本文關(guān)鍵詞：高晶粒均勻度微合金鋼板的組織超細(xì)化關(guān)鍵技術(shù)研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：晶粒超細(xì)化是目前被廣泛認(rèn)可的唯一可全面提高鋼材強(qiáng)度和韌性的材料強(qiáng)韌化方法。目前,低碳微合金鋼的此類工作主要集中在利用形變誘導(dǎo)相變獲得超細(xì)晶組織。但大量的研究結(jié)果表明,通過形變誘導(dǎo)相變方法所獲得的微合金鋼,尤其是含釩微合金鋼的組織細(xì)晶率不夠理想,且存在一定的混晶現(xiàn)象,兩者綜合造成鋼的綜合力學(xué)性能遠(yuǎn)未達(dá)到期望目標(biāo),具體表現(xiàn)為在鋼材獲得高強(qiáng)度的同時(shí)其它性能較低,尤其是延伸率偏低。這已成為制約低碳微合金超細(xì)晶鋼在機(jī)械工程結(jié)構(gòu)方面進(jìn)行有效應(yīng)用的關(guān)鍵問題所在。為此,本文以低碳微合金鋼為主要研究對象,充分利用熱模擬單道次/多道次試驗(yàn),并借助金相組織、透射電鏡、掃描電鏡及其顯微組織圖像定量分析手段,對形變誘導(dǎo)相變的重要伴生相變(逆相變、亞動態(tài)相變)現(xiàn)象進(jìn)行了重點(diǎn)研究。以期探明這些伴生相變對鋼的顯微組織、力學(xué)性能及鋼材組織細(xì)晶提高率的內(nèi)在影響規(guī)律,從而有望調(diào)整試驗(yàn)鋼的顯微組織并使其綜合力學(xué)性能達(dá)到期望目標(biāo)。本文主要研究內(nèi)容及創(chuàng)新性工作:(1)針對現(xiàn)有形變誘導(dǎo)相變技術(shù)制備的超細(xì)晶鋼中顯微組織晶粒尺寸差異較大,但無法對其進(jìn)行精確定量表征,繼而難以進(jìn)行有效工藝控制這一問題,筆者在對鋼材晶粒組織圖像的綜合分析基礎(chǔ)上,提出晶粒尺寸均勻度這一全新概念,并建立相應(yīng)求解公式。以期方便、快速、精確地計(jì)算晶粒尺寸均勻度。要求該方法能自動實(shí)現(xiàn)對鋼材晶粒粒徑及其均勻度的高效測量、精確分類,且要求其測量精度為±0.001μm。(2)利用單道次、多道次熱模擬試驗(yàn)來研究逆相變現(xiàn)象。逆相變實(shí)質(zhì)上是形變誘導(dǎo)相變產(chǎn)生的超細(xì)晶鐵素體于多道次軋制間隔等溫過程中逆向轉(zhuǎn)變成超細(xì)晶粒的奧氏體,繼而轉(zhuǎn)變?yōu)槌?xì)的內(nèi)生鐵素體。試驗(yàn)結(jié)果表明,變形量與保溫時(shí)間的增加都有利于提高其單道次試驗(yàn)鋼的細(xì)晶提高率(最高可達(dá)8.91%);多道次各間隔時(shí)間的增加亦有利于試驗(yàn)鋼的細(xì)晶提高率,同時(shí)亦可使得其晶粒尺寸均勻度高達(dá)1.32。(3)利用單道次熱模擬試驗(yàn)研究了亞動態(tài)相變及內(nèi)生析出相對鋼組織細(xì)晶率的影響。亞動態(tài)相變實(shí)質(zhì)是主相變誘導(dǎo)形核的鐵素體在等溫過程中繼續(xù)生長為超細(xì)晶鐵素體。研究發(fā)現(xiàn),亞動態(tài)相變的細(xì)晶提高率隨變形后保溫時(shí)間的增加而增加,這主要得益于內(nèi)生析出相促使大量內(nèi)生鐵素體的形成。試驗(yàn)結(jié)果表明,單道次變形中,亞動態(tài)相變的細(xì)晶提高率最高可達(dá)到9.41%,同時(shí)亦可使得其晶粒尺寸均勻度高達(dá)1.38。最后,以上述研究結(jié)果為基礎(chǔ),利用試驗(yàn)室可逆軋機(jī),成功制備出了晶粒尺寸及其均勻度分別為1.21μm,1.26,超細(xì)晶鐵素體細(xì)晶率高達(dá)96.26%,抗拉強(qiáng)度高達(dá)753MPa的高均勻度超細(xì)晶粒微合金熱軋鋼板。
【關(guān)鍵詞】：晶粒 均勻度 組織超細(xì)化 形變誘導(dǎo)相變 伴生相變
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG142.1;TG335.11
【目錄】：

• 摘要4-6
• abstract6-11
• 第一章 緒論11-19
• 1.1 課題研究背景11-12
• 1.2 鋼鐵材料微合金化的研究進(jìn)展12-15
