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F40高强度船板钢的TMCP工艺及低温韧性研究

作　者: 徐洪庆
导　师: 李胜利；孙卫华
学　校: 山东大学
专　业: 材料工程
关键词: 船板钢微合金化控制轧制控制冷却低温韧性
分类号: TG335
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 95次
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内容摘要

针对济钢集团有限公司粗、精轧机的能力及特点,探索了批量生产F40船板钢的工艺,首先用济钢生产的连铸坯在中厚板厂进行试验轧制,通过分析轧制工艺与组织性能的关系优化了钢的成分和生产工艺,在初步掌握待开发钢组织、性能与生产工艺参数关系的基础上进行F40船板钢小批量试产,进一步完善工艺,重点解决了试产中的工艺稳定性及性能合格率。另外,还深入研究了不同工艺条件下F40船板钢组织与低温韧性之间的关系。通过系统研究得出以下结果：(1)根据测定的再结晶曲线及CCT曲线结合济钢其他级别船板钢的试制经验优化出钢成分和轧制方案：控制轧制时的开轧温度为840℃左右,终轧温度820℃左右,未再结晶区总的压下率65%左右,轧后采用冷速5℃／s左右控冷,终冷温度450℃左右,控冷后的终冷段采取直接堆垛缓冷。(2)用优化后的工艺轧制F40船板钢,可以获得针状铁素体+多边形铁素体混合组织,这种混合组织是一种稳定的组织,在(600℃左右)以下1小时回火或550℃长时间时效,组织改变不显著。微合金碳化物对位错及晶界的钉扎是组织稳定性的主要原因,时效过程中Nb碳氮化物的进一步析出将提高材料的强度和硬度。(3)用优化轧制工艺批量生产的三种厚度规格F40船板钢的强度、塑性、低温冲击韧性、冷弯性能和焊接性等性能均达到国标要求,这些数据证明本研究确定的F40船板钢成分、工艺是合理可行的,可以用于大批量工业生产。(4)影响F40船板钢低温韧性的最主要因素是铁素体和珠光体的晶粒尺寸。终冷阶段采用直接堆垛冷却时,较快的冷速导致晶粒长大被抑制,从而形成极细小针状铁素体加准多边形铁素体的复合组织,其韧脆转变温度Tk达到-70℃～-80℃；终冷阶段加盖保温罩时,较缓的冷速导致铁素体得以充分生长,最终得到尺寸相对较大的等轴铁素体晶粒加片状珠光体组织,韧脆转变温度Tk远高于-60℃。

全文目录

摘要  7-8
ABSTRACT  8-10
第一章绪论  10-27
  1.1 船板钢的技术要求和技术现状  10-14
    1.1.1 船板钢的技术要求  10
    1.1.2 船板钢分类  10-11
    1.1.3 F40高强度船板钢的技术要求  11-12
    1.1.4 国外船板钢生产及技术现状  12-13
    1.1.5 我国船板生产与发展状况  13-14
  1.2 TMCP工艺评述  14-20
    1.2.1 控制轧制的类型及工艺要求  15-18
      1.2.1.1 控制轧制的类型  15-18
      1.2.1.2 控制轧制的工艺要求  18
    1.2.2 控制冷却工艺  18-20
    1.2.3 控轧控冷的国内外发展状况  20
  1.3 微合金钢低温韧性研究状况  20-26
    1.3.1 微合金钢的韧脆转变温度  20-22
    1.3.2 微合金钢韧脆转变温度的影响因素  22-24
    1.3.3 微合金元素铌、钒、钛等在钢中的作用  24-26
  1.4 研究目的和主要内容  26-27
    1.4.1 本研究目的  26
    1.4.2 主要研究内容  26-27
第二章试验内容与方法  27-32
  2.1 试样制备  27
  2.2 再结晶曲线和CCT曲线的测定  27-28
  2.3 组织观察与分析  28-29
    2.3.1 金相组织观察  28
    2.3.2 扫描电镜(SEM)观察  28-29
    2.3.3 透射电镜(TEM)观察  29
  2.4 性能检测  29-32
    2.4.1 拉伸试验  29
    2.4.2 硬度试验  29-30
    2.4.3 夏比冲击试验  30
    2.4.4 冷弯试验  30-31
    2.4.5 焊接试验  31-32
第三章 F40船板钢控轧控冷工艺优化  32-44
  3.1 热模拟试验  32-38
    3.1.1 静态再结晶曲线的测定  32-34
    3.1.2 CCT曲线的测定  34-38
  3.2 试验轧制  38-43
    3.2.1 轧制工艺设计  38
    3.2.2 性能测试  38-39
    3.2.3 夹杂物分析  39-40
    3.2.4 试轧结果的分析讨论  40-43
  3.3 本章小结  43-44
第四章 F40船板钢的小批量试产工艺及性能  44-56
  4.1 化学成分确定  44
  4.2 轧制工艺确定  44-45
  4.3 试产船板钢的组织与性能  45-55
    4.3.1 不同温度回火后钢的组织  45-48
    4.3.2 不同温度回火后钢的硬度变化  48-49
    4.3.3 拉伸性能  49
    4.3.4 冲击韧性  49-51
    4.3.5 冷弯性能  51-53
    4.3.6 焊接性能  53-55
  4.4 本章小结  55-56
第五章 F40船板钢组织与低温韧性的关系  56-72
  5.1 试样的成分、生产工艺及低温冲击值  56
  5.2 不同冷却工艺对F40钢板组织及低温冲击韧性的影响  56-71
    5.2.1 不同冷却条件下F40钢板的显微组织  56-61
    5.2.2 冷却工艺对钢板组织特性的影响  61-62
    5.2.3 组织形态对低温冲击韧性的影响  62-71
      5.2.3.1 晶粒度的影响  62-64
      5.2.3.2 组织形态的影响  64-65
      5.2.3.3 带状组织的影响  65-69
      5.2.3.4 钢中夹杂物的影响  69-71
  5.3 本章小结  71-72
第六章结论  72-73
参考文献  73-79
致谢  79-80
学位论文评阅及答辩情况表  80

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