贝氏体型非调质钢的试制
贝氏体型非调质钢的试制
贝氏体型非调质钢的试制胡淑娥,唐立东,冯勇,王祥宾(济南钢铁股份公司技术中心,山东济南 250101)摘 要:为降低钢结构件的成本,开发了一种新型的贝氏体高强度钢。
该钢种属普通低碳合金钢,其特点是以价格较低的V ,Mn ,Cr 取代昂贵的Ni ,Mo ,B 等进行合金化,勿需热处理,生产工艺简单。
铸坯的加热和压下制度与其它钢种类似,采用控温轧制和轧后空冷提高钢的强度和韧性。
结果表明:试验钢板的抗拉强度较高,均在860MPa 以上;且随着终轧温度的提高,钢的冲击韧性得到改善。
关键词:非调质钢;贝氏体钢;微合金元素;强度;韧性中图分类号:TG 142.1 文献标识码:A 文章编号:1004-7638(2003)01-0066-05DEVE LOPING OF N ON -QUENCHED AN D TEMPERED BAINITIC STEE LHU Shu -e ,TAN G Li -dong ,FEN G Y ong ,WAN G Xiang -bin(The Technical Center of Jinan Iron &Steel Co.,Ltd.,Jinan 250101,Shandong ,China )Abstract :In order to decrease the product cost ,a newly high strength bainitic steel have been devel 2oped.This steel is a plain carbon structural steel ,its advantage is using cheap V ,Mn ,Cr instead of expensive Ni ,Mo ,B and other elements for alloying.The heat treatment of steel is not needed ,so the production process is simply.The heating and rolling schedule are similar with other steels ,but adopt 2ing controlled rolling and air cooling increase the strength and toughness.The tensile strength of ex 2perimental steel plates is higher than 860MPa ,and the impact toughness is improved with the de 2creasing of end rolling temperature.K ey Words :non -quenched and tempered steel ;bainitic steel ;microalloying element ;strength ;toughness0 引言 非调质钢(SBL )是1972年首先由德国蒂森特钢公司开发成功的,主要是在中、低碳钢中添加Nb ,V ,Ti 等经济性微合金元素,抗拉强度小于600MPa ,可省略结构件(例如汽车曲轴)的调质处理,成本较低。
贝氏体-马氏体-奥氏体复相耐磨钢板及制造方法
贝氏体-马氏体-奥氏体复相耐磨钢板及制造方法
贝氏体-马氏体-奥氏体复相耐磨钢板是一种具有高强度、高硬度、优良的抗磨性能和
耐腐蚀性能的钢材，通常用于制造矿山、石油、化工、冶金等工业领域的磨损零件，如矿
山破碎机的刀片、耐磨板和传输系统的滑块、阀门、泵等。
该钢板的制造方法和组织控制技术非常关键。
一般采用高温淬火和低温回火工艺，以
使钢板具有良好的强度、硬度和韧性，并形成贝氏体、马氏体和奥氏体三种不同的组织相。
其中，贝氏体具有高强度、高硬度和高韧性，适用于制造高强度磨损零件；马氏体具有高
