發(fā)布時(shí)間：2022-09-28 17:51

　　作為一種比煤和石油更高效、更清潔的能源,液化天然氣（LNG）在全球的需求量日益增長(zhǎng),包括我國在內(nèi)的許多國家都在建設(shè)或計(jì)劃建設(shè)大批LNG項(xiàng)目。9Ni鋼是LNG儲(chǔ)罐建造中最為常用的低溫鋼。隨著鎳價(jià)格的不斷提高,鎳合金化占9Ni鋼制造成本的比重越來越大,節(jié)量化和低成本化成為了鎳系低溫鋼發(fā)展的一個(gè)重要方向。如何通過合理的成分和工藝優(yōu)化,在降低9Ni鋼中Ni含量的前提下,使鋼依然具有良好的低溫性能,是節(jié)鎳型低溫鋼研發(fā)所面臨的關(guān)鍵問題。本文旨在開發(fā)一種與傳統(tǒng)9Ni鋼性能相當(dāng)?shù)男滦凸?jié)鎳型7Ni鋼,并探索其強(qiáng)韌化工藝和機(jī)理,為節(jié)鎳型低溫鋼工業(yè)化生產(chǎn)提供參考。本文首先在文獻(xiàn)調(diào)研和前期實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,大致確定了 7Ni鋼成分范圍和熱處理工藝思路;然后對(duì)QLT工藝參數(shù)及重要合金元素對(duì)鋼組織和性能的影響規(guī)律以及韌化機(jī)理進(jìn)行了系統(tǒng)研究,并初步探討了 7Ni鋼的TMCP工藝;最終研發(fā)出了具有出色低溫性能的7Ni鋼。取得的主要結(jié)果如下:1.初步設(shè)計(jì)了不同Mn、Si、Nb、Cu含量的7Ni鋼,對(duì)比了不同成分和不同工藝情況下的7Ni鋼低溫韌性,發(fā)現(xiàn)含低Mn、高Si及少量Nb的低溫鋼表現(xiàn)出良好的韌性。在此基礎(chǔ)上確定了節(jié)鎳型... 

