本文關(guān)鍵詞：Ni含量對Cu沉淀強(qiáng)化鋼組織與性能的影響

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【摘要】：低碳Cu沉淀強(qiáng)化鋼是一種力學(xué)性能和焊接性能優(yōu)良的低合金結(jié)構(gòu)鋼,廣泛應(yīng)用于造船、管線和采用平臺等領(lǐng)域。本文將不同Ni含量的Cu沉淀強(qiáng)化鋼經(jīng)過900℃淬火,在不同溫度下時(shí)效處理,通過力學(xué)性能測試、光學(xué)顯微鏡、掃描電鏡和投射電鏡觀察分析,研究了Ni含量對Cu沉淀強(qiáng)化鋼組織與性能的影響,并探討了Ni對Cu沉淀強(qiáng)化鋼的作用機(jī)理。重點(diǎn)討論了Ni含量對Cu沉淀強(qiáng)化鋼連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變特性以及鋼在時(shí)效過程中富Cu相析出行為的影響。利用Formastor熱膨脹試驗(yàn)研究了不同Ni含量的試驗(yàn)鋼的連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變組織和性能變化,分析了Ni含量對Cu沉淀強(qiáng)化鋼連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變特性的影響。研究結(jié)果表明隨著Ni含量的提高,試驗(yàn)鋼的臨界轉(zhuǎn)變溫度降低。在各相同冷速下,Ni含量低的試驗(yàn)鋼冷卻組織中只出現(xiàn)貝氏體,隨著Ni含量的提高,冷卻組織中出現(xiàn)馬氏體+貝氏體的混合組織,Ni含量高的試驗(yàn)鋼在較快冷速下能獲得完全的馬氏體組織。隨著Ni含量的提高,貝氏體向馬氏體臨界轉(zhuǎn)變冷速降低,即冷卻曲線右移。并且馬氏體轉(zhuǎn)變溫度隨著Ni含量的提高而降低。在550℃時(shí)效工藝下,隨著Ni含量的提高,Cu沉淀強(qiáng)化鋼的強(qiáng)度增加,韌脆轉(zhuǎn)變溫度明顯降低。試驗(yàn)鋼Ni含量由0.99%提高到3.47%,抗拉強(qiáng)度由780MPa增加到919MPa,韌脆轉(zhuǎn)變溫度由-70℃降低到-88℃。板條束尺寸對鋼的韌性有顯著影響,試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明隨著Ni含量的提高,試驗(yàn)鋼板條束尺寸由16.31μm減小至10.57μm,板條束尺寸減小使鋼抵抗裂紋擴(kuò)展能力升高,從而使得鋼的韌脆轉(zhuǎn)變溫度降低。Ni含量對試驗(yàn)鋼時(shí)效曲線有較大的影響,隨著Ni含量的提高試驗(yàn)鋼的峰值溫度降低。Ni含量超過1.97%的試驗(yàn)鋼在過時(shí)效階段,隨著時(shí)效溫度的進(jìn)一步升高,當(dāng)加熱溫度接近Ac1時(shí),試驗(yàn)鋼發(fā)生部分奧氏體化,在隨后的冷卻過程中出現(xiàn)了大量的M-A組元,隨著Ni含量的提高,奧氏體化程度加劇。從而導(dǎo)致了此溫度范圍抗拉強(qiáng)度的上升。不同Ni含量試驗(yàn)鋼在時(shí)效過程中析出的富Cu相顆粒尺寸、數(shù)量和分布存在較大差異。隨著Ni含量的提高,試驗(yàn)鋼中析出的富Cu相顆粒數(shù)量增加,尺寸減小。Ni含量高的試驗(yàn)鋼中的富銅相顆粒分布密集,細(xì)��；而Ni含量低的試驗(yàn)鋼中的富銅相顆粒分布稀疏,且相對粗大。鋼在時(shí)效時(shí)析出大量細(xì)小彌散分布的富Cu相,他們對位錯(cuò)有強(qiáng)烈的釘扎作用,且顆粒越細(xì)小,越彌散,對位錯(cuò)的釘扎作用就越強(qiáng)烈。Ni含量的提高,有利于促進(jìn)時(shí)效過程中的Cu析出,提高鋼的強(qiáng)度。
【關(guān)鍵詞】：連續(xù)冷卻 時(shí)效處理 Cu析出相 沉淀強(qiáng)化 韌脆轉(zhuǎn)變
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG142.1
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 第一章 緒論11-35
• 1.1 前言11-12
• 1.2 Cu沉淀強(qiáng)化鋼概述12-16
• 1.2.1 Cu沉淀強(qiáng)化鋼發(fā)展歷史14