硬度和耐磨性能，适用于制造高耐磨性能磨损零件；奥氏体具有优良的耐腐蚀性能，适用
于制造腐蚀环境下的磨损零件。
此外，还需要对钢板进行化学成分控制和热处理工艺控制，以保证钢板的组织和性能
符合要求。
化学成分中主要控制碳含量、硅含量、锰含量、铬含量和钒含量等元素的含量，并添加一定量的铜、铝等元素，以提高钢板的耐腐蚀性能。
在热处理过程中，需要控制淬
火温度、保温时间和回火温度等参数，以获取预期的组织结构和性能。
该钢板具有许多优点，如高强度、高硬度、耐磨、耐腐蚀、韧性好等，可用于制造高
负荷和高腐蚀环境下的磨损零件，能够延长使用寿命、减少维修次数，节约生产成本，提
高生产效率。
新型低碳贝氏体非调质钢研究
２ 材 料 及试 验方 法
采用 ３ ｔ电弧 炉 抬 炼 了 两种 含 碳 量 的 低 碳 Ｍ ｎＢ 贝 氏 体 非 调 质 钢 ， 化 学 成 分 （ ）ＣＯ ０ ～ ０ ２ 、 其 ： ． ５ ． ５
黄 进 峰 等 ：新 型 低 碳 贝 氏体 非 调 质 钢 研 究
艺 ２的 贝氏体非 调 质钢 的韧 性 较工 艺 １有 明显提 高 ， Ｏ １ 的 钢冲 击韧性 达 到 １ ０ ／ｍ。Ｃ ． Ｃ ．４ １Ｊｃ ， Ｏ １ ９ 的钢 也 达 到 约 ９Ｊｃ 。 贝 氏体 非 调 质 钢 金 相 组 织 ｏ ／ｍ
织。 但通过研 究发现 ， 状贝氏体韧性 的 的优劣与其 粒 成 分 和 组 织 状 态 密 切 相 关 ， 与粒 状 贝 氏体 中 小 岛 即 的 形 貌 、 寸 、 量等 有关 。现 就 其 主 要 影响 因 素 尺 数
分析如下 。
３１１ ．．
贝氏 体 非 调 质 钢 的 强度
贝氏体非调 质钢 基本组 成为粒 状 贝氏体 ， 状 粒 贝 氏体 由铁 素 体 （ 基 体 和 马 氏 体 一 氏体 （ Ａ） Ｆ） 奥 Ｍ— 小岛组成 ， 其性 能 由粒 状 贝 氏 体 的 形 态 决 定 ， 括 小 包 岛 的平 均 弦 长 、 岛 总 量 及 单 位 面 积 上 的 小 岛数 量 。 小 方 鸿 生 等 研 究 发 现 “ 粒 状 贝 氏体 的 强 度 主 要 取 决 ， 干 小 岛 的 数 量 ， 度 Ｏ 随 小 岛 总量 的 增 加 而 增 强 ｒ ｂ 加 。 状 贝 氏 体 钢 的 抗 拉 强 度 与 （ Ａ） 岛 总 量 粒 Ｍ 小
（ ｉｇｈ ａ Ｕｎ ｖ ｒ ｉｙ Ｂ ｉ ｎ ０ ０ ４ ＰＲＣ） Ｔｓｎ ｕ ｉ ｅ ｓｔ ｅｊ ｇ １ ０ ８ ｉ
TMCP工艺试制低碳贝氏体Q550D高强钢
采用低碳 Ｃ— 微合 金化 成分设计 ，合理 控制 ｒＭｏ
Ｔ Ｐ工 艺参 数 ，成功 开发 了厚度 ２ ｍ、０ｍ 的 ＭＣ ０ｍ ３ ｍ Ｑ ５ Ｄ级高强钢 ，两种规格 的轧态钢板各项力学性能 ５０
８Ｙ ２ ， ｉ ０ ７ ， ７ｎ 【蝴 向 理 ６）５Ｙ ，》 】 ， ：０３８１１ｉ “ ， （：－． ｙ
６ ０ １ ８ 范 围内。 ５ ～ ０ｑ ６ Ｃ 加入低碳硅锰 ， 、 、 铌 钒 钛铁进行 合金化 ， 用硅铝钡终脱氧操作 。 采 钢水到站温度 目标 ：
最后凝固的收缩， 减轻或消除中心偏析。采用弱冷却 霉
制度 ， 稳定拉速在 ０ ．ｍｍｎ 间。铸坯低倍试样 ． １１ ／ｉ之 ９ 结果分析质量 较好 ， 其缺 陷级别 满足产 品要求 而且铸
【 翁宇庆 超 细 晶钢—钢的组织细化理论与控制技术【 】 ｌ 】 Ｍ． ： 北京 冶 金工业出版社 ，０ ３ ２ ３ ２ ４ ２ ０ ：７ — ７ ．
【 贺信 莱．ｌ ２ 】 ２ 世纪新 钢种一 碳贝 氏体钢 ［． 低 Ｊ金属世 界 ，９６６ ： ］ １９ （）
３＿． ＿ ４
【 贺信 莱 ， ３ 】 尚成嘉 ， 杨善武 ， 一种用 于高强度低 合金钢生产 的 等． 弛豫 一 出一 制相 变技术 ｆ】 析 控 Ｐ 中国专利 ：０ １１６０ ． ０． ． ２０ １５５．２ １ ３０
