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Nb对高压输气管线用钢热变形行为影响的研究

作　者: 朱博玲
导　师: 乔桂英
学　校: 燕山大学
专　业: 化工过程机械
关键词: HTP钢奥氏体晶粒动态再结晶静态再结晶应变诱导析出
分类号: TG142.15
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

本文以研究高Nb在HTP钢中的作用为目的,采用金相、Gleeble-3500热模拟机、透射电子显微镜(TEM)、电感耦合等离子发射光谱仪(ICP-AES)等试验手段,系统研究了四种高Nb微合金钢中Nb的固溶及晶粒长大行为、奥氏体动、静态再结晶行为、Nb的应变诱导析出行为,并分析讨论了它们之间的相互关系。结果表明:高Nb钢具有低的奥氏体晶粒长大倾向,其原奥氏体晶粒快速长大的温度约为1150℃以上,与Nb的快速溶解的温度相对应。奥氏体中Nb的固溶量与钢中的Nb含量有关,随着钢中Nb含量的增加,固溶量增加;但随着钢中Nb、C含量的增加,固溶率降低,而且过高的Nb含量使Nb抑制原奥氏体晶粒长大倾向作用减弱。Nb抑制动态再结晶的发生的作用主要取决于固溶Nb含量,当固溶Nb含量0.073%增加到0.093%时,动态再结晶激活能385 kJ/mol增加到471 kJ/mol。钢的应变诱导Nb(C、N)析出强烈抑制钢的静态再结晶的行为。在钢的静态再结晶分数曲线上,再结晶被抑制的平台开始时间与Nb的快速析出时间相对应,而且Nb(C、N)析出的开始时间与Nb、C含量呈正比。因此,在设计高Nb微合金钢时,应该同时考虑Nb、C含量,在钢中C含量为0.036~0.06%范围内时,Nb含量应该控制在0.09~0.1%左右,这样既可达到有效提高非再结晶区温度的目的,又可以使Nb的固溶率达到80%以上,同时避免资源浪费。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
第1章绪论  9-27
  1.1 选题背景及意义  9-11
  1.2 微合金化钢的概念  11-14
    1.2.1 微合金化钢  11-12
    1.2.2 微合金化钢的发展  12-14
  1.3 微合金化钢强韧化机理和控制轧制  14-20
    1.3.1 微合金化钢的强韧化机理  14-18
    1.3.2 微合金化钢的控制轧制  18-20
  1.4 Nb 在微合金化钢中的作用  20-26
    1.4.1 Nb 知识简介  20-21
    1.4.2 Nb 对微合金化钢的强韧化的影响  21-23
    1.4.3 Nb 对微合金化钢控制轧制的影响  23-25
    1.4.4 HTP 钢  25-26
  1.5 本文的研究内容及目的  26-27
第2章试验材料及方法  27-33
  2.1 试验材料  27-28
  2.2 试验方法  28-33
    2.2.1 Nb 的溶解及奥氏体晶粒长大行为  28-29
    2.2.2 热变形行为  29-31
    2.2.3 固溶Nb 含量的测定  31
    2.2.4 组织分析  31-33
第3章 Nb 的溶解及其对原奥氏体晶粒长大的影响  33-45
  3.1 加热温度对Nb 溶解的影响  33-34
  3.2 加热温度对原奥氏体晶粒长大的影响  34-38
  3.3 讨论与分析  38-44
    3.3.1 Nb 的溶解  38-43
    3.3.2 Nb 的溶解对原奥氏体晶粒长大的影响  43-44
  3.4 本章小结  44-45
第4章铌对热变形行为的影响  45-83
  4.1 热变形的力学行为  45-59
    4.1.1 应力-应变曲线  45-52
    4.1.2 热变形方程  52-55
    4.1.3 峰值应力、峰值应变和Z 参数的关系  55-56
    4.1.4 动态再结晶图  56-59
  4.2 静态再结晶  59-72
    4.2.1 双道次变形应力-应变曲线  59-66
    4.2.2 静态再结晶分数确定方法  66-67
    4.2.3 静态再结晶分数  67-72
  4.3 应变诱导析出  72-76
    4.3.1 应力松弛曲线  72-75
    4.3.2 应变诱导析出动力学(PTT 曲线)  75-76
  4.4 分析讨论  76-82
    4.4.1 Nb 元素对动态再结晶的影响  76-78
    4.4.2 Nb 元素对静态再结晶的影响  78-82
  4.5 本章小结  82-83
结论  83-85
参考文献  85-91
攻读硕士学位期间承担的科研任务及主要研究成果  91-92
致谢  92-93
作者简介  93

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