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EH40高强度船板钢的研制与开发

作　者: 骆艳萍
导　师: 杜林秀；高秀华
学　校: 东北大学
专　业: 材料加工工程
关键词: EH40船板钢变形抗力静态再结晶 TMCP 正火
分类号: U668.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

随着船舶吨位的大型化方向发展,造船业感到国产普通强度船体钢强度不足,所以对船用钢特别是高强度船用钢提出更多品种和更高质量的要求。但国产船板由于种种原因,不能满足造船业的需求,高技术含量,高附加值的高等级别船扳需大量进口弥补不足。因此希望各企业依靠技术进步,大幅度增加E级、F级、Z级钢的发展。本论文的研究目的在于通过开发EH40高强度级别造船用钢板,为制定工业生产工艺参数提供了依据。全文研究的主要内容和取得的主要成果如下:（1）以铌钛微合金化EH40级船板钢为研究对象,在MMS-300热模拟机上进行了实验,研究了EH40钢奥氏体晶粒尺寸随温度的变化规律,确定了EH40钢的粗化温度为1250℃;通过单道次压缩实验,研究了变形温度、变形速率、变形程度对EH40钢高温奥氏体变形后动态再结晶的影响,建立了EH40钢的奥氏体高温变形行为的数学模型。（2）通过双道次压缩实验,研究了EH40钢奥氏体变形后静态再结晶的影响,确定了EH40钢的静态再结晶终止温度为900℃～950℃。通过热膨胀法结合金相组织观察,研究了EH40钢动态连续冷却转变曲线,确定了EH40钢在冷速大于5℃/s时,得到的主要是铁素体和贝氏体组织;而在冷速小于5℃/s时,得到的主要是铁素体和珠光体组织。在热分析仪上,确定了EH40钢的A_c3和A_r3分别为880℃和775℃,A_c1和A_r1分别为850℃和704℃。（3）在φ450热轧机组上对EH40两种成分实验用钢进行轧制工艺试验及组织性能检测,采用TMCP工艺:板坯加热温度1200℃,中间坯厚度是成品厚度的2.5～3倍,终轧温度810±10℃,返红温度660±10℃,冷却速度5℃/s～10℃/s。论文开发的EH40船板具有低的韧脆转变温度,优异的强韧性、时效性能以及抗层状撕裂性能,均满足船级社的船规和国标要求。（4）对于厚板开发了正火热处理工艺,设计了正火交货的化学成分,得到了正火工艺制度:加热温度900±10℃,加热速度1.6min/mm,保温时间5±1min。研发的钢板各项性能满足船级社的船规及国标要求。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-11
第1章绪论  11-30
  1.1 前言  11-13
  1.2 高强度船板钢国内外发展状况及发展方向  13-16
    1.2.1 国外高强度船板钢发展状况  13-14
    1.2.2 我国高强度船板钢的发展状况  14-15
    1.2.3 高强度船板钢的发展方向  15-16
  1.3 高强度船板板钢中的主要工艺路线  16-27
    1.3.1 化学成分的设计  16-19
      1.3.1.1 基本元素  16-17
      1.3.1.2 微合金化元素  17-18
      1.3.1.3 有害杂质元素  18-19
      1.3.1.4 钢中气体  19
    1.3.2 高强度船板钢的强韧化机制  19-23
    1.3.3 控制轧制与控制冷却及其在高强度船板钢中的应用  23-26
    1.3.4 热处理工艺在高强度船板钢中的应用  26-27
  1.4 热模拟实验在高强度钢种研发中的应用  27
  1.5 论文研究内容、目的及意义  27-30
    1.5.1 研究目的和意义  27-28
    1.5.2 研究的内容  28-30
第2章 EH40船板钢热模拟实验  30-53
  2.1 实验材料  30
  2.2 实验设备  30-31
  2.3 EH40船板加热工艺的实验研究  31-32
    2.3.1 试验方案  31
    2.3.2 实验结果及分析  31-32
  2.4 EH40船板变形抗力的研究  32-39
    2.4.1 试验方案  33
    2.4.2 试验结果及分析  33-37
      2.4.2.1 变形温度对变形抗力的影响  35-36
      2.4.2.2 变形速率对变形抗力的影响  36
      2.4.2.3 变形程度对变形抗力的影响  36-37
    2.4.3 变形抗力数学模型  37-39
      2.4.3.1 确定变形抗力数学模型  37-38
      2.4.3.2 变形抗力数学模型回归结果  38
      2.4.3.3 回归结果和实测值对比  38-39
  2.5 EH40船板奥氏体静态再结晶行为的研究  39-46
    2.5.1 试验方案  39-40
    2.5.2 试验结果及分析  40-46
      2.5.2.1 静态再结晶软化率的测定  40-43
      2.5.2.2 静态再结晶激活能的确定  43-45
      2.5.2.3 静态再结晶动力学方程  45-46
  2.6 EH40动态CCT曲线的研究  46-52
    2.6.1 试验方案  47
    2.6.2 试验结果及分析  47-52
      2.6.2.1 膨胀曲线的分析  48-49
      2.6.2.2 硬度测定  49
      2.6.2.3 A_1、A_3、Ms点的确定  49-50
      2.6.2.4 动态CCT曲线  50-52
  2.7 本章小结  52-53
第3章 EH40船板TMCP工艺组织性能的研究  53-71
  3.1 实验材料  53
  3.2 实验室轧制  53-55
    3.2.1 轧制工艺的确定  53-54
    3.2.2 实验室轧制压下规程  54
    3.2.3 实际轧制参数  54-55
  3.3 试验结果及分析  55-70
    3.3.1 拉伸试验  55-57
      3.3.1.1 拉伸试验方案  56
      3.3.1.2 拉伸试验性能结果及分析  56-57
    3.3.2 低温冲击试验  57-61
      3.3.2.1 低温冲击韧性方案  57-58
      3.3.2.2 低温冲击性能结果及分析  58-61
    3.3.3 时效冲击试验  61-63
      3.3.3.1 时效冲击试验方案  61-62
      3.3.3.2 时效冲击试验结果  62-63
    3.3.4 Z向拉伸性能  63-69
      3.3.4.1 Z向拉伸试验方案  64
      3.3.4.2 Z向拉伸性能结果  64-69
    3.3.5 金相组织  69-70
  3.4 本章小结  70-71
第4章 EH40船板热处理工艺组织性能的研究  71-79
  4.1 正火工艺参数  71
  4.2 试验结果及分析  71-74
    4.2.1 拉伸试验结果及分析  71-72
    4.2.2 低温冲击试验结果及分析  72-73
    4.2.3 金相组织  73-74
  4.3 高强度船板钢补充实验试制参数  74-78
    4.3.1 实验材料  74
    4.3.2 轧制与正火工艺参数  74-75
    4.3.3 试验结果及分析  75-78
      4.3.3.1 拉伸试验结果及分析  75
      4.3.3.2 低温冲击韧性结果及分析  75-76
      4.3.3.3 时效冲击试验  76-77
      4.3.3.4 Z向拉伸性能  77
      4.3.3.5 金相组织  77-78
  4.4 本章小结  78-79
第5章结论  79-81
参考文献  81-85
致谢  85

EH40高强度船板钢的研制与开发

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