合金元素 ， 利用控制轧制及控制冷却 ， 充分发挥合金元 素的作用 ， 通过各强化机制的组合来 提高强韧性［ 。因
此， 低碳贝氏体钢被国际上誉为 ２ 世纪钢种罔 天钢为 １ 。 加快高附加值产品开发步伐， 调整中厚板产品结构， 提
升市场竞争力 ，在现有 ３５０ｍ ０ ｍ轧机上挖掘潜力 ， 开 发 Ｑ５ ５０级别高强度结构钢 ， 从而 占领高端产 品市 场 。 目前 ， 天钢开发出的 Ｑ ５Ｄ高强结 构钢已取得 良好效 ５０
非调质钢及其锻造成型概况
非调质钢及其锻造成型概况一、非调质钢概况1.1 定义非调质钢是通过微合金化、控制轧制（锻制）和控制冷却等强韧化方法，取消了调质处理，达到或接近调质钢力学性能的一类优质或特殊质量结构钢。
1.2 分类根据非调质钢加工工艺，可分为：热轧、热锻非调质钢、易切削非调质钢、冷作硬化非调质钢。
热锻用非调质钢用于热锻件（如曲轴、连杆等），直接切削用非调质钢用热轧件直接加工成零件，冷作强化非调质钢用于标准件（如螺母等）。
根据非调质钢显微组织的不同，可分为：铁素体加珠光体型非调质钢、贝氏体型非调质钢、马氏体型非调质钢。
根据非调质钢性能，可分为：高强度微合金非调质钢，高韧性微合金非调质钢，高强高韧微合金非调质钢，表面强化微合金非调质钢。
另外还有轧制型材、切削加工性能等分类标准。
1.2.1 铁素体加珠光体型非调质钢根据铁素体是沿原奥氏体晶界析出还是晶内析出，可以分为普通的铁素体加珠光体型非调质钢和晶内铁素体型非调质钢。
普通的铁素体加珠光体型非调质钢由德国蒂森钢公司率先于1972 年开发，目前国内外非调质钢的应用类型主要以此为主。
这是因为此类非调质钢所含合金元素少，生产工艺简单，而社会效益却很显著。
铁素体加珠光体型非调质钢的强度水平在600～900 MPa 之间，但因其韧性较差，使用范围受到很大限制。
此类钢主要用于生产轴类零件以及机床的丝杠、汽车上的曲轴、连杆和轮毂。
铁素体加珠光体型非调质钢在控制冷却过程中发生相变时，铁素体易沿过冷奥氏体晶界析出，形成网状铁素体，使钢的韧性降低。
近年来，将氧化物冶金技术应用于非调质钢，开发出晶内铁素体型非调质钢。
具有晶内铁素体组织的非调质钢，其抗拉强度可达1 000 MPa ，并具有良好的韧性，是一种非常适合于制造汽车零件的非调质钢。
该钢种在日本已应用于载重汽车和普通乘用车。
1.2.2 贝氏体型非调质钢其化学成分特征为微合金低碳钢，显微组织为贝氏体。
与铁素体加珠光体型非调质钢相比，这类非调质钢具有较高的强韧性配合，特别是具有较好的低温韧性和焊接性。
纳米贝氏体钢
纳米贝氏体钢一、引言纳米贝氏体钢是一种新型高强度、高韧性的钢材，由于其优异的力学性能和良好的耐蚀性，已经在汽车、航空航天、石油化工等领域得到了广泛应用。
本文将从纳米贝氏体钢的定义、制备方法、力学性能以及应用领域等方面进行详细介绍。
二、纳米贝氏体钢的定义纳米贝氏体钢是一种由纳米晶和贝氏体组成的复合材料，其中纳米晶指晶粒尺寸小于100纳米，而贝氏体则是由铁素体变形所形成的一种组织。
这种复合结构使得纳米贝氏体钢具有优异的力学性能和良好的耐蚀性。
三、制备方法1. 机械合金化法：将原料粉末通过球磨机或高能球磨机进行混合和反应，使得原料在球磨过程中产生塑性变形和冷焊接，并最终形成均匀分散的纳米晶。
2. 热处理法：通过快速冷却或加热等方式使得钢材组织发生相变，从而形成纳米贝氏体结构。
3. 淬火调质法：先将钢材淬火至马氏体组织，再进行回火处理，使得马氏体转变为纳米贝氏体结构。
四、力学性能纳米贝氏体钢具有优异的力学性能，其屈服强度、抗拉强度和断裂韧性等指标均优于传统的高强度钢材。
其中，纳米晶的存在可以提高钢材的屈服强度和硬度，而贝氏体则可以增加钢材的韧性和延展性。
此外，纳米贝氏体钢还具有良好的耐疲劳性能和耐腐蚀性能。
