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700MPa级高强度微合金钢生产技术研究

陆匠心  
【摘要】:本论文研究屈服强度700MPa高强度微合金钢(以下简称BS700MC)的物理冶金机理和工业生产技术。 合理的成分是保证BS700MC性能的基础。BS700MC既要求高的强度,又要求具有良好的成形性能、低温冲击性能和焊接性能,同时还要考虑批量生产时的轧机负荷问题。因此,BS700MC采用Nb、Ti复合添加的微合金钢成分体系,以析出强化为主,辅以相变强化和细晶强化,实现了轧制时的低变形抗力和产品的高强度,使宝钢大批量生产BS700MC成为可能。Ti是BS700MC主要的析出强化元素,实验室试验表明,在一定的工艺条件下,0.1%的Ti可以带来200MPa以上的强度提高,但随着Ti含量的提高,BS700MC的强度对卷取温度的变化更加敏感。Mo的加入抑制了多边形铁素体的生成,可以在较高的温度形成非多边形铁素体,不仅带来位错强化,而且有利于析出强化更大限度的发挥。所以,即使加入少量的Mo也会产生很大的强化效果。 通过单道次压缩热模拟试验,得到了BS700MC的真应力-真应变曲线。BS700MC的应力值随着变形速率的加大、温度的降低和变形程度的增大而升高。由于含较多的Nb元素,在试验给定的条件下,没有发现有动态再结晶发生。利用蠕变方程,建立了BS700MC的高温流变应力模型并预测了不同速率和温度下的流变应力,预测结果与实侧值符合很好。 为论证宝钢2050轧机能够生产BS700MC高强度热轧钢板,通过热模拟试验对比了三种钢的变形抗力。分析表明,BS700MC在900~950℃变形抗力与50公斤级结构钢在800~850℃的轧制变形抗力接近,这说明,采用较高终轧温度,在宝钢2050生产线进行工业生产是可行的。 加热温度对以析出强化为主的BS700MC强度影响很大。试验研究表明,合理的加热温度必须保证连铸板坯中已经存在的大量碳、氮化物析出能够在加热过程中充分溶解。在 1150℃~1250℃之间,加热温度每上升 50℃,强度提高近100MPa。由于细晶强化和析出强化的交互作用,终轧温度对强度的影响不明显。


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