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国外低碳贝氏体钢研究现状

来源:未知 佚名 2018-10-30 浏览
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  国外学者根据贝氏体相变理论对贝氏体钢进行了大量的研究,设计了不同成分的钢种和生产工艺,形成了不同系列的贝氏体钢,大大推动了贝氏体钢的发展及其应用。

  20世纪50年代,英国人P.B.Pickering等发明了Mo2B系空冷贝氏体钢。Mo与B的结合可以使钢在相当宽的连续冷却速度范围内获得贝氏体组织。由于生产成本较高,因此该钢种的发展受到一定限制。

  日本东京钢公司研制了低碳含V贝氏体非调质钢,该钢锻后空冷得到以贝氏体为主及少量铁素体和珠光体的显微组织,其抗拉强度达到800~1000MPa,室温冲击韧性为50J/cm2,而-40℃冲击韧性仍高达40J/cm2。日本新日铁公司在贝氏体非调质钢的研究开发中多添加微合金化元素,这类钢在很宽的冷却速度范围内都可获得贝氏体组织,并可获得更好的低温性能,适合于强度高、韧性好的汽车行走系部件。

  F.G.Caballelo等在设计高强度贝氏体钢的研究中,设计了Fe20.2C22Si23Mn和Fe20.4C22Si24Ni两种钢成分。研究发现,Fe20.2C22Si23Mn贝氏体钢表现出良好的断裂韧性,强度可以达到1375~1440MPa;而增加碳含量,即Fe20.4C22Si24Ni成分的贝氏体钢强度可达1500~1840MPa,其断裂韧性稍低,但仍然要高于高强度马氏体钢。这两种钢均需回火处理。美国联邦铁路管理局与Tuskegee大学联合开发的低碳贝氏体钢轨钢,其极限强度、屈服强度、延伸率分别为1500MPa、1100MPa和13%,比相同条件下的珠光体钢性能要高,且具有良好的断裂韧性(KIc=150MPa•m1/2),其值是相同条件下珠光体钢断裂韧性的115倍。

  低碳微合金化控轧控冷贝氏体钢研制成功后,受到工程界的注意,逐步得以推广应用。在此基础上发展了超低碳的控轧控冷贝氏体钢(ULCB钢,含碳量小于0.05%)。McEvily于1967年研制出采用Mn、Mo、Ni、Nb合金化的ULCB钢,经热机械控制(TMCP)处理后,屈服强度达到700MPa,且具有良好的低温韧性和焊接性能。日本钢铁公司研制了X70和X80超低碳控轧贝氏体钢,其屈服强度高于500MPa,脆性转变温度(FATT)小于-80℃,它既可以作为低温管线钢,也可作为舰艇系列用钢。DeArDo等开发出ULCB2100型超低碳贝氏体中厚钢板(含碳量低于0.03%),通过控轧控冷处理和高度合金化实现细晶强化、弥散强化与位错强化的综合作用。该钢种以80%累积变形量进行精轧并随后空冷,其屈服强度可高达700MPa,且FATT可提高到-50℃。巴西学者通过模拟高强低合金贝氏体钢的控轧控冷工艺过程,研究了控轧控冷工艺参数对其微观组织和力学性能的影响,发现轧制后冷却速率与终轧温度是主要的控制工艺参数。波兰学者研究了在热轧、淬火及回火加工条件下超低碳贝氏体钢的微观组织与力学性能,研究表明,可以获得屈服强度大于650MPa、低温冲击性能为200J(213K)的应用于造船、海上石油钻采平台、压力容器及高性能结构部件的超低碳贝氏体钢板。

  近代工业发展对热轧非调质钢板的性能要求越来越高,除了具有高强度外,还要具有良好的韧性、焊接性能及低的冷脆性。目前世界上许多国家都利用(超)低碳的控轧控冷贝氏体钢生产高寒地区使用的输油、输气管道用钢板、低碳含铌的低合金高强度钢板、高韧性钢板,以及造船板、桥梁钢板、压力容器用钢板等。

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