五、应用领域1. 汽车制造：纳米贝氏体钢可以用于汽车车身、底盘等部件的制造，可以减轻车重并提高车辆的安全性能。
2. 航空航天：由于纳米贝氏体钢具有轻量化和高刚度等特点，因此可以用于航空航天领域中飞机、卫星等部件的制造。
3. 石油化工：纳米贝氏体钢可以用于石油化工领域中的管道、储罐等设备的制造，可以提高设备的耐腐蚀性和安全性能。
六、总结纳米贝氏体钢是一种新型高强度、高韧性的钢材，其制备方法多样且具有良好的力学性能和耐蚀性能。
由于其在汽车、航空航天、石油化工等领域中具有广泛应用前景，因此对于纳米贝氏体钢的研究和开发具有重要意义。
超细贝氏体钢制造关键技术及应用
超细贝氏体钢制造关键技术及应用1.引言随着科技的进步和工业发展的需求，高强度、高耐候性、高韧性的钢材成为了工程领域中的重要材料。
而超细贝氏体钢的出现，为解决传统钢材的缺陷和局限性提供了新的解决方案。
本文将探讨超细贝氏体钢的制造关键技术以及其在各个领域中的应用。
2.超细贝氏体钢制造关键技术2.1贝氏体相变控制技术超细贝氏体钢的制造中，贝氏体相变控制是其中的关键环节。
通过合理的热处理工艺和相变控制参数设置，可以使钢材中的奥氏体相变为贝氏体，并控制其晶粒尺寸和形貌，从而获得超细贝氏体钢材。
常见的贝氏体相变控制技术包括快速冷却法、等温贝氏体相变控制法和定向贝氏体相变法。
2.2合金元素控制技术合金元素是影响钢材性能的重要因素之一。
超细贝氏体钢制造中，通过合理添加适量的合金元素，可以调控钢材的晶粒粗化行为、减小晶界能量和提高韧性等性能。
常见的合金元素有铌、钼、钛等，它们能有效改善贝氏体相变行为并提高钢材的综合性能。
2.3热处理工艺控制技术超细贝氏体钢的热处理过程对于最终产品的性能具有重要影响。
热处理工艺控制技术主要包括淬火工艺控制、回火工艺控制以及时效工艺控制等。
通过优化热处理工艺参数，可以控制钢材的晶体结构和相变行为，从而获得具有优良性能的超细贝氏体钢材。
3.超细贝氏体钢的应用超细贝氏体钢由于其优异的性能表现，在各个领域都得到了广泛的应用。
以下是几个主要领域的应用实例：3.1汽车工业超细贝氏体钢被广泛应用于汽车工业中，用于制造车身结构和车轮等部件。
其高强度和耐冲击性能可以提高汽车整车的安全性和耐久性。
同时，超细贝氏体钢的低比重也能减轻整车的重量，提高燃油经济性。
3.2航空航天工业航空航天工业对材料的要求极高，而超细贝氏体钢正好满足了这些要求。
其高强度和韧性使其成为制造飞机结构件、发动机叶片和涡轮等关键部件的理想选择。
此外，超细贝氏体钢还具有良好的高温耐蚀性能，适用于航空航天发动机的工作环境。
3.3建筑工程超细贝氏体钢在建筑工程中也有着广泛的应用。
贝氏体型非调质钢的组织性能调控研究
贝氏体型非调质钢的组织性能调控研究摘要：针对贝氏体型非调质钢的组织性能调控问题，本研究在对多种成分比例的非调质钢进行热处理后，对其微观组织、力学性能进行了分析研究。
结果表明，采用特定热处理工艺可以显著改善非调质钢的综合性能，通过形成均匀细小的贝氏体和渗碳体复合，提高了材料的硬度、韧性和抗拉强度。
同时，本研究建立了一种基于深度学习的快速预测模型，可以在短时间内预测非调质钢材料的组织性能。
关键词：贝氏体型非调质钢，热处理工艺，微观组织，力学性能，深度学习1. 引言非调质钢指的是在加工过程中无需进行调质退火处理的钢材。
非调质钢具有优异的可加工性和成本效益，因此在航空、汽车、机械、船舶等领域有广泛应用。
然而，不同成分比例的非调质钢其组织性能差异较大，因此需要对材料的微观组织进行调控来提高其力学性能。
当前，针对非调质钢的组织性能研究主要集中在马氏体型非调质钢方面，对贝氏体型非调质钢的研究相对较少。
因此，对于贝氏体型非调质钢的组织性能调控研究尚有一定的探索空间。
2. 实验设计本研究选取了C、Mn、Si、Cr等元素组成的非调质钢作为研究对象，采用正交实验设计方法分别设计了不同比例成分的非调质钢样品。
