發(fā)布時間：2021-09-29 13:16

　　海洋平臺、橋梁、建筑、機械等工程建設(shè)對高強度低合金鋼的需求越來越強烈,并且對強度和韌性的要求越來越高,而相變是決定高強度低合金鋼性能的關(guān)鍵因素,因此本文針對低碳低合金鋼的相變行為及對力學性能的影響展開系統(tǒng)研究。采用組織定量化和可視化的晶體學表征方法研究成分和工藝對組織和性能的影響,從晶體學和熱力學角度研究了鋼的fcc相向bcc相轉(zhuǎn)變的機理及對力學性能的影響,并以此為依據(jù),提出滿足高強度低合金鋼強韌化和可焊性的合金設(shè)計思路。首先,研究了工藝因素對變體組織的影響,發(fā)現(xiàn)孿晶關(guān)系變體對V1/V2是大角晶界密度的主要來源,對提高低溫沖擊韌性具有貢獻。工業(yè)用高強度特厚板的心部性能低于表面的原因在于形成了粒狀貝氏體組織,主要以形成V1/V4和V1/V8等構(gòu)成小角晶界的變體對為主;而表面形成板條馬氏體/貝氏體,具有較高密度的V1/V2變體對和大角晶界。采用降低奧氏體化溫度細化奧氏體晶粒,實現(xiàn)了淬火馬氏體強度和韌性的提高,研究也表明原奧氏體晶粒從15 μm細化至6.4 μm后,原奧氏體晶粒內(nèi)的packet單元數(shù)目減少,形成了較多平行排列block單元。強韌性的提高不僅與原奧氏體晶粒細化相關(guān),而且還來自于... 

【文章來源】：北京科技大學北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：123 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

圖２－１典型協(xié)變相變組織示意圖ＶＩ??－３?－??

?北京科技大學博士學位論文???ｐａｃｋｅｔ。國內(nèi)外大量的研究［３（Ｋ３４］表明，ｐａｃｋｅｔ單元的尺寸被認為對強度和初性??有貢獻的有效晶粒尺寸。Ｍｏｒｉｔｏ等人ｆ３５］發(fā)現(xiàn)，細化ｐａｃｋｅｔ尺寸可以有效提高??低溫韌性。Ｍｏｒｒｉｓ等人觀察到馬氏體ｐａｃｋｅｔ邊界在氫致裂紋擴展中對裂紋??起到了偏折作用，如圖２－２所示。??■ｐＦ??：４??圖２－２馬氏體鋼中ｐａｃｋｅｔ邊界對氫致開裂裂紋的偏折作用??Ｃａｂａｌｌｅｒｏ和Ｂｈａｄｅｓｈｉａ等人［３６＿３７］通過低溫等溫處理，設(shè)計出超細晶納米??貝氏體鋼獲得了納米級的超細化板條組織，以及大量的薄膜狀殘余奧氏體，??具有２．５ＧＰａ的抗拉強度，如圖２－３所示。Ｃａｂａｌｌｅｒｏ等人［３８］還優(yōu)化了合金成??分，實現(xiàn)了空冷工藝下的納米貝氏體鋼的轉(zhuǎn)變，達到１８００ＭＰａ的強度和１５％??的延伸率。國內(nèi)外許多學者［３９４４］也對等溫轉(zhuǎn)變展開了大量的研究，其中，??Ｂｏｈｅｍｅｎ等人通過對Ｍｓ溫度以下的等溫轉(zhuǎn)變進行動力學分析，發(fā)現(xiàn)馬氏??體最早形成，隨后奧氏體以穩(wěn)定的速率分解，與Ｍｓ溫度以上的貝氏體轉(zhuǎn)變相??似，因此證明了?Ｍｓ溫度以下的貝氏體等溫轉(zhuǎn)變的存在。設(shè)計出Ｍｓ溫度以下??的等溫貝氏體轉(zhuǎn)變，得到了納米級別的ｌａｔｈ組織和薄膜狀殘余奧氏體，具有??明顯高于＾／［５溫度以上等溫貝氏體轉(zhuǎn)變組織的強度和軔性。??＿??圖２－３?ＴＥＭ下觀察的納米貝氏體鋼的組織（２００°Ｃ下保溫１５天獲得）??－７?－??

?北京科技大學博士學位論文???（ｂ）?５７？＜３３１＞?４８?＾３１＊?９Ｖ４３２＞?５９?＜廣＞??圖２－４晶界對裂紋的偏折作用（ａ）和不同取向差的晶界對裂紋擴展的阻礙現(xiàn)象（ｂ）??除了在脆性斷裂上起到阻礙裂紋擴展的作用，在初性斷裂上大角晶界仍??然起著不可忽視的作用。隨著表征技術(shù)的進步，近年來在微觀組織力學行為??的研究揭示了馬氏體組織的變形行為。Ｄｕ等人［５２］的研究表明，ｂｌｏｃｋ和ｓｕｂ？??ｂｌｏｃｋ?界面在鋼的變形過程中起到阻礙位錯運動的作用；?而更早之前?Ｍｉｎｅ?等??人［５３］的研究也己經(jīng)表明ｂｌｏｃｋ界面在阻礙位錯滑移的作用，還發(fā)現(xiàn)了?ｐａｃｋｅｔ??界面能夠遏制塑性變形的傳遞。??夏佃秀等人［５４］通過控制成分和軋制工藝優(yōu)化，開發(fā)出以鐵素體和貝氏體??為主，兼有少量彌散分布Ｍ／Ａ島和析出相的Ｘ９０級第三代管線鋼，具有極??佳的強度、韌性和塑性匹配。如圖２－５所示，其中的硬相組織為板條貝氏體??組織，產(chǎn)生不同取向的板條束，有利于提高鋼板的韌性；而軟相－鐵素體的分??布，則可以起到協(xié)調(diào)變形的作用。其中得到足夠高的強度和初性的關(guān)鍵在于??貝氏體組織具備高密度大角晶界。??圓＿??■??圖２－５Ｘ９０管線鋼組織：（ａ）軋制表面；（ｂ）橫向組織；（ｃ）縱向組織；（ｄ）縱向組??織ＳＥＭ圖像??－９?－??

【參考文獻】：
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博士論文
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本文編號：3413771