本文選題：高Nb鋼 + 強(qiáng)韌性　； 參考：《燕山大學(xué)》2016年博士論文

【摘要】：高Nb管線鋼中,高Nb含量的添加對(duì)焊接HAZ的組織性能和組織中碳氮化物析出的穩(wěn)定性有很大影響,但目前的研究中,缺少有關(guān)高Nb管線鋼焊接HAZ強(qiáng)度和韌性的對(duì)比分析及母材成分對(duì)性能的影響分析。并且Nb的添加對(duì)焊接HAZ中碳氮化物的穩(wěn)定性和奧氏體晶粒長(zhǎng)大的作用尚不明確。本文以高Nb管線鋼為研究對(duì)象,采用Gleeble-3500型熱模擬試驗(yàn)機(jī)及近代分析方法等研究了高Nb管線鋼在焊接過程中焊接工藝、母材成分和組織對(duì)性能的影響規(guī)律、其強(qiáng)韌化機(jī)制以及奧氏體形成及晶粒長(zhǎng)大動(dòng)力學(xué)。從而為高Nb管線鋼焊接熱影響區(qū)的性能控制和安全性評(píng)價(jià)提供試驗(yàn)數(shù)據(jù)和理論參考。高Nb管線鋼焊接熱影響區(qū)的脆化區(qū)為焊接粗晶區(qū)和焊接臨界區(qū),并且焊接熱循環(huán)選取20℃/s的冷卻速度可以使焊接HAZ獲得較好的韌性。高Nb管線鋼焊接HAZ中的軟化區(qū)為焊接細(xì)晶區(qū)。高Nb管線鋼的焊接HAZ通過細(xì)晶、固溶、位錯(cuò)和沉淀等機(jī)制實(shí)現(xiàn)強(qiáng)化,其中細(xì)晶強(qiáng)化在強(qiáng)化機(jī)制中占主導(dǎo)作用。碳當(dāng)量是影響高Nb管線鋼焊接HAZ韌性和強(qiáng)度的最主要因素,相同峰值溫度下,高Nb鋼焊接HAZ的韌性隨碳當(dāng)量的增加而降低,而強(qiáng)度隨碳當(dāng)量的增加而線性增大。在高于0.436 wt.%范圍內(nèi)通過合金設(shè)計(jì)降低碳當(dāng)量有利于同時(shí)獲得優(yōu)良的韌性和強(qiáng)度。但當(dāng)碳當(dāng)量相差較小時(shí),微合金元素和母材組織對(duì)焊接HAZ的性能也存在很大影響。高Nb管線鋼中,富Nb型析出會(huì)降低富Ti型析出的熱穩(wěn)定性及其完全溶解溫度,并在加熱溫度低于1200℃時(shí)完全溶解。部分富Ti型析出在1350℃時(shí)仍未完全溶解。在冷卻溫度低于1200℃時(shí)析出粗化,但粗化的析出粒子尺寸仍小于100 nm。析出物的演變導(dǎo)致奧氏體晶粒在熱循環(huán)的加熱和冷卻過程中均持續(xù)長(zhǎng)大,并且在溫度高于1200℃的加熱和冷卻過程中長(zhǎng)大速率較大,在溫度低于1200℃的加熱和冷卻過程中長(zhǎng)大速率較小,但其最終晶粒尺寸仍小于80?m。高Nb鋼在925℃熱變形后,Nb碳化物在奧氏體中迅速析出,并隨固溶Nb含量的增加,Nb碳化物的析出速率增大,形核率因子n增大。析出Nb含量隨固溶Nb和C含量的增大而增多。并且Nb碳化物的析出降低顯微硬度。600℃時(shí),Nb的碳化物在針狀鐵素體中的析出率低于在奧氏體中的析出率,并且析出Nb含量小于最大析出量。固溶Nb和C對(duì)形核率因子n有很大影響。而在600℃保溫時(shí),針狀鐵素體中Nb的碳化物具有較高的析出硬化潛能,析出Nb含量和顯微硬度隨Nb和C含量的增加以及保溫時(shí)間的延長(zhǎng)而增大。但是由于針狀鐵素體的回火,當(dāng)保溫時(shí)間大于300 s時(shí),顯微硬度降低。
[Abstract]:In high NB pipeline steel, the addition of high NB content has great influence on the microstructure and properties of welded HAZ and the stability of carbonitride precipitation in the microstructure.The comparative analysis of strength and toughness of welded HAZ of high NB pipeline steel and the effect of base metal composition on properties are lacking.The effect of NB addition on the stability of carbon and nitride and austenite grain growth in welded HAZ is unclear.In this paper, the influence of welding process, base metal composition and microstructure on properties of high NB pipeline steel during welding process was studied by Gleeble-3500 thermal simulation test machine and modern analysis method.The mechanism of strengthening and toughening and the kinetics of austenite formation and grain growth.Thus, the experimental data and theoretical reference are provided for the performance control and safety evaluation of HAZ of high NB pipeline steel.The embrittlement zone of welding heat affected zone of high NB pipeline steel is coarse-grained zone and critical zone of welding, and the cooling rate of 20 鈩，

本文編號(hào)：1736393