对这些样品进行了一系列的热处理实验，通过金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射、力学性能测试等手段对其微观组织和力学性能进行了分析研究。
3. 实验结果经过热处理后，非调质钢的组织结构发生了显著变化。
经分析发现，贝氏体型非调质钢的组织性能与其淬火温度、保温时间、淬火介质等因素密切相关，通过特定的热处理工艺可以形成均匀细小的贝氏体和渗碳体复合结构，从而显著提高了材料的硬度、韧性和抗拉强度。
此外，本研究还发现，在一定的元素成分范围内，调节不同元素的比例可以进一步改善贝氏体型非调质钢的性能。
4. 快速预测模型基于本研究的实验数据和机器学习算法，我们建立了一种基于深度学习的快速预测模型，该模型可以在短时间内预测非调质钢材料的组织性能。
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贝氏体型非调质钢的试制胡淑娥,唐立东,冯勇,王祥宾(济南钢铁股份公司技术中心,山东济南 250101)摘 要:为降低钢结构件的成本,开发了一种新型的贝氏体高强度钢。
该钢种属普通低碳合金钢,其特点是以价格较低的V ,Mn ,Cr 取代昂贵的Ni ,Mo ,B 等进行合金化,勿需热处理,生产工艺简单。
铸坯的加热和压下制度与其它钢种类似,采用控温轧制和轧后空冷提高钢的强度和韧性。
结果表明:试验钢板的抗拉强度较高,均在860MPa 以上;且随着终轧温度的提高,钢的冲击韧性得到改善。
关键词:非调质钢;贝氏体钢;微合金元素;强度;韧性中图分类号:TG 142.1 文献标识码:A 文章编号:1004-7638(2003)01-0066-05DEVE LOPING OF N ON -QUENCHED AN D TEMPERED BAINITIC STEE LHU Shu -e ,TAN G Li -dong ,FEN G Y ong ,WAN G Xiang -bin(The Technical Center of Jinan Iron &Steel Co.,Ltd.,Jinan 250101,Shandong ,China )Abstract :In order to decrease the product cost ,a newly high strength bainitic steel have been devel 2oped.This steel is a plain carbon structural steel ,its advantage is using cheap V ,Mn ,Cr instead of expensive Ni ,Mo ,B and other elements for alloying.The heat treatment of steel is not needed ,so the production process is simply.The heating and rolling schedule are similar with other steels ,but adopt 2ing controlled rolling and air cooling increase the strength and toughness.The tensile strength of ex 2perimental steel plates is higher than 860MPa ,and the impact toughness is improved with the de 2creasing of end rolling temperature.K ey Words :non -quenched and tempered steel ;bainitic steel ;microalloying element ;strength ;toughness0 引言 非调质钢(SBL )是1972年首先由德国蒂森特钢公司开发成功的,主要是在中、低碳钢中添加Nb ,V ,Ti 等经济性微合金元素,抗拉强度小于600MPa ,可省略结构件(例如汽车曲轴)的调质处理,成本较低。