【文章頁數(shù)】：138 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 低溫鋼概述
        1.2.1 低溫鋼概念
        1.2.2 低溫鋼的分類
        1.2.3 低溫鋼的應(yīng)用
        1.2.4 低溫鋼的研究現(xiàn)狀
    1.3 鎳系低溫鋼的組織特征及韌化機(jī)理
        1.3.1 鎳系低溫鋼中合金元素作用
        1.3.2 鎳系低溫鋼中的相變
        1.3.3 鎳系低溫鋼中的組織特點(diǎn)
        1.3.4 鎳系低溫鋼的韌化
    1.4 鎳系低溫鋼的生產(chǎn)工藝
        1.4.1 QLT工藝
        1.4.2 TMCP工藝
    1.5 本論文的研究目的與內(nèi)容
第2章 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和方法
    2.1 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
        2.1.1 成分設(shè)計(jì)
        2.1.2 熱處理實(shí)驗(yàn)
        2.1.3 熱模擬實(shí)驗(yàn)
    2.2 實(shí)驗(yàn)方法
        2.2.1 金相顯微鏡觀察(OM)
        2.2.2 掃描電鏡觀察(SEM)
        2.2.3 透射電鏡觀察(TEM)
        2.2.4 X射線衍射分析(XRD)
        2.2.5 拉伸試驗(yàn)
        2.2.6 沖擊試驗(yàn)
第3章 7Ni鋼的探索性實(shí)驗(yàn)及相變行為研究
    3.1 引言
    3.2 探索性實(shí)驗(yàn)
        3.2.1 實(shí)驗(yàn)材料及方案
        3.2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
    3.3 7Ni鋼相變行為研究
        3.3.1 Fe-Ni二元合金平衡相圖
        3.3.2 7Ni鋼加熱過程中的相變行為
        3.3.3 7Ni鋼冷卻過程中的相變行為
    3.4 本章小結(jié)
第4章 7Ni鋼QLT工藝參數(shù)的開發(fā)及對(duì)組織和性能的影響
    4.1 引言
    4.2 高溫淬火工藝對(duì)鋼組織和性能的影響
        4.2.1 實(shí)驗(yàn)材料和方案
        4.2.2 高溫淬火溫度對(duì)鋼微觀組織的影響
        4.2.3 高溫淬火溫度對(duì)鋼中逆變奧氏體的影響
        4.2.4 高溫淬火溫度對(duì)鋼低溫力學(xué)性能的影響
    4.3 亞溫淬火工藝對(duì)組織和性能的影響
        4.3.1 實(shí)驗(yàn)材料和方案
        4.3.2 亞溫淬火溫度對(duì)鋼微觀組織的影響
        4.3.3 亞溫淬火溫度對(duì)鋼中逆變奧氏體的影響
        4.3.4 亞溫淬火溫度對(duì)鋼低溫力學(xué)性能的影響
    4.4 回火工藝對(duì)組織和性能的影響
        4.4.1 實(shí)驗(yàn)材料和方案
        4.4.2 回火溫度對(duì)鋼微觀組織的影響
        4.4.3 回火溫度對(duì)鋼中逆變奧氏體的影響
        4.4.4 回火溫度對(duì)鋼低溫力學(xué)性能的影響
    4.5 本章小結(jié)
第5章 7Ni鋼中重要合金元素對(duì)組織和性能的影響
    5.1 引言
    5.2 鋼中Mn含量的影響
        5.2.1 實(shí)驗(yàn)材料和方案
        5.2.2 Mn含量對(duì)鋼微觀組織的影響
        5.2.3 Mn含量對(duì)鋼中逆變奧氏體的影響
        5.2.4 Mn含量對(duì)鋼低溫力學(xué)性能的影響
    5.3 鋼中Nb含量的影響
        5.3.1 實(shí)驗(yàn)材料和方案
        5.3.2 Nb含量對(duì)鋼微觀組織的影響
        5.3.3 Nb含量對(duì)鋼中逆變奧氏體的影響
        5.3.4 Nb含量對(duì)鋼低溫力學(xué)性能的影響
    5.4 鋼中Si含量的影響
        5.4.1 實(shí)驗(yàn)材料和方案
        5.4.2 Si含量對(duì)鋼微觀組織的影響
        5.4.3 Si含量對(duì)鋼低溫力學(xué)性能的影響
    5.5 本章小結(jié)
第6章 7Ni鋼軋制工藝的熱模擬
    6.1 引言
    6.2 7Ni鋼的高溫變形研究
        6.2.1 高溫壓縮實(shí)驗(yàn)
        6.2.2 應(yīng)力—應(yīng)變曲線
        6.2.3 動(dòng)態(tài)再結(jié)晶
        6.2.4 變形阻力數(shù)學(xué)模型
    6.3 7Ni鋼TMCP熱模擬實(shí)驗(yàn)
        6.3.1 軋制壓下量的研究
        6.3.2 冷卻速度的研究
    6.4 本章小結(jié)
第7章 7Ni鋼的韌化機(jī)理及應(yīng)用可能性探討
    7.1 引言
    7.2 逆變奧氏體的演變
        7.2.1 實(shí)驗(yàn)材料和方案
        7.2.2 逆變奧氏體的演變
        7.2.3 影響逆變奧氏體形成的因素
    7.3 7Ni鋼韌化機(jī)理探討
        7.3.1 顯微組織結(jié)構(gòu)對(duì)低溫韌性的影響
        7.3.2 逆變奧氏體對(duì)低溫韌性的影響
    7.4 7Ni鋼應(yīng)用可能性探討
        7.4.1 實(shí)驗(yàn)材料和方案
        7.4.2 7Ni鋼與傳統(tǒng)9Ni鋼組織和性能對(duì)比
    7.5 本章小結(jié)
第8章 總結(jié)
參考文獻(xiàn)
個(gè)人簡(jiǎn)歷
致謝
在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與取得的其他研究成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]軋后超快冷及亞溫淬火對(duì)5%Ni鋼微觀組織與低溫韌性的影響機(jī)理[J]. 王猛,劉振宇,李成剛.  金屬學(xué)報(bào). 2017(08)
[2]Correlations of Ni Contents,Formation of Reversed Austenite and Toughness for Ni-Containing Cryogenic Steels[J]. Meng Wang,Zhen-Yu Liu,Cheng-Gang Li.  Acta Metallurgica Sinica（English Letters）. 2017(03)
[3]原奧氏體晶粒尺寸對(duì)珠光體鋼組織及韌性的影響[J]. 梁宇,向嵩,梁益龍,楊明,魏澤民,熊虎,李靜.  材料導(dǎo)報(bào). 2017(02)
[4]浦項(xiàng)制鐵海洋工程用鋼的研制方向[J]. 羅曄,王超.  四川冶金. 2016(06)
[5]Unexpected Effect of Nb Addition as a Microalloying Element on Mechanical Properties of δ-TRIP Steels[J]. Sajad Gholami SHIRI,Seyed Ahmad Jenabali JAHROMI,Yahya PALIZDAR,Majid BELBASI.  Journal of Iron and Steel Research（International）. 2016(09)
[6]中國LNG接收站的發(fā)展形勢(shì)[J]. 楊莉娜,韓景寬,王念榕,何軍.  油氣儲(chǔ)運(yùn). 2016(11)
[7]Twin structure of the lath martensite in low carbon steel[J]. Pan Zhang,Yulin Chen,Wenlong Xiao,Dehai Ping,Xinqing Zhao.  Progress in Natural Science:Materials International. 2016(02)
[8]Microstructure and Mechanical Properties of 06Cr13Ni4Mo Steel Treated by Quenching–Tempering–Partitioning Process[J]. Yuanyuan Song,Jingping Cui,Lijian Rong.  Journal of Materials Science ＆ Technology. 2016(02)
[9]回火溫度對(duì)5.5Ni低溫鋼組織和力學(xué)性能的影響[J]. 李員妹,孫新軍,雍岐龍,李昭東,張可,王小江.  材料研究學(xué)報(bào). 2015(11)
[10]Ni segregation and thermal stability of reversed austenite in a Fe–Ni alloy processed by QLT heat treatment[J]. Tao Pan,Jing Zhu,Hang Su,Cai-Fu Yang.  Rare Metals. 2015(11)



本文編號(hào)：3682114