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高铌船板用钢的热变形行为及相变动力学研究

作　者: 魏江
导　师: 肖福仁
学　校: 燕山大学
专　业: 材料学
关键词: 高Nb 船板用钢奥氏体晶粒热变形再结晶激活能静态软化应变诱导析出连续冷却转变
分类号: TG142.15
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

本文对两种不同成分的高铌船板用钢的热变形行为和相变动力学进行系统研究,探索了添加高含量铌使船板用钢达到微合金强韧化的可行性。采用热处理及化学分析等手段,研究高铌船板用钢中碳氮化铌的固溶及奥氏体晶粒长大规律,确定了奥氏体化温度参数;采用Gleeble-3500热模拟实验机,研究了高铌船板钢的动、静态再结晶行为,铌的形变诱导析出规律,分析了高铌的加入对船板钢热变形行为的影响;在高铌钢过冷奥氏体连续冷却转变过程中,对相变动力学及产物组织进行研究,分析了变形制度和高铌对相变过程的影响。研究结果表明,1100℃是两种钢晶粒粗化温度。奥氏体化温度低于粗化温度时,A、B钢晶粒长大缓慢,晶粒尺寸接近;粗化温度以上加热时,A、B钢晶粒迅速长大。热变形试验中,通过对动态再结晶激活能的计算发现B钢发生动态再结晶比A钢更为困难。通过对静态再结晶软化率分析发现B钢的静态软化率低于A钢,高含量铌使再结晶行为受到抑制。通过绘制两种钢的PTT曲线分析发现B钢中碳氮化铌较A钢析出时间更早,析出持续时间更长。通过对过冷奥氏体连续冷却转变动力学和产物组织进行分析,结果显示:铌的加入对相变的影响主要表现为,无形变冷却相变时,铌固溶的溶质拖曳作用增加奥氏体稳定性,铁素体转变温度变低;形变奥氏体相变时,变形促进了铌形变诱导析出,弥散的碳氮化铌等微粒提高形核率,组织更细小。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
第1章绪论  10-25
  1.1 选题背景及意义  10-11
  1.2 船板用钢的研究现状与发展概况  11-17
    1.2.1 船板用钢的分类、特点及成分性能要求  11-13
    1.2.2 船板用钢的发展概况  13
    1.2.3 船板用钢的生产工艺和控轧控冷技术  13-17
  1.3 微合金钢的发展过程及研究现状  17-22
    1.3.1 微合金钢的发展过程  17-18
    1.3.2 微合金钢的应用和开发  18-19
    1.3.3 微合金钢强韧化机理  19-22
  1.4 Nb 元素在低碳微合金钢中的作用  22-24
  1.5 本论文的目的和研究内容  24-25
第2章试验材料及方法  25-31
  2.1 试验材料  25
  2.2 试验方法  25-31
    2.2.1 晶粒度的测评  25-26
    2.2.2 热变形行为研究  26-28
    2.2.3 相变动力学研究  28-30
    2.2.4 金相组织观察  30
    2.2.5 固溶 Nb 含量测定  30-31
第3章高铌船板用钢的奥氏体晶粒长大及热变形行为  31-60
  3.1 奥氏体晶粒的长大行为  31-36
    3.1.1 奥氏体晶粒金相观测  31
    3.1.2 奥氏体晶粒度的测评  31-34
    3.1.3 奥氏体中固溶铌含量测定  34-35
    3.1.4 奥氏体晶粒长大行为分析  35-36
  3.2 动态再结晶行为  36-47
    3.2.1 热变形应力—应变曲线  36-41
    3.2.2 热变形过程的基本方程  41-43
    3.2.3 峰值应力与Z 参数的关系  43-44
    3.2.4 峰值应变与Z 参数的关系  44-45
    3.2.5 动态再结晶行为分析  45-47
  3.3 静态再结晶行为  47-55
    3.3.1 间歇变形的应力—应变曲线  47-51
    3.3.2 静态软化率的测定  51-53
    3.3.3 静态再结晶行为分析  53-55
  3.4 应变诱导析出  55-59
    3.4.1 驰豫试验应力—时间曲线  56-57
    3.4.2 PTT 曲线分析  57-59
  3.5 本章小结  59-60
第4章高铌船板用钢相变动力学及组织分析  60-77
  4.1 连续冷却相变动力学及组织分析  60-65
    4.1.1 连续冷却CCT 曲线  60-61
    4.1.2 连续冷却转变组织  61-64
    4.1.3 分析与讨论  64-65
  4.2 热变形对相变动力学及产物组织的影响  65-76
    4.2.1 变形奥氏体相变 CCT 曲线  65-68
    4.2.2 动态相变冷却后的组织  68-73
    4.2.3 分析与讨论  73-76
  4.3 本章小结  76-77
结论  77-78
参考文献  78-82
攻读硕士学位期间承担的科研任务及研究成果  82-83
致谢  83-84
作者简介  84

高铌船板用钢的热变形行为及相变动力学研究

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