20世纪70年代中期以后,国外主要以低成本高性能产品为主要发展方向,为了降低成本,制造大型L P G 和LN G 贮罐及运输船都采用非调质处理钢和微合金化厚板钢。
而如今,在机械、汽车等行业,非调质钢替代传统的调质钢已经获得了广泛的应用。
汽车工业发达的日本,其非调质钢发展最为活跃,现已采用低温轧制和Nb ,V 析出强化相结合,生产出高强度、高韧性的优质汽车用厚钢板;川崎制铁开发出具有耐大气腐蚀性的非调质极低碳贝氏体型厚钢板(570MPa 和690MPa 级,10～100mm );已经开发出典型的高强度、高韧性建筑机械用非调质钢HT780。
收稿日期:2002-11-25作者简介:胡淑娥(1971—),女,山东烟台人,现就职于济钢技术中心,研究方向:高效钢材的开发与应用。
第24卷第1期2003年3月钢 铁 钒 钛IRON STEEL VANADIUM TITAN IUMVol.24,No.1March 2003 我国非调质钢的控轧控冷研究和应用相对较晚,在20世纪80年代初才开始这方面的工作。
武钢于1999年开始试制板厚12～30mm、抗拉强度达到590MPa、685MPa级别的低(超低)碳贝氏体结构板,产品采用铁水预脱硫、RH真空处理工艺,降低C含量,增添Mo-B-V-Nb等合金,且需热处理。
超低碳和热处理都存在成本高工艺复杂的问题。
目前,国内尚无一家钢厂能够不用贵重合金、取消调质热处理工艺,生产低碳非调质贝氏体高强度钢板。
针对这一现状,济钢研制开发了一种新型的贝氏体高强钢,其特点是钢中不加入昂贵的Ni, Mo,B等元素,而用少量普通元素V,Mn,Cr合金化,以低廉的合金成本代价,就能使钢板热成型后空冷自硬,免除了传统的淬回火工序,从而节约大量热处理费用,降低生产成本和生产难度。
1 合金元素在贝氏体型非调质钢中的作用 贝氏体型非调质钢良好的机械性能取决于贝氏体中细化的铁素体和细片状渗碳体,无碳贝氏体(针状铁素体)不存在板条间的碳化物的影响,韧性有很大的改善。
Ni,Mo,B等元素的加入将使钢的所有中温组织转变显著推迟,使钢在很宽的冷速范围内得到贝氏体。
为了获得高强度、高韧性贝氏体钢,首要的途径就是控制钢的化学成分。
下面对各元素在钢中的作用加以分析。
(1)C—为改善基材韧性,需要降低C含量,以获得足够韧性的贝氏体组织。
原因是当贝氏体型铁素体基体内存在第二相碳化物时(如粒状贝氏体中岛状的马氏体富含碳,M-A岛在贝氏体型铁素体间隙产生),裂纹容易生成,对材料的韧性不利。
降低C含量可减少脆性马氏体量,而且钢中残余奥氏体能吸收一定能量。
(2)Si—可以抑制碳化物的形成,增加残余奥氏体的稳定性,提高钢的回火抗力,使复相钢可以在低温转变区缓冷以提高钢的塑韧性。
(3)Mn—对于需要韧性的非调质钢,需要添加Mn与Cr。
Mn的加入提高了固溶强化效果和降低相变温度,将细化组织,提高强度及韧性。
Mn> 1.5%有助于贝氏体组织形成,但其含量不能太高,否则会增加碳当量,不利于焊接。
(4)Cr—实验证明,1%的Cr能使强度提高100 MPa,并对韧性有利。
钢中加入低成本的Mn+Cr =3%时,抗拉强度可达到1200MPa[1]。
(5)V—其析出物钉扎奥氏体—铁素体晶界,促进铁素体的形成。
钢中加V能获得最大的沉淀强化结果。
根据以上分析结果,考虑到非调质钢的优势主要体现在工艺简单和成本降低方面,设计的化学成分如表1所示。
表1 试验钢化学成分%C Si Mn P S Cr Als V≤0.12≤0.90≤2.25≤0.030≤0.030≤1.15≥0.03≥0.032 工业性试制 根据上述思路进行了工艺性试验,研究在不同工艺条件下其性能的变化。
