.0～20.0℃/s的較寬冷卻速度范圍內(nèi)連續(xù)冷卻都能得到需要的針狀鐵素體組織,表明低碳mn-nb-mo微合金管線鋼容易得到管線鋼工程所需要的組織。

實(shí)驗(yàn)室試制了低碳nb、v微合金化含硼冷鐓鋼,并對試驗(yàn)鋼的組織和性能進(jìn)行了對比研究。結(jié)果表明:鋼中添加適當(dāng)?shù)膎b、v細(xì)化了含硼鋼的鐵素體晶粒,顯著提高了含硼鋼的抗拉強(qiáng)度,其中,nb、v復(fù)合微合金化含硼鋼的效果最好,其次是含釩硼鋼和含鈮硼鋼。分析表明,nb、v復(fù)合微合金化在含硼鋼中的主要作用在于細(xì)化晶粒和沉淀強(qiáng)化。

用硼徑跡顯微照相技術(shù)研究含銅超低碳微合金鋼從1150℃以5℃/s冷卻到850℃過程中硼的晶界偏聚的形成與發(fā)展的過程。統(tǒng)計分析了冷卻到不同溫度時富集因子與貧化區(qū)寬度的變化,研究表明在冷卻初始階段硼—空位復(fù)合體迅速擴(kuò)散到晶界上,使晶界上的硼迅速增加,在1090℃達(dá)到極大值,冷卻到1090～940℃區(qū)間時,隨著溫度的降低晶界上的硼發(fā)生明顯的反向擴(kuò)散,晶界上的硼逐漸減少,繼續(xù)降低溫度,隨著析出物的出現(xiàn)反向擴(kuò)散變?nèi)?晶界上硼的偏聚量又開始增加。

通過gleeble-3800熱模擬試驗(yàn)機(jī)測定了該低碳微合金管線鋼的靜態(tài)(無熱變形)和動態(tài)連續(xù)冷卻相變曲線,并通過光學(xué)顯微鏡和電子顯微鏡對連續(xù)冷卻后的組織進(jìn)行了詳細(xì)觀察和分析。發(fā)現(xiàn)隨著冷卻速度的提高,在連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變組織中依次出現(xiàn)多邊形鐵素體(pf)、珠光體(p)、針狀鐵素體(af)、粒狀貝氏體(gb)和下貝氏體(lb)。在未再結(jié)晶區(qū)的熱變形使c曲線發(fā)生左移,擴(kuò)大了試樣的針狀鐵素體區(qū),并使得相變后的組織得到細(xì)化。

研究了一種ti-27mo-1.5nb新型無磁不銹定膨脹合金,該合金的膨脹系數(shù)為7.70×10-6/℃,磁導(dǎo)率為1.0003,同時研究了ti-27mo-1.5nb合金的微屈服強(qiáng)度及其它機(jī)械性能和物理性能,該合金還是良好的耐腐蝕材料,試驗(yàn)表明,ti-27mo-1.5nb合金是諸如靜電陀螺等電真空領(lǐng)域中與高純al2o3匹配的良好封接材料。

低碳鋼與低合金鋼焊接工藝 作者：喬云萍 作者單位：湖北汽車工業(yè)學(xué)院機(jī)械工程系,湖北十堰,442002 刊名：焊接技術(shù) 英文刊名：weldingtechnology 年，卷(期)：2012,41(1) 被引用次數(shù)：1次 參考文獻(xiàn)(3條) 1.康丹丹;賴世強(qiáng);歐亞gh3030高溫合金焊接工藝性分析及評定2010(06) 2.李亞江特殊及難焊材料的焊接2003 3.何康生異種金屬焊接1996 引證文獻(xiàn)(1條) 1.周培山.楊昕.謝芋江.李海寧l245ncs鋼與20ⅲ管線鋼對接焊工藝[期刊論文]-焊接技術(shù)2013(9) 引用本文格式：喬云萍低碳鋼與低合金鋼焊接工藝[期刊論文]-焊接技術(shù)2012(1)

