摘要：对621MPa(90ksi)级抗硫化氢腐蚀油井套管用钢的合金设计、热处理工艺以及组织和性能关系进行了研究,分别设计了0.08C-0.8Mn和0.20C-0.8Mn 2种低碳-低锰试验钢,并重点研究了经调质处理后试验钢的位错、析出物和碳化物对SSCC性能的影响。研究结果表明,采用低碳-低锰,结合Nb、V、Ti和B的微合金设计,通过适当的调质热处理工艺可以获得优良的力学性能、韧性和抗硫化氢应力腐蚀开裂性能,满足相关标准的要求。研究结果还表明,不共平面的位错群、细小的析出物以及弥散的高球化率碳化物,可以使钢具有很好的抗硫化氢应力腐蚀开裂性能。

摘要：研究了低碳和超低碳两种成分500MPa级高性能桥梁钢的成分设计及组织控制对性能的影响。连续冷却的实验表明，在相同冷却速度下，碳的质量分数为0．08％的微合金钢比碳的质量分数为0．04％的微合金钢容易得到更多的板条贝氏体组织。碳的质量分数为0．04％的微合金钢在一定的冷却速度范围内（1～10℃／s）均可得到低碳贝氏体组织，因此有利于大厚度钢板内部的组织均匀性。实验轧制结果显示，两种成分钢的屈服强度均能达到500MPa，并且具有良好的伸长率和低温冲击韧性。20mm厚钢板的断面组织均匀，为以粒状贝氏体和针状铁素体为主的低碳贝氏体组织。

摘要：采用辊轧工艺，制成了素坯密度较高的氧化锆增韧氧化铝复合陶瓷，并对其性能和结构分别进行了研究。利用多种粒径的粉体混合、多种增韧方式来设计复相陶瓷的显微结构，得到了最佳配比和最佳烧结工艺条件下的ＺｒＯ_２／ｎｍＡｌ_２Ｏ３／μｍＡｌ_２Ｏ_３复相陶瓷。此陶瓷在１５５０℃下烧结，得到优良的抗弯强度和断裂韧性。

摘要：Ni作为可以同时提高强度和韧性的合金元素被广泛应用于高强度钢的生产中,但是当Ni的质量分数低于5%时,Ni元素的添加对于基体性能的改善不明显。然而对于低碳低合金钢而言,添加Ni会引起淬透性的变化,以及由此带来的协变相变产物的演变是不可忽略的。本工作设计了2种不同Ni含量的高强度低合金钢(0.92Ni钢和2.94Ni钢),通过末端淬火实验和热模拟实验研究了Ni含量对0.92Ni钢和2.94Ni钢淬透性及相变温度的影响,利用SEM和EBSD表征了0.92Ni钢和2.94Ni钢协变相变产物的显微组织和晶体学特征。结果表明,Ni含量的增加可以显著提高2.94Ni钢的淬透性,降低其相变温度。在0.5℃/s的低冷速下,2.94Ni钢的组织为板条贝氏体和少量呈薄膜状弥散分布的马氏体/奥氏体岛(M/A岛),形成以密排面分组(CP分组)为主导的相变模式,大角晶界密度、板条束(block)边界密度和V1/V2变体对含量较高,硬度也较高;而0.92Ni钢的组织为粒状贝氏体和呈粗大块状分布的M/A岛,形成以Bain分组为主导的相变模式,大角晶界密度、block边界密度和变体对含量较低,硬度较低。热力学和动力学分析表明,在0.5℃/s的低冷速下,Ni含量增加显著提高了2.94Ni钢的相变驱动力,转变速率更快;提高了未转变奥氏体中最大C含量的上限,促进了贝氏体的完全转变,减少M/A岛的含量。

摘要：为了满足超深层油气资源开发需求,针对石油装备用强度等级最高的低碳马氏体钢,结合成分性能大数据,基于四种不同机器学习方法分别建立了大截面高强韧低碳马氏体钢成分-强度和成分-硬度预测模型,分析表明,神经元层数为4、层深为64的人工神经网络模型的性能预测精度和拟合程度最好。采用遗传算法对材料成分进行智能最优化设计,获得CrNiMo和SiMnCrNiMo两种材料系中屈服强度大于1100 MPa、硬度大于42HRC、碳含量小于0.22%的最优成分,材料的端淬硬度分布曲线与预测值基本一致,最大误差小于3HRC。依据优化设计成分进行多批次产品生产制造后结果表明,150 mm直径的构件全截面获得95%以上的细小针状马氏体组织,屈服强度大于1100 MPa,低温冲击吸收能大于45 J,满足服役性能要求,预测结果与生产实验结果具有较高的一致性。将材料大数据与机器学习相结合实现了材料的智能化设计开发,为高性能材料的开发提供了新途径。