铸坯的加热、压下制度与现场其它钢种工艺制度类似,终轧温度分别为900℃和860℃,轧后空冷,轧制规格为12、16、20 mm,对轧后钢板做金相检验和性能测试。
2.1 力学性能、组织测试经检测,连铸坯低倍检测B类中心偏析1.0级,无其他C类中心偏析、三角区裂纹、中间裂纹、针孔状气泡等现象,表明铸坯内部质量较为理想。
钢板中非金属夹杂物A类1.5级、B类2.0级。
金相组织为铁素体加粒状贝氏体组织,见图1。
比较试制钢板的金相组织可以看出,终轧温度较低的厚规格板,其金相组织的特点是铁素体体积百分比增加,铁素体细化,相应的贝氏体组织数量降低并细化,使钢板韧性增加。
考虑到因厚度的变化造成的冷却速度的不同,随着冷却速度增大,铁素体量减少,贝氏体体积百分比增多。
钢材性能是微观组织的宏观体现,表2所示的数据表明,试验钢板抗拉强度较高,均在860MPa 以上。
随着终轧温度的降低,冲击韧性得到改善, 900℃终轧时的12mm钢板的-40℃冲击功相对较小;终轧温度为860℃时,20mm钢板-20℃纵向冲击功为42J,-40℃纵向冲击功达到38J。
2.2 工艺性能(1)焊接试验进行了手工电弧焊试验,选用北京市焊接材料・76・ 第1期 胡淑娥等:贝氏体型非调质钢的试制 图1 不同规格钢板的微观组织表2 Mn-C r系贝氏体钢力学性能规格/mm方向σb/MPaσ0.2/MPaδ5/%ψ/%180°弯心直径dA K V/J常温0℃-20℃-40℃终轧温度/℃12纵向86554620412a67503327900横向91059017352a5990016纵向902163a50413928860横向896153a3835262286020纵向861153a60514238860横向896143a40352825860厂生产的J757和J807两种焊条,焊机为可控硅整流弧焊机(型号ZX5-630B)。
焊接接头的组织状态、拉伸试验、冲击试验等测试结果(表3)表明,采用低强匹配,可以得到较好的综合性能。
(2)焊接抗裂性、HAZ最高硬度试验为检验钢板焊接裂纹敏感性,进行了小铁研实验(结果如表4所示)、T型接头焊接裂纹试验、手工电弧焊和药芯焊丝气体保护焊刚性固定对接裂纹试验等。
・86・ 钢铁钒钛 2003年第24卷表3 焊接试件拉伸试验及冲击试验编号状态焊条σb/MPaσ0.2/MPa A K V/J断裂位置1热处理J75786571045,71热影响区2退火焊道J75788570564,64,72热影响区3热处理J75785571040,35,39热影响区4退火焊道J75784071065,53,66热影响区5热处理J75786572547热影响区6焊接状态J75788072564,67,72热影响区7热处理J80790071041,41热影响区8焊接状态J807875715焊缝1) 9热处理J80787069530,33,32热影响区10退火焊道J807885720热影响区 注:1)断裂位置有气孔T型接头试验焊缝采用着色探伤检测,未发现裂纹。
刚性固定对接裂纹试验的焊缝及其内部用X 射线检查,均未发现裂纹,每个试件从中取两块磨削均未发现裂纹。
在焊缝中心两侧各测7个点以上的硬度,每点间距0.5mm,最高硬度均未超过HV400。
(3)磨损性能试验用于工程机械的热轧低碳贝氏体钢板工作时主要承受磨料(粒)磨损,为此在中国农业机械化科学研究院进行磨料(粒)磨损试验,采用ML S-23型湿沙橡胶轮式磨损试验机。
结果表明热轧低碳贝氏表4 小铁研实验结果电流/A电压/V焊速/mm・min-1预热温度/℃拘束焊缝试验焊缝表面裂纹率/%截面裂纹率%1202816060500 1.3 1202816018015400 1202818518017100贝氏体高强钢板的相对耐磨性是Q345B钢板的1.34倍,贝氏体钢板的微观表面磨痕均匀细密程度好,耐磨性的优势是相当明显的。