马江南
,
王瑞珍
,
杨才福
,
查小琴
,
张利娟
金属学报
doi:10.11900/0412.1961.2016.00316
研究了返温轧制(TRRP)中厚钢板表层的组织特征及其对止裂性能的影响。力学性能测试结果表明,与传统的控轧控冷(TMCP)钢相比,TRRP钢表层的韧、塑性较好,韧脆转变温度低至-100 ℃,而在1/4厚度处,两者性能差异不大。显微组织分析表明,TRRP钢表层组织为等轴状铁素体晶粒+弥散分布的马氏体-奥氏体(M-A)组元,晶粒等效直径约2 μm。通过数值模拟分析了TRRP工艺中间坯温度场的变化,发现中间坯冷却时,表层被冷却到相变温度以下,形成以贝氏体为主的组织,返温后轧制,表层组织发生动态再结晶形成超细晶。示波冲击测试表明,TRRP钢表层试样启裂后,载荷-位移曲线斜率绝对值(|k|)由0.66降低到0.27,与止裂相关的冲击吸收功达到44.3 J,断口表层组织有明显的塑性变形,吸收了裂纹扩展的能量,有效地抑制了裂纹扩展。晶粒取向分析表明,TRRP钢表层超细晶粒取向呈随机分布,晶界角度平均值和大角度晶界(>15°)比例分别达到32.8°和69.8%,能够有效阻碍裂纹扩展。使用纳米压痕分析了实验钢的硬度,TRRP钢表层的纳米压痕硬度统计分布集中在2.0 GPa以下,组织特征为少量的硬质相弥散分布在较软的铁素体基体上,相界面处萌生的裂纹在基体中不易扩展。
关键词:
中厚板
,
返温轧制
,
表层超细晶
,
止裂
,
示波冲击
马江南
,
杨才福
,
王瑞珍
材料热处理学报
采用有限元模型,对中厚钢板回温轧制(TRRP,Temperature-Reverting Rolling Process)工艺时的温度场进行了数值模拟,分析水流密度对表层超细晶形成的影响,并在实验室对回温轧制获得的钢板性能进行了评价.结果表明,试验钢获得超细晶的临界冷却温度为580℃;给定回温温度时,随着水流密度增加,冷却时间降低,钢板表层冷却到临界温度以下的厚度增加;与传统TMCP(Thermo-Mechanical Control Process)工艺相比,TRRP工艺下精轧时,钢板内部温度更高,意味着大压下量轧制更容易进行.在实验室进行的TRRP轧制试验,得到了表层超细晶钢,提高了力学性能.
关键词:
中厚钢板
,
回温轧制
,
热传导数学模型
,
超细晶
马江南
,
杨才福
,
王瑞珍
钢铁研究
doi:10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20140272
通过热处理试验和单道次压缩热模拟试验,研究了微合金钢加热到两相区变形时的组织演变规律,并分析了变形量的影响,使用OM、SEM和EBSD技术分析了试验钢的微观组织和取向分布.结果表明,试验钢加热到两相区保温后,奥氏体相变在原铁素体晶界上发生,变形时晶界上的奥氏体发生应变诱导相变,形成细小的仿晶界铁素体,变形铁素体发生动态回复或动态再结晶.随变形量和变形温度的提高,硬度下降,800℃下增加变形量,动态回复向动态再结晶发展,动态再结晶形核机制是亚晶转动生长,名义变形量为70％时得到均匀的超细晶组织,有效晶粒平均等效直径为2.7μm,大角度晶界的体积分数达到92.8％.
关键词:
微合金钢
,
两相区
,
回温变形
,
铁素体
,
动态再结晶
,
大角度晶界
马江南
,
杨才福
,
王瑞珍
材料工程
doi:10.11868/j.issn.1001-4381.2015.11.005
采用GLEEBLE 3800热模拟机进行回温变形热压缩实验,研究回温温度对微合金钢组织转变和铁索体动态再结晶行为的影响.利用金相显微镜、扫描电镜、透射电镜和背散射电子衍射观察实验钢的微观组织和晶粒取向,并对形变时的应力-应变曲线进行分析.结果表明:实验钢回温变形可获得超细晶组织,晶粒平均等效直径约2μm;在回温过程中变形发生动态回复形成亚晶组织,峰值温度变形发生铁素体动态再结晶形成超细晶粒;动态再结晶机制包括晶界迁移和亚晶的转动生长,回温到700℃和750℃时以前者为主,再结晶不充分,保留了条带状变形铁素体,800℃变形时,两者共同作用,形成均匀的等轴状超细晶组织;通过线性回归计算得到实验钢峰值温度变形时铁素体动态再结晶激活能Qd=250.18kJ/mol.
关键词:
微合金钢
,
回温轧制
,
铁素体动态再结晶
,
超细晶
,
大角度晶界
,
EBSD
马江南
,
杨才福
,
王瑞珍
钢铁
doi:10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20140447
通过对不同钒、氮质量分数的试验钢进行热模拟压缩试验和实验室轧制试验，用OM、SEM和TEM分析试验钢的显微组织，研究增氮对钒微合金钢组织和性能的影响。结果表明，普通钒微合金钢为板条贝氏体＋粒状贝氏体组织，增加氮质量分数，可促进晶内铁素体相变，得到针状铁素体组织，使M/A组织细化且弥散分布，改善韧性；而增加钒质量分数，可以增加析出强化作用，提高强度，但组织形态无明显变化，不能提高韧性。增氮钢中的钒在奥氏体内以VN析出，低氮钢内的钒在铁素体内以VC的形式析出，奥氏体-铁素体、VC-铁素体和VN-铁素体的平面点阵错配度分别为6.72%、3.89%和1.55%，在奥氏体内析出的VN可以作为铁素体的优先形核位置，促进晶内铁素体相变。
关键词:
钒微合金化
,
增氮
,
晶内铁素体相变
,
韧性
,
平面点阵错配度
马江南
,
杨才福
,
王瑞珍
材料研究学报
用热膨胀仪测定了3种不同钒、氮含量试验钢的CCT曲线,观察了在不同冷速下的组织,分析了钒的析出行为,计算了各形核基底与铁素体的晶格平面点阵错配度,研究了增氮对钒微合金化钢连续冷却相变行为的影响.结果表明,增氮促进了铁素体的形成,提高了试验钢的相变开始温度,也提高了形成全贝氏体组织的临界冷却速率;在冷速0.8-1.6℃/s范围内,低氮钢的显微组织为粒状贝氏体+板条贝氏体,而在增氮钢内则有大量的针状铁素体;在低氮钢中钒主要在相变前后析出,析出物以VC为主,增加钒含量只能提高其析出量,不能改变析出温度和析出物的成分;而增氮后钒在奥氏体内析出,以VN为主;在900℃,奥氏体、VC和VN与铁素体的平面点阵错配度分别为6.72％、3.89％和1.55％,VN与铁素体存在近似共格的低能界面,能作为铁素体优先形核位置,有效促进铁素体形成.
关键词:
金属材料
,
钒微合金化
,
连续冷却相变
,
增氮
,
平面错配度
,
晶内铁素体形核
