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终轧温度对Ti-V-Mo复合微合金钢组织演变和硬度的影响 被引量:5
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作者 张可 赵时雨 +5 位作者 隋凤利 李昭东 叶晓瑜 孙新军 黄贞益 雍岐龙 《材料研究学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期191-198,共8页
采用Gleeble3800热模拟试验机、OM、EBSD、TEM及Vickers硬度计等研究终轧温度对Ti-V-Mo复合微合金钢的组织转变、析出相和硬度的影响,并阐明了组织演变和硬度变化的原因。结果表明,不同终轧温度的Ti-V-Mo钢其组织均为多边形铁素体;随着... 采用Gleeble3800热模拟试验机、OM、EBSD、TEM及Vickers硬度计等研究终轧温度对Ti-V-Mo复合微合金钢的组织转变、析出相和硬度的影响,并阐明了组织演变和硬度变化的原因。结果表明,不同终轧温度的Ti-V-Mo钢其组织均为多边形铁素体;随着终轧温度由1000℃降低到800℃,Ti-V-Mo钢的硬度由400HV提高到427HV;铁素体晶粒的平均尺寸由3.44μm减小到3.05μm;(Ti, V, Mo)C粒子的析出数量增加,其平均尺寸由8.38 nm减小到6.25 nm。随着终轧温度的降低,铁素体平均晶粒尺寸的减小和纳米级(Ti, V, Mo)C粒子的增多及细化是硬度增大的主要因素。在980℃以下,降低终轧温度(Ti, V, Mo)C在奥氏体中的形核率不断减小,使得其在铁素体中析出的10 nm以下的(Ti, V, Mo)C粒子不断增多,促进了硬度的提高。 展开更多
关键词 金属材料 Ti-V-Mo复合微合金钢 终轧温度 硬度 铁素体 (Ti V Mo)C
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冷拔小口径16MnNiV无缝钢管的显微组织与力学性能演变规律
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作者 李涵 李昭东 +3 位作者 曹杰 张可 曹燕光 雍岐龙 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第9期117-127,共11页
16MnNiV钢由16Mn,16MnV钢发展而来,棒坯经热穿孔轧制成为管坯后,再进行冷轧、冷拔和热处理,用于制备高强度小口径的高压油管。通过光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、电子背散射衍射技术(EBSD)、透射电子显微镜(TEM)以及物理化学相... 16MnNiV钢由16Mn,16MnV钢发展而来,棒坯经热穿孔轧制成为管坯后,再进行冷轧、冷拔和热处理,用于制备高强度小口径的高压油管。通过光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、电子背散射衍射技术(EBSD)、透射电子显微镜(TEM)以及物理化学相分析法研究了在拉拔制管过程中小口径16MnNiV无缝钢管显微组织与力学性能的演变,揭示了其微观组织以及第二相析出的变化规律,并计算了其强化增量,相关结果可以为高强度高压油管的材料研制和性能提升提供参考。结果表明,实验钢在拉拔制管过程中的主要组织为铁素体与珠光体,随着冷拔工艺的进行,实验钢的有效晶粒尺寸呈现减小趋势。从析出情况来看,一次拉拔后退火会增加其析出总量,二次拉拔后退火不改变其析出总量。通过EDS分析得知,析出的第二相粒子为VC。经过冷拔过程以及不同的热处理工艺,实验钢的抗拉强度和屈服强度均逐渐增加,伸长率逐渐降低。强化机理计算可知,由于冷拔过程变形量较大,实验钢屈服强度的提高主要来自于细晶强化的贡献。ϕ6.35 mm×3 mm圆管经过热处理后的抗拉强度达到960 MPa以上,屈服强度达到864 MPa,伸长率达到15.5%,相比于其他16Mn系高压油管产品,力学性能得到较大提升,同时获得了良好的强塑性匹配。 展开更多
关键词 无缝钢管 冷拔 铁素体 VC析出 强化增量 力学性能
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V含量对Ti-V复合微合金钢组织和力学性能的影响 被引量:3
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作者 陈子豪 张可 +5 位作者 付锡彬 李昭东 张熹 章小峰 孙新军 钱健清 《过程工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第7期827-835,共9页