• 1.2.2 Cu沉淀強(qiáng)化鋼的性能14-15
• 1.2.3 Cu沉淀強(qiáng)化鋼的發(fā)展趨勢15-16
• 1.3 Cu沉淀強(qiáng)化鋼的強(qiáng)韌化機(jī)理16-26
• 1.3.1 Cu沉淀強(qiáng)化鋼強(qiáng)化方式16-20
• 1.3.2 Cu析出相的形成規(guī)律及強(qiáng)化機(jī)制20-24
• 1.3.3 Cu沉淀強(qiáng)化鋼的低溫韌性24-26
• 1.4 Cu沉淀強(qiáng)化鋼中合金元素的作用26-29
• 1.4.1 C、Si、Mn、Cr、Mo26-27
• 1.4.2 Cu對鋼的影響27-29
• 1.5 Ni對Cu沉淀強(qiáng)化鋼性能的影響29-34
• 1.5.1 Ni對Cu沉淀強(qiáng)化鋼力學(xué)性能的影響29-30
• 1.5.2 Ni對鋼中富Cu相析出的影響30-32
• 1.5.3 Ni對Cu沉淀強(qiáng)化鋼表面質(zhì)量的影響32-34
• 1.6 本課題的主要研究內(nèi)容及意義34-35
• 第二章 試驗(yàn)材料與方法35-39
• 2.1 試驗(yàn)材料35-36
• 2.2 試驗(yàn)方法36-39
• 2.2.1 連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變曲線的測定36
• 2.2.2 時(shí)效工藝36
• 2.2.3 力學(xué)性能測試36-37
• 2.2.4 顯微組織觀察37-39
• 第三章 Ni對試驗(yàn)鋼連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變特性的影響39-49
• 3.1 試驗(yàn)鋼的連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變特性39
• 3.2 CCT曲線特性39-41
• 3.3 冷卻速率對相變組織的影響41-46
• 3.4 不同冷卻速率下的硬度變化46-47
• 3.5 本章小結(jié)47-49
• 第四章 Ni含量對Cu沉淀強(qiáng)化鋼顯微組織和力學(xué)性能的影響49-67
• 4.1 Ni含量對Cu沉淀強(qiáng)化鋼淬火態(tài)組織與性能的影響49-51
• 4.1.1 Ni含量對力學(xué)性能的影響49
• 4.1.2 顯微組織分析49-51
• 4.2 Ni含量對Cu沉淀強(qiáng)化鋼550℃時(shí)效后的組織與性能的影響51-58
• 4.2.1 Ni含量對力學(xué)性能的影響51-54
• 4.2.2 顯微組織分析54-58
• 4.3 Ni含量對Cu沉淀強(qiáng)化鋼時(shí)效規(guī)律的影響58-64
• 4.3.1 不同Ni含量試驗(yàn)鋼的力學(xué)性能58-60
• 4.3.2 顯微組織分析60-64
• 4.4 本章小結(jié)64-67
• 第五章 不同Ni含量試驗(yàn)鋼析出相及精細(xì)結(jié)構(gòu)觀察67-79
• 5.1 Ni含量對試驗(yàn)鋼Cu析出規(guī)律的影響67-78
• 5.1.1 Ni對淬火態(tài)基體形貌的影響67-69
• 5.1.2 不同時(shí)效態(tài)溫度下Ni對Cu析出的影響69-78
• 5.2 本章小結(jié)78-79
• 第六章 結(jié)論79-81
• 致謝81-83
• 參考文獻(xiàn)83-89
• 附錄：攻讀碩士學(xué)位期間的主要科研成果89

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 安治國;劉宗昌;王海燕;任慧平;;含銅高純低碳鋼時(shí)效過程中微觀組織的觀察[J];兵器材料科學(xué)與工程;2006年02期

2 臧鑫士;;17—4PH 鋼時(shí)效過程中的顯微組織研究[J];金屬熱處理學(xué)報(bào);1991年04期

3 王海燕;安治國;任慧平;劉宗昌;王玉峰;;含銅高純凈鋼時(shí)效過程中銅偏聚區(qū)的演變[J];材料熱處理學(xué)報(bào);2007年06期

4 尚成嘉;王學(xué)敏;周召槿;梁鑫;繆成亮;賀信萊;;Mn-Mo-Nb-B低碳微合金鋼中溫轉(zhuǎn)變組織的演化[J];金屬學(xué)報(bào);2008年03期

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本文編號：696848