摘要：系统研究了存在纳米尺寸碳化钒析出的铁素体和贝氏体相低碳钢的应力-应变行为。通过奥氏体/铁素体转变并结合相间析出制取组织为铁素体相的试样,通过奥氏体/贝氏体转变,随后进行时效制取贝氏体相试样。两种试样的应力-应变曲线具有几个共同特征:高屈服应力、相对低的加工硬化特性以及足够高的伸长率。根据组织参数计算了溶质原子、晶界、位错和析出物对强度的贡献,并将计算结果与试验测定的应力结果进行对比。溶质原子和晶界强化贡献可以简单地相加,而位错和析出物对强度的贡献大小应表示为两者平方和的平方根。纳米尺寸碳化物在拉伸变形早期阶段可能充当位错增生源的作用,而在变形后期则加速位错湮灭。这种增加型动态回复可能造成铁素体相和贝氏体相这两种钢都具有相当高的伸长率。

摘要：采用Gleeble-3500热/力模拟试验机测定了新开发的纳米析出高强度钢在1 300～600℃的力学性能。结果表明:随拉伸温度降低,试验钢的抗拉强度逐渐升高,在1 000～750℃之间拉伸时,断面收缩率出现低谷,1 000℃时塑性仍很低,此温度区间即为该钢的第三脆性区,750℃时的断面收缩率最低,而在1 100～1 250℃之间钢的塑性良好。金相显微组织观察和扫描电镜观察发现,钢的第三脆性区拉伸试样断面呈现沿晶断口特征,以脆性断裂为主,表明纳米析出高强度钢的高温强度高,钢的塑性低谷的温度范围宽,易在连铸连轧生产过程中产生裂纹等缺陷,给实际生产工艺带来困难,需要注意制造工艺设计。

摘要：为了推动耐火钢的市场应用,采用低碳、低钼(约0.2%)及铌、钒、钛的复合微合金化成分设计,成功开发出低成本Q345耐火钢。采用Formastor-Digital全自动相变测试仪测定了试验钢的连续冷却转变(CCT)曲线,利用Gleeble-1500热模拟试验机研究了变形后不同冷却工艺对试验钢组织及硬度的影响,并采用SEM、EBSD、TEM和物理化学相分析等手段对热轧及600℃高温拉伸试样基体组织及纳米第二相进行了详细表征,定量分析了试验钢室温及高温下的强度机制。结果表明,轧后760~780℃开始层流冷却、终冷温度为400~600℃,试验钢获得铁素体+贝氏体组织。经600℃高温拉伸后,试验钢中MC相的质量分数及处于18nm以下的粒子质量百分比相对于热轧态试样分别提高了16.4%、9.8%,这些新析出的纳米级粒子在高温下起到了良好的沉淀强化作用,一定程度弥补了高温下因剪切模量下降和细晶强化失效导致的高温屈服强度的损失;固溶、沉淀强化为Q345耐火钢主要的高温强化方式。

摘要：利用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜、能谱分析和拉伸试验等手段,对分别加入Mo、Cr、Nb、Cu等合金元素的含Ti微合金铁素体高强钢组织、析出相和力学性能进行分析,结果表明:铁素体基含Ti微合金高强钢以铁素体为基体,部分微合金钢组织含有极少量粒状贝氏体或珠光体;基体析出粒子尺寸差别较大,大部分尺寸小于10 nm并呈球形、簇状分布,析出物以TiC或(M、Ti)C颗粒为主;5种成分设计的铁素体基含Ti微合金钢均具有良好的室温、高温拉伸性能,550℃拉伸屈服强度均大于380 MPa,为对应室温拉伸屈服强度的63%以上,其中加少量Nb元素的含Ti微合金钢高温和室温屈服强度比最高,达到0.77,具有优异的高温力学性能。

摘要：依据多主元高熵合金的设计理念,采用真空电弧炉熔炼等摩尔比多主元高熵合金AlFeCuCoNiCr,研究合金的组织结构。研究发现:AlFeCuCoNiCr合金的铸态组织是典型的树枝晶,并有纳米析出相和非晶相形成;合金存在严重的成分偏析现象,铜偏聚于枝晶间;合金形成了简单的面心立方+体心立方(FCC+BCC)结构和少量金属间化合物。

摘要：新型耐火钢除了要求具有等同或优于普通建筑钢的室温力学性能和良好焊接性能,还需要保证耐火性能和良好抗震性能,并拥有比传统耐火钢成本更低的特点。南钢基于实验室试验的结果,设计了低Mo新型耐火钢的化学成分和轧制工艺,试制了不同厚度规格的Q420FRE耐火钢,其各项性能均优于标准对同级别耐火钢的要求。600℃高温强度达到室温强度的70%,280 MPa恒载荷下的耐火极限温度约为700℃,模拟二次火灾高温强度仍超过280 MPa,屈强比<0.83,具有良好的耐火及抗震性能。

摘要：随着社会经济的不断发展,建筑行业对于建筑材料强度的要求也越来越高,建筑结构用钢的组织类型也由铁素体/珠光体向铁素体/贝氏体、全贝氏体和多相多尺度亚稳(M~3)组织方向发展。耐火钢以其优异的综合性能和良好的耐火安全性等优点,被广泛应用于高层及大跨度建筑中。对于耐火性能的调控方式也从高成本的高Mo(≥0.40%)加单一元素的微合金化为主的方式向经济型的节Mo(≤0.30%)加Nb、V和Ti等多元复合微合金化方式发展。详细介绍了国内外耐火钢的发展历史、产品种类和应用工程以及提高耐火钢室温强度和耐火性能的理论和技术,对比研究了不同组织和微合金元素的耐火性能的差异。研究表明,多元复合微合金化钢在室温和600℃高温的性能要优于单一元素的微合金化钢的性能,因此提出了多元复合微合金纳米碳化物遇火析出增强高温耐火性能的新思路。针对Q345~Q690不同强度级别耐火钢,形成了差异化的合金与组织设计及其热轧/热处理技术,利用扫描电镜(SEM)观察不同强度级别耐火钢的组织类型,阐明了典型多元复合微合金化耐火钢升温-加载过程中显微组织和力学性能的变化规律。采用透射电镜(TEM)、物理化学相分析和三维原子探针(3DAP)等研究方法观察和统计热轧态、不同热处理态和600℃高温拉伸态析出相的分布、尺寸和数量,探讨了纳米碳化物高温沉淀强化、基体组织高温稳定的耐火机理。研究表明,经过弛豫处理的Q345级别钢板为先共析铁素体+少量贝氏体/珠光体组织,具有较高的细晶和沉淀强化增量;轧后直接进行层流冷却的Q345级别钢板为全贝氏体组织,有着较高的位错和固溶强化增量,600℃拉伸的屈服强度(Yield Strength,YS)仍能达到327 MPa。Q460级别钢板为全贝氏体组织,600℃时组织具有良好的高温稳定性,随着在600℃时保温时间的延长,直径小于10 nm的纳米析出相显著增加。Q690级别钢板为马氏体+亚稳奥氏体+纳米析出相和低碳高强贝氏体组织,室温下具有690 MPa的屈服强度和良好的延伸性能,经600℃高温拉伸试验后,其屈服强度不低于室温标准屈服强度的2/3。采用多元微合金化设计、遇火纳米析出强化的调控思路可实现Q345~Q690不同级别耐火钢的耐火功能。