利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、电子背散射衍射(EBSD)及物理化学相分析法等技术研究了V含量对Ti-V复合微合金钢在不同卷取温度下组织和力学性能的影响。结果表明,两种Ti-V复合微合金钢在500~650℃卷取时,组织均由... 利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、电子背散射衍射(EBSD)及物理化学相分析法等技术研究了V含量对Ti-V复合微合金钢在不同卷取温度下组织和力学性能的影响。结果表明,两种Ti-V复合微合金钢在500~650℃卷取时,组织均由多边形铁素体和珠光体组成,增加V含量会抑制珠光体的形成;500~650℃区间卷取时,增加V含量使均匀延伸率和总延伸率有一定程度降低,而抗拉强度和屈服强度显著提高,卷取温度对均匀延伸率和总延伸率的影响不大,在600℃卷取时,两种实验钢的综合力学性能均达到最佳;V含量的增加使得在600℃卷取时尺寸小于10 nm的(Ti, V)C粒子数量显著增加,高钒钢的析出强化增量σp在183 MPa左右,其强化机制主要为沉淀强化和细晶强化,V含量是影响Ti-V复合微合金钢的沉淀强化增量和屈服强度的主要因素。 展开更多
关键词 V含量 卷取温度 力学性能 (Ti V)C 沉淀强化
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多元微合金化耐火钢研究进展 被引量:2
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作者 王鑫 李昭东 +3 位作者 张可 王文涛 杨忠民 雍岐龙 《钢结构(中英文)》 2021年第3期1-11,共11页
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... 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1 展开更多
关键词 微合金化 耐火钢 纳米析出 耐火机制
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微合金元素对690MPa级耐火钢组织性能的影响 被引量:1
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作者 杜菁菁 杨忠民 +3 位作者 王鑫 曹燕光 李昭东 余万华 《钢结构(中英文)》 2021年第3期12-21,共10页
针对690 MPa级空冷贝氏体耐火钢目前存在的屈强比过高无法满足抗震性能,以及冲击韧性过低和高温600℃下屈服强度降低的问题,设计了两种成分的低碳贝氏体耐火钢,分别为低V高Nb+Ti和高V低Nb+Ti两种成分,目的是获得室温屈服强度大于690 MPa... 针对690 MPa级空冷贝氏体耐火钢目前存在的屈强比过高无法满足抗震性能,以及冲击韧性过低和高温600℃下屈服强度降低的问题,设计了两种成分的低碳贝氏体耐火钢,分别为低V高Nb+Ti和高V低Nb+Ti两种成分,目的是获得室温屈服强度大于690 MPa,屈强比小于0.85,高温600℃屈服强度大于室温屈服强度的2/3,即460 MPa,以及-40℃低温冲击韧性均值大于69 J的高强韧耐火钢。试验过程中首先在冶炼炉进行冶炼,后将铸锭加热到1200℃以上保温,在900℃左右锻造,锻造完成后采用两阶段控制轧制工艺。为了改善试验钢的力学性能和显微组织,对试验钢采取最终热处理方法,热处理工艺采用正火空冷+回火空冷,正火温度选取Ac3以上30~50℃之间,回火温度采用贝氏体转变温度范围内的温度。对热轧态的试样和经过热处理后的试样进行对比分析,通过金相、扫描等对试样显微组织进行分析,通过常温力学拉伸试验、600℃高温拉伸试验和-40℃低温冲击试验,对试验钢的力学性能进行对比分析,同时对微合金元素Nb、V、Ti对过冷奥氏体连续冷却转变曲线(CCT曲线)的影响进行了研究分析。结果表明:通过微合金元素Nb、V、Ti的调整,能使F+P转变线明显右移,贝氏体转变线趋于扁平化,组织由原来的粒状贝氏体转变为粒状贝氏体与板条贝氏体的混合组织。通过增加V,降低Nb+Ti的含量,对热轧态的组织对比,发现可以获得的粒状贝氏体组织中M-A岛更加细小均匀,更有利于改善材料的塑韧性。对热处理后的试验钢的组织和性能进行对比发现,通过增加V,降低Nb+Ti的含量,组织由粒状贝氏体转变为粒状贝氏体与板条贝氏体的混合组织,而板条贝氏体对试验钢的力学性能有利。Y1试验钢中大块的粒状贝氏体组织对试验钢的低温冲击韧性不利,Y2试验钢中细小的粒状与板条状贝氏体的混合组织,能显著改善试验钢的冲� 展开更多
