本文關(guān)鍵詞：鈣鎂誘導(dǎo)低合金高強度鋼針狀鐵素體強韌化機制研究

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【摘要】：低合金高強度鋼廣泛地應(yīng)用于壓力容器、橋梁、機車車輛等工程構(gòu)件的生產(chǎn)中。但隨著焊接技術(shù)的不斷更新,為了提高生產(chǎn)效率,低合金高強度鋼適應(yīng)大線能量焊接的能力越來越受到重視。采用高熔點、高溫穩(wěn)定性好的Ca、Mg氧化物粒子,利用其在焊接熱影響區(qū)(HAZ)中起到的釘扎晶粒晶界及可以作為韌性組織形核核心的作用,得到具有良好強韌性和優(yōu)良可焊性的大線能量焊接用低合金高強度鋼。本文綜合運用冶金熱力學(xué)和冶金物理化學(xué)的方法,結(jié)合金相顯微鏡、掃描電鏡(SEM)配能譜(EDX)、焊接熱模擬技術(shù)和力學(xué)性能等現(xiàn)代分析測試手段,系統(tǒng)研究Ca、Mg元素對低合金高強度鋼焊接HAZ中顯微組織、夾雜物形態(tài)、成分和分布以及力學(xué)性能的影響,揭示Ca、Mg元素誘導(dǎo)低合金高強度鋼焊接HAZ針狀鐵素體(IAF)強韌化機制。本論文對通過真空感應(yīng)熔煉實驗和控軋控冷工藝得到的Ca、Mg元素含量不同的各組實驗鋼進行焊接熱模擬試驗,研究表明,在本實驗條件下,添加Ca、Mg元素的實驗鋼焊接HAZ中金相顯微組織主要由多邊形鐵素體、針狀鐵素體和粒狀貝氏體組成;有效誘導(dǎo)IAF形核的夾雜物明顯增多,分布更加均勻;低溫沖擊韌性有所提高。其中,添加5wt%Mg實驗鋼的焊接HAZ綜合性能最優(yōu),其單位面積上有效夾雜物數(shù)量最多,為579.10個/mm2;且夾雜物大都以尺寸細(xì)小的MgO或含Mg的復(fù)合夾雜物形式存在;低溫沖擊吸收功最高,達到163J,沖擊斷口主要為韌窩斷裂。添加Ca、Mg元素后,焊接HAZ中形成含有Ca、Mg元素的復(fù)合夾雜物,使得Ca、Mg元素分別以局部成分變化機制和最小錯配度機制為主的方式誘導(dǎo)IAF形核;同時,實驗鋼焊接HAZ中的Ca、Mg元素及其復(fù)合夾雜物主要起到細(xì)晶強化和彌散強化的作用。
【關(guān)鍵詞】：低合金高強度鋼 鈣鎂元素 焊接熱影響區(qū) 針狀鐵素體 夾雜物 強韌化機制
【學(xué)位授予單位】：沈陽大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG142.1
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-22
• 1.1 低合金高強度鋼及其合金元素概述10-12
• 1.2 氧化物冶金技術(shù)研究現(xiàn)狀概述12-14
• 1.2.1 第一代利用TiN粒子釘扎氧化物冶金技術(shù)13
• 1.2.2 第二代利用夾雜物粒子氧化物冶金技術(shù)13
• 1.2.3 第三代利用Ca、Mg強氧化劑氧化物冶金技術(shù)13-14
• 1.3 IAF在焊接HAZ中的特性及形成機制概述14-20
• 1.3.1 IAF在HSLA鋼HAZ中的特性14-16
• 1.3.2 IAF在焊接HAZ中形核長大的影響因素16-17
• 1.3.3 IAF在焊接HAZ中的形成機制17-20
• 1.4 課題研究的內(nèi)容、意義及技術(shù)路線20-22
• 1.4.1 研究內(nèi)容20
• 1.4.2 研究意義20-21
• 1.4.3 研究技術(shù)路線21-22
• 第2章 實驗材料和實驗方法22-27
• 2.1 實驗鋼的冶煉22-23
• 2.1.1 冶煉設(shè)備22
• 2.1.2 實驗材料22-23
• 2.1.3 冶煉工藝23
• 2.2 實驗鋼的軋制23-24
• 2.2.1 軋制設(shè)備23
• 2.2.2 控軋控冷工藝23-24
• 2.3 實驗鋼焊接熱模擬試驗24-27
• 2.3.1 焊接熱模擬技術(shù)介紹24
• 2.3.2 焊接熱模擬設(shè)備24-25
• 2.3.3 焊接熱模擬試樣的加工25
• 2.3.4 焊接熱模擬實驗工藝25-27
• 第3章 實驗結(jié)果與分析27-60
• 3.1 實驗鋼焊接HAZ金相組織觀察與分析27-30
• 3.1.1 實驗鋼HAZ金相組織觀察27-30
• 3.1.2 小結(jié)30
• 3.2 實驗鋼焊接HAZ夾雜物觀察與分析30-43
• 3.2.1 實驗鋼HAZ夾雜物數(shù)量觀察與分析30-36
• 3.2.2 實驗鋼HAZ夾雜物成分分析36-43
• 3.2.3 小結(jié)43
• 3.3 實驗鋼焊接HAZ沖擊斷口觀察與分析43-53
• 3.3.1 實驗鋼HAZ沖擊性能分析43-46
• 3.3.2 實驗鋼HAZ沖擊斷口形貌分析46-48
• 3.3.3 實驗鋼HAZ沖擊斷口夾雜物成分分析48-52
• 3.3.4 小結(jié)52-53
• 3.4 Ca、Mg元素誘導(dǎo)焊接HAZ中IAF強韌化機制分析53-60
• 3.4.1 Ca、Mg元素誘導(dǎo)焊接HAZ中IAF形成觀察與分析53-54
• 3.4.2 Ca、Mg元素誘導(dǎo)焊接HAZ中IAF形核機制54-58
• 3.4.3 焊接HAZ中Ca、Mg元素強韌化機制58-59
• 3.4.4 小結(jié)59-60
• 第4章 結(jié)論60-62
• 參考文獻62-66
• 在學(xué)研究成果66-67
• 致謝67-68

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本文編號：935106