發(fā)布時間：2019-09-22 09:17

【摘要】：海洋工程、船舶、汽車、管線、橋梁、高層建筑及機械工程裝備等行業(yè)的輕量化對能源、資源的節(jié)約和環(huán)境保護有著重要意義,可以預期,低成本高強鋼將逐步取代目前大量使用的低強度鋼。本文基于鈦微合金化技術和控軋控冷工藝,采用熱模擬試驗和中試熱軋試驗,系統(tǒng)研究了鈦微合金鋼熱加工過程的組織演變規(guī)律、析出規(guī)律及強韌化機理,為鈦微合金化熱軋高強度鋼板的研發(fā)提供理論基礎和技術指導。論文主要工作如下:1.成分、組織及強韌化設計:基于低成本高強度鋼的性能要求,設計了包括細晶強化、沉淀強化、相變強化、位錯及亞結構強化在內的組合強韌化方式,設計了鈦微合金鋼“低碳貝氏體基體相-發(fā)達亞晶結構-位錯胞狀結構-納米級TiC彌散相”的多尺度微觀組織,選用了“低碳、鈦微合金化、Cu-Cr-Ni耐蝕系”的化學成分。2.相變規(guī)律研究:研究了鈦微合金鋼奧氏體連續(xù)冷卻相變行為和相變組織形態(tài)。結果表明,隨著冷速的提高,組織逐漸由以鐵素體為主的高溫轉變組織轉向以混合貝氏體為主的中溫轉變組織,屈服強度、顯微硬度與沖擊韌性總體上呈上升趨勢;當冷速超過10℃/s時可獲得良好的強度與強韌性配合。3.再結晶規(guī)律研究:研究了鈦微合金鋼熱變形過程中動態(tài)再結晶行為和組織演變規(guī)律,以及形變誘導析出對靜態(tài)再結晶行為的影響規(guī)律。結果表明,高溫大變形有利于完全動態(tài)再結晶的發(fā)生和奧氏體晶粒的細化;形變誘導析出抑制再結晶的發(fā)生,從950℃至Ar3的溫度區(qū)間內適合進行未再結晶控軋。4.TiC等溫析出動力學研究:研究了鈦微合金鋼鐵素體區(qū)TiC等溫析出、長大和粗化的行為規(guī)律。結果表明,TiC等溫析出-溫度-時間曲線呈典型的C形,鼻尖溫度在600℃左右;納米級TiC在鐵素體區(qū)彌散析出,與基體保持Baker-Nutting位相關系,并產生強烈的強化效果;結合沉淀強化效果的定量計算可以準確測定第二相等溫析出動力學曲線,并構建高擬合度的析出動力學方程。5.組織演變和析出規(guī)律研究:研究了鈦微合金鋼控軋控冷過程中組織和位錯形態(tài)的演變規(guī)律,以及TiC析出規(guī)律。結果表明,貝氏體組織的形成和細化、高密度位錯胞狀結構和納米級TiC在基體上的均勻分布及相互作用是鈦微合金鋼實現(xiàn)強韌化的核心。6.中試熱軋試驗研究:結合熱模擬實驗研究數(shù)據(jù),在中試熱軋機組進行兩階段控軋試驗,全面研究了鈦微合金鋼“工藝-析出-組織-性能”的對應關系及強韌化機理。結果表明:細晶強化、沉淀強化、位錯及亞結構強化對鋼的強度貢獻均約為200 MPa。
【圖文】：

圖 1-1 微合金溶質添加量對再結晶終止溫度的影n of microalloyed solutes enhances the ter minate tempe第二相為均勻分布的球形粒子，并通過分析位晶界解釘?shù)呐袚?jù)為[46]：

為奧氏體晶粒平均直徑； 為第二相粒子粒尺寸不均勻性因子，，且 k=Dm/Dav，Dm k 值約為 。Martin[47, 48]假設 k = 1.5，由相粒子對晶粒尺寸的影響關系，如圖 1-2
【學位授予單位】：華南理工大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TG335.5

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本文編號：2539890