关键词 690 MPa级耐火钢 微合金元素 力学性能 显微组织
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南通国际会议中心钢结构设计 被引量:1
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作者 卜龙瑰 朱忠义 +4 位作者 邢珏蕙 唐艺峤 秦凯 李昭东 王学敏 《钢结构(中英文)》 2021年第5期1-6,共6页
南通国际会议中心位于南通市崇川区紫琅湖东北岸,建筑总面积约8万m 2。建筑平面沿长向分别布置多功能厅和宴会、会议厅两个大功能分区,中间设入口,与大厅连接。建筑平面总长280 m,宽度84 m,功能区结构屋面最大高度23 m。地下1层兼具车... 南通国际会议中心位于南通市崇川区紫琅湖东北岸,建筑总面积约8万m 2。建筑平面沿长向分别布置多功能厅和宴会、会议厅两个大功能分区,中间设入口,与大厅连接。建筑平面总长280 m,宽度84 m,功能区结构屋面最大高度23 m。地下1层兼具车库及人防功能,采用混凝土结构;地上1~3层层高不等,由下至上分别为9,6,4.5 m,兼具会议及展示功能。主体采用钢框架结构体系,大跨空间屋顶采用钢桁架结构,最大跨度54 m;顶部造型屋面为自由曲面,最大高度30 m,采用交叉管桁架结构。结合建筑功能,会议中心主体结构采用钢框架+大跨钢桁架结构体系,造型屋盖采用空间网格结构,整体结构兼具多高层结构及空间结构受力特征。由于结构超长,且因功能区分存在明显的两个结构单元,仅通过入口大厅屋顶及局部的屋盖连接,存在连体薄弱、扭转效应明显、外围支承柱设计等诸多结构设计问题和设计难点。为解决上述难点,从概念设计、计算分析、构造措施等多个方面展开分析研究。通过设置屈曲约束支撑,解决整体结构抗扭能力不足,同时避免普通支撑吸收过多的地震作用而加重支撑框架的负担。针对平面超长、屋盖弱连体的不利条件,采取单体、连体进行承载力包络设计,并对弱连体位置进行局部加强。为实现外围超细柱的建筑效果,依据抗震概念设计,对外围柱约束条件及对应屋盖布置进行优化,将该柱设计为不参与水平抗侧体系的摇摆柱,柱顶及柱底释放抗弯约束,仅提供竖向支承而不参与整体抗侧,此时,支承柱不属于框架柱,长细比构造措施可大幅度降低。对桁架弦杆中箱型转工字型的转换节点,从节点传力机制、加工制作难度方面进行分析,最终采用构造简单,传力可靠的新型节点形式,降低了加工制作及现场施工难度。并结合建筑功能特性,局部采用最新研发的高强耐火 展开更多
关键词 连体结构 屈曲约束支撑 超细柱 高强耐火耐蚀钢
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建筑结构用抗震耐蚀耐火钢Q460FRW低温冲击韧性性能分析
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作者 王志明 吕尚霖 +3 位作者 王鑫 李昭东 刘锟 马龙腾 《钢结构(中英文)》 2021年第3期28-33,共6页
为验证建筑结构抗震耐蚀耐火钢Q460 FRW抗低温冲击性能的设计要求,用SANS型摆锤式冲击试验机对Q460 FRW钢开展抗低温冲击韧性试验,并进行了试样断口微观形貌的分析。根据GB/T 229-2007《金属材料夏比摆锤冲击试验方法》,在-20、-40、-6... 为验证建筑结构抗震耐蚀耐火钢Q460 FRW抗低温冲击性能的设计要求,用SANS型摆锤式冲击试验机对Q460 FRW钢开展抗低温冲击韧性试验,并进行了试样断口微观形貌的分析。根据GB/T 229-2007《金属材料夏比摆锤冲击试验方法》,在-20、-40、-60℃环境温度下对10、28 mm两种规格Q460FRW钢试件进行抗低温冲击试验,获得了冲击能值AkV,得到了两个系列Q460FRW钢在各低温点的冲击强度随温度的变化规律,并对试件进行了室温和低温拉伸强度、屈服强度和延伸率试验。同时,用扫描电镜在放大1000倍下对两种规格Q460FRW钢试件分析冲断后的断口微观形貌。试验结果表明:Q460 FRW钢在低温环境下能保持较高的冲击功和良好的冲击韧性。同时,在-20,-40,-60℃的低温环境下,冲击韧性随温度的降低而略有提高。两个系列Q460 FRW钢的纵向冲击功值均大于34 J,符合GB/T 19879-2005《建筑结构用钢板》的要求,在低温下满足抗冲击性能设计要求。扫描电镜观测分析表明,在冲击拉伸过程中,裂纹从试样中心的纤维区向外扩展,在裂纹区附近发生了较大的塑性变形,形成了较大的剪切缺口,表明它们都是韧性的,且从扫描电镜图中未看出断裂韧窝的大小和深度具有显著的差异。 展开更多
关键词 Q460FRW钢 低温抗冲击性能 断口形貌分析
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