吴斯
,
李秀程
,
张娟
,
尚成嘉
钢铁
doi:10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20140475
针对碳质量分数为0.47%中碳高铁车轮钢，研究了铌微合金化对前驱体为铁素体-珠光体的组织发生奥氏体逆相变的影响。结果表明，铁素体-珠光体钢的逆相变是一个由碳原子扩散控制的过程，奥氏体优先在珠光体内的铁素体与渗碳体（α/Fe3C）片层界面处形核，并且沿平行于珠光体片层方向的长大速率比垂直于珠光体片层方向更快。含铌车轮钢细化的珠光体组织可以提高奥氏体的形核率，有利于细化奥氏体晶粒。随着再加热温度的提高，含铌车轮钢的奥氏体混晶温度（960℃）比不含铌的钢高80℃，因此通过铌微合金化可扩大再加热奥氏体化温度窗口。结合Thermal-Calc热力学计算和透射电镜分析，铌在中碳钢中主要以析出物的形式存在，析出钉扎作用是其细化奥氏体晶粒、推迟混晶现象出现的主要机制。
关键词:
车轮钢
,
逆相变
,
铌微合金化
,
析出钉扎
,
晶粒细化
吴斯
,
李秀程
,
尚成嘉
,
韩建生
,
王群娣
材料热处理学报
针对欧洲高速动车使用的DB920车轮进行了工艺实验和实验室实验。结果表明，DB920车轮轮辋部位组织主要为少量铁素体和细珠光体，当组织中的铁素体比例较高且呈网状分布时，在进行断裂韧性评价实验时易出现撕裂状断口，在撕裂带侧面有大量韧窝，断裂韧性值（KQ）较高；相反，当铁素体比例较低时，断面相对平整，断裂方式以沿晶断裂和解理断裂为主，断裂韧性较差。组织分析和有限元模拟分析结果表明：喷水冷却时，轮辋处的冷却速度自踏面向内不断降低，冷速越慢，相变后生成铁素体比例就越高，断裂韧性也就越好。结合连续冷却实验的结果估算，对此成分车轮钢而言，当冷速大于1℃／s时，相变后不能获得足够的铁素体以保证此区域的断裂韧性。
关键词:
高速动车车轮
,
断裂韧性
,
KQ值
,
铁素体比例
李秀程
,
宋欣
,
尚成嘉
,
缪成亮
,
张国栋
钢铁
研究了一种低C、低Mn、高Cr和高Nb低合金钢经控轧控冷及轧后回火处理后性能与组织的变化,并对试验钢进行了抗氢致开裂(HIC)试验.结果表明:与轧态相比,回火处理后试验钢的力学性能有较大提高,600℃左右回火后屈服强度由轧态519 MPa增加到626 MPa,抗拉强度由653 MPa增加到705 MPa,且韧性基本未降低,回火处理后组织仍以针状铁索体为主,回火后M/A岛尺寸减少.此外,轧态与回火态钢均能满足抗HIC试验衡量标准,回火处理后抗HIC性能优异.降低Mn质量分数能显著提高低合金钢抗HIC性能,提高Cr质量分数和Nb质量分数能有效强化低Mn钢的强度.
关键词:
低合金钢
,
氢致开裂
,
回火
,
微观组织
李秀程
,
谢振家
,
王学林
,
王学敏
,
尚成嘉
金属学报
doi:10.3724/SP.J.1037.2012.00545
针对拉伸断口分离问题,对热轧高强度低碳贝氏体钢进行了纵向常规拉伸实验和三主轴方向短试样拉伸实验.结果表明:在纵向和横向取样的拉伸实验中均发生了断口分离现象,分离面均垂直于厚度方向,即平行于轧面.通过对断裂试样分离裂纹的SEM观察发现,分离面具有明显的低塑性解理断裂特征.利用三主轴方向短试样拉伸实验证明了原始钢板在纵向、横向和厚度方向上具有相似的强度和塑性性能.通过有限元模拟的方法,对颈缩过程中侧向拉伸应力的水平进行了估算,发现即使在颈缩程度非常严重时,侧向拉应力仍远小于主拉伸应力.由此提出了拉伸过程中沿厚度方向由塑性到脆性的转变机制,并进一步揭示了断口分离并非意味着钢板沿厚度方向存在性能差异,而是由于贝氏体自身特有的力学性能导致的,是经严重的拉伸塑性形变后织构状态演变、晶界重分布以及三向应力状态出现综合影响的结果.
关键词:
断口分离
,
贝氏体
,
塑性
,
织构
,
晶界
夏佃秀
,
王学林
,
李秀程
,
由洋
,
尚成嘉
金属学报
doi:10.3724/SP.J.1037.2012.00480
对工业实验生产的X90级第三代管线钢的力学性能与组织特征进行了研究.结果表明,工业试生产的18.4 mm厚X90管线钢板微观组织是以准多边形铁素体、板条贝氏体及其中的M/A(马氏体/奥氏体)为主的多相组织.钢板的屈服强度达到615-660 MPa,抗拉强度达到720 MPa以上,屈强比不大于0.9,-30℃冲击功达到200 J,-15℃落锤撕裂实验(DWTT)韧性剪切面积大于80％.实验钢中“软相”(准多边形铁素体)与“硬相”(板条贝氏体)的比例约为3:2,板条贝氏体组织位错密度高,而准多边形铁索体的位错密度较低.EBSD结果表明,工业实验钢“硬相”组织中的板条之间呈现切变转变特征,已达到软硬相多相组织的调控效果.
关键词:
第三代管线钢
,
多相组织
,
X90
,
力学性能
吴斯
,
李秀程
,
张娟
,
尚成嘉
金属学报
doi:10.3724/SP.J.1037.2013.00538
针对无Nb和添加0.06％Nb的2种中碳钢,研究了Nb对0.47％C中碳钢相变及组织细化的影响规律.2种实验钢正火组织均为铁素体+珠光体,Nb微合金化能够有效细化中碳钢的奥氏体晶粒,从而导致正火后组织中铁素体体积分数明显增加.含Nb中碳钢的屈服强度相对无Nb钢提高了18％ (70 MPa),抗拉强度基本保持不变,-20℃冲击韧性则由7J提高到19J,呈现显著提高.此外,由连续冷却转变(CCT)曲线发现,Nb微合金化中碳钢可在冷速≤10℃/s时获得较高体积分数的铁素体,因此,可保证工件在较大冷速范围内不出现大块珠光体或贝氏体/马氏体组织.结合TEM观察发现,Nb元素以微小析出物Nb(C,N)的状态均匀分布在钢中.Nb(C,N)析出物能有效细化奥氏体晶粒,并因此提高铁素体形核率,这是Nb在中碳钢中影响相变并提高韧性的主要机制.
关键词:
中碳钢
,
Nb微合金化
,
组织细化
,
CCT曲线
,
析出物
