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《山东大学》 2011年
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B-Ni复合添加的低合金高强度钢调质工艺的研究

李显达  
【摘要】:低合金高强度钢(High Strength Low Alloy Steel)是典型的低碳低合金结构钢,它是通过微量合金元素的添加,利用细晶强化和沉淀析出强化等原理而生产的具有较高的强度、韧性和良好的焊接性能的一种钢材。它在建筑、桥梁、船舶、管线、海洋石油平台等领域有着广泛的应用。但是,目前生产的热轧低合金高强钢的低温冲击韧性较低,韧脆转变温度较高,尚不能满足高寒、高纬度地区的使用要求。热处理作为提高材料性能的重要手段,广泛应用于钢铁材料的生产中。因此通过适当的热处理方法,提高低合金高强度钢的冲击韧性,特别是低温冲击韧性,对于扩展该钢材的使用范围具有重要的意义。 本课题研究了淬火以及回火工艺对硼镍复合添加的含铌HSLA钢组织性能的影响规律,确定了最佳的调质处理方案,得到了强度500MPa左右,伸长率25%左右的具有良好强韧性配合的钢材。特别是在低温冲击韧性方面,通过调质处理后的试验钢,其韧脆转变温度下降到-70℃以下,在-90℃时,其冲击功仍在100J左右。利用硼(10ppm)和镍(0.5%)在热处理中的复合作用,在成本增加不大的情况下,达到了3.5Ni钢的性能水平。 本文首先通过热物理模拟试验得到试验钢的相变温度及CCT曲线;并通过淬透性试验确定了淬透层深度。然后通过对淬火温度、淬火保温时间以及回火温度三个工艺参数的调整,通过大量试验,利用金相法研究了各个工艺参数对钢材组织的影响规律,制定了最佳的热处理工艺方案。最后实施具体方案,通过硬度试验、拉伸试验以及系列温度冲击试验对调质后的钢材进行了力学性能检验。利用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射、高分辨透射电镜以及能谱分析等方法,对调质后试验钢的组织、相组成以及二相粒子的分布、形貌和成分进行了分析。结果发现,回火后在晶界析出的复杂碳化物对于抑制再结晶晶粒长大有重要影响,细小弥散的晶界碳化物没有使韧性降低,反而可能抑制裂纹在晶粒之间的传播,提高钢材的韧性。
【学位授予单位】:山东大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TG156.6

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