通過對低碳鋼與低合金鋼的焊接性能進(jìn)行分析,選用適宜的焊接方法、焊接材料、檢測手段,采取相應(yīng)的質(zhì)量控制措施,制定了適宜的焊接工藝,確保產(chǎn)品焊接接頭性能符合產(chǎn)品技術(shù)條件要求。

根據(jù)低碳含鈮鋼表面微裂紋形成的機(jī)理原因,分析出裂紋形成的主要影響因素,從而采取對應(yīng)措施,有效控制了微裂紋的發(fā)生率。

將nb-v微合金鋼在1200℃固溶0.5h后淬火,在不同溫度回火4h,結(jié)合光學(xué)顯微鏡(om)和透射電子顯微鏡(tem),用三維原子探針(3dap)研究了淬火與回火樣品中碳化物的特征.結(jié)果顯示,淬火樣品中v、nb分布均勻,c由于自回火出現(xiàn)輕微偏聚;450、500、550和600℃回火樣品中存在大小和數(shù)量不同的v和nb的碳化物,其中550℃回火樣品中數(shù)量最高,對應(yīng)著二次硬化的硬度峰值;650℃回火樣品中數(shù)量明顯減少,與硬度下降對應(yīng).

采用gleeble-1500d型熱模擬機(jī),測定了不同nb含量的低碳微合金管線鋼在不同冷卻速度下,過冷奧氏體連續(xù)冷卻相變點(diǎn),分析觀察了顯微組織,測定了其顯微硬度。結(jié)果表明,在同一冷速下,隨著nb含量的增加,過冷奧氏體連續(xù)冷卻相變點(diǎn)降低,組織中容易出現(xiàn)板條狀貝氏體鐵素體,顯微硬度提高;在相同成分下,隨著冷速的增加,含鈮鋼中鐵素體越來越細(xì)小,由等軸大塊鐵素體組織向板條狀貝氏體鐵素體轉(zhuǎn)變,顯微硬度提高。

利用正交設(shè)計方法設(shè)計稀土低合金耐磨鑄鋼焊條的配方,研制出一種工藝性能良好的含釔的堆焊焊條,對其堆焊層顯微組織、硬度進(jìn)行了較系統(tǒng)的試驗(yàn)研究。

本文介紹了廣鋼20mnsinb的開發(fā)研究,論述了采用鈮微合金化生產(chǎn)hrb400鋼筋的相關(guān)生產(chǎn)工藝特點(diǎn)及產(chǎn)品性能特點(diǎn)。

為提高三級錨鏈鋼質(zhì)量,設(shè)計該鋼種化學(xué)成份,優(yōu)化煉鋼過程的脫氧、合金化及連鑄工藝,結(jié)合鈦微合金化及鑄坯進(jìn)保溫坑緩慢冷卻的工藝進(jìn)行工業(yè)試驗(yàn)。結(jié)果表明,工藝過程控制較為合理,生產(chǎn)的三級錨鏈鋼各項(xiàng)性能指標(biāo)均達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)要求,解決了三級錨鏈鋼縱裂紋的問題。

采用鐵水預(yù)處理-210t頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐-lf精煉-2流立彎型csp鑄機(jī)(65mm厚鑄坯)-6機(jī)架sms軋機(jī)控軋控冷工藝試制了成分(%)為:0.04~0.08c,0.20~0.35si,1.20~1.35mn,≤0.015p,≤0.010s,0.015~0.025nb,0.005~0.015tiqste380tm汽車大梁用6~12mm熱軋鋼板。檢驗(yàn)結(jié)果表明,鋼板組織為鐵素體+少量珠光體,晶粒尺寸4~7μm,其機(jī)械性能均符合標(biāo)準(zhǔn)要求,鋼板不同方向屈服強(qiáng)度最大差值為30mpa,抗拉強(qiáng)度最大差值20mpa,大多數(shù)鋼板常溫沖擊功為140~180j。