• 1.2.1 微合金鋼組織超細(xì)化13-14
• 1.2.2 微合金元素含量對鋼強(qiáng)韌性及變形抗力的影響14-15
• 1.3 形變誘導(dǎo)鐵素體相變技術(shù)（DIFT）15-18
• 1.4 本課題主要研究內(nèi)容18-19
• 第二章 試驗(yàn)材料及方法19-24
• 2.1 試驗(yàn)材料19
• 2.2 試驗(yàn)方案19-21
• 2.2.1 單道次熱模擬試驗(yàn)20
• 2.2.2 多道次熱模擬試驗(yàn)20-21
• 2.3 實(shí)驗(yàn)室軋制試驗(yàn)21-22
• 2.4 組織觀察與性能檢測22-23
• 2.5 力學(xué)性能測試23-24
• 第三章 晶粒均勻度自動測量及其定量表征方法研究24-34
• 引言24
• 3.1 晶粒均勻度自動測量及其表征方法研究24-26
• 3.1.1 本研究基本思路分析24-26
• 3.2 晶粒均勻度求解公式建立26-27
• 3.2.1 晶粒面積計(jì)算方法26-27
• 3.2.2 晶粒粒徑計(jì)算方法27
• 3.3 晶粒均勻度的自動測量表征分類及其應(yīng)用27-33
• 3.3.1 本系統(tǒng)工程應(yīng)用實(shí)例分析31-33
• 3.4 本章小結(jié)33-34
• 第四章 逆相變對低碳微合金鋼細(xì)晶提高率的影響研究34-48
• 引言34
• 4.1 DIFT逆相變的動力學(xué)思考34-35
• 4.2 單道次變形試驗(yàn)結(jié)果分析35-41
• 4.2.1 合金元素對DIFT逆相變的影響分析35-38
• 4.2.2 變形量對DIFT逆相變的影響分析38-40
• 4.2.3 DIFT逆相變的細(xì)晶提高率分析40-41
• 4.3 多道次變形試驗(yàn)結(jié)果分析41-47
• 4.3.1 變形道次對DIFT逆相變的影響分析41-43
• 4.3.2 變形溫度對DIFT逆相變組織細(xì)晶規(guī)律分析43-45
• 4.3.3 道次間隔時(shí)間對逆相變組織細(xì)晶規(guī)律分析45-47
• 4.4 本章小結(jié)47-48
• 第五章 亞動態(tài)相變及內(nèi)生析出相對鋼細(xì)晶提高率的影響研究48-60
• 引言48
• 5.1 DIFT亞動態(tài)相變行為研究48-50
• 5.1.1 DIFT亞動態(tài)相變的動力學(xué)思考48-49
• 5.1.2 DIFT逆相變和亞動態(tài)相變之間的關(guān)系49-50
• 5.2 單道次變形試驗(yàn)結(jié)果分析50-51
• 5.2.1 DIFT亞動態(tài)相變對細(xì)晶提高率的影響分析50-51
• 5.3 內(nèi)生析出相形核機(jī)制研究51-53
• 5.4 內(nèi)生析出相對超細(xì)晶提高率的影響分析53-56
• 5.4.1 M（C,N)的析出對組織細(xì)化的影響分析54-56
• 5.5 保溫過程中的內(nèi)生析出相分析56-59
• 5.5.1 保溫過程中內(nèi)生析出相的粒度分析56-57
• 5.5.2 內(nèi)生析出相的分布均勻度分析57-59
• 5.6 本章小結(jié)59-60
• 第六章 高晶粒均勻度超細(xì)晶微合金熱軋鋼板的研制60-70
• 引言60
• 6.1 晶粒高均勻度的超細(xì)晶熱軋鋼板的研制60-65
• 6.1.1 高晶粒均勻度微合金鋼板的成分和熱軋工藝設(shè)計(jì)61-65
• 6.2 軋制工藝的關(guān)鍵工藝參數(shù)對試驗(yàn)鋼的組織性能影響65-66
• 6.2.1 試驗(yàn)鋼的金相組織變化規(guī)律65-66
• 6.3 軋制工藝的關(guān)鍵工藝參數(shù)對試驗(yàn)鋼力學(xué)性能的影響66-69
• 6.3.1 軋制工藝對力學(xué)性能的影響66-67
• 6.3.2 軋制工藝對試驗(yàn)鋼板冷彎性能的影響分析67-69
• 6.4 本章小結(jié)69-70
• 第七章 結(jié)論與展望70-72
• 7.1 主要結(jié)論70-71
• 7.2 后續(xù)研究工作建議71-72
• 參考文獻(xiàn)72-76
• 致謝76-77
• 攻讀學(xué)位期間所獲科研成果77

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