摘要：使用电子背散射衍射技术研究了低C高Mn高Nb成分设计下,非再结晶奥氏体变形及加速冷却速率对低碳贝氏体组织取向差特征和大角晶界分布的影响.结果表明,与原奥氏体晶粒内部的相变组织相比,原奥氏体晶界附近具有更高的大角晶界密度,非再结晶区奥氏体变形及快速冷却都有利于提高共格相变的驱动力、弱化变体选择以及有效增加大角晶界密度.此外,非再结晶区的大变形除了可充分压扁奥氏体晶粒和增加单位面积的奥氏体晶界密度外,还导致奥氏体晶界上细小的非共格转变铁素体晶粒生成,且这些铁素体晶粒与相邻组织表现出大取向差.

摘要：研究了不同的前躯体组织对于经临界区再加热-淬火-中温配分(IQ&P)处理所得的0.22C-1.9Mn-1.32Si多相钢的组织形貌和力学行为的影响.相同的热处理工艺参数下,采用前躯体为马氏体(M)的组织设计倾向于在多相钢中获得板条状的铁素体和薄膜状(或短针状)的残余奥氏体;而采用前躯体为贝氏体-铁素体(B-F)的组织设计则倾向于在多相钢中获得块状的铁素体和近颗粒状的残余奥氏体.在本工作所用IQ&P工艺下,B-F前躯体多相钢尽管抗拉强度高达976 MPa,但其延伸率只有26.7%,使得其强塑积仅仅只有26 GPa·%;而采用M前躯体设计可以使钢获得强度和塑性的优良结合,其强塑积超过31 GPa·%.就均匀变形阶段的加工硬化行为而言,B-F前躯体多相钢尽管具有较高的加工硬化指数,但其组织中的残余奥氏体稳定性较差,因而瞬时加工硬化指数-真应变曲线的波动性很大,随真应变的增大在外观上呈锯齿状;而M前躯区体多相钢尽管加工硬化指数略低,但其组织中的残余奥氏体具有较高的稳定性,因而瞬时加工硬化指数-真应变曲线较为平滑,随真应变的增大呈逐次升高的趋势.产生上述不同力学行为的原因与钢中残余奥氏体和基体组织的形貌、比例和分布状态均有关,而上述因素从根本上又取决于不同前驱体自身的组织形貌与微观结构特征.

摘要：为了揭示1 000MPa级低碳加铌钒钛微合金钢的高强韧机制,研究了S1(w(C)=0.09%)与S2(w(C)=0.17%)两种合金成分的油井管钢成分-工艺-组织-性能关系。试验表明,两种成分试验钢经水淬后的组织分别为板条贝氏体加少量马氏体和马氏体加少量贝氏体的复相组织。两种成分钢经过450~600℃、30min的中温回火后,组织中均出现碳化物析出,且S1试验钢回火后的屈服强度基本不变,抗拉强度下降了约70 MPa,S2试验钢回火后的屈服强度与抗拉强度迅速升高170MPa左右。溶度积公式的计算结果表明,两种钢的水淬组织中铌、钛元素析出彻底且析出物的体积分数都很小,因此回火铁素体基体中的VC析出强化对S1试验钢回火后屈服强度保持不变以及S2试验钢回火后屈服、抗拉强度提高起到重要作用。

摘要：采用优化后的临界区再加热—淬火中温等温(T1、T2)热处理工艺,对具有不同前躯体组织的(0.22/0.17)C-(1.91/1.85)Mn-(1.32/0.94)Si两类热轧6 mm钢板分别进行处理,获得了具有铁素体、贝氏体、马氏体以及弥散分布于原奥氏体晶界、相界等处的残余奥氏体所构成的多相组织.利用扫描电镜、X射线衍射以及电子背散射衍射分析技术等对不同热处理阶段钢的微观组织进行了表征.结果证实,采用不同的前躯体组织设计可以很好地调控临界区再加热逆转变奥氏体的组织形貌、比例以及碳含量,进而通过后续处理来实现对钢中多相组织的调控.前躯体为马氏体的0.22C钢,经T1工艺后获得了以针状铁素体为基体的多相组织,其强塑积超过了30 GPa·%;前躯体为铁素体+马氏体的0.17C钢经T2工艺后获得了以块状铁素体为基体的多相组织,其强塑积超过了27 GPa·%.

摘要：对三种不同成分设计的Mn-Mo-Nb+钢的精轧轧程、轧制温度以及C、Mo含量对热轧板卷屈服强度和DWTT撕裂面积等性能的影响进行了研究,所得到的结论对提高强度,细化奥氏体晶粒,避免混晶具有指导性。采用含Mo低碳、高Nb设计,控制精轧轧程,可以获得具有优良强度和韧性的X80热连轧管线钢产品。