800MPa級(jí)水電用鋼厚板的組織與性能研究.pdf

1、近年來我國(guó)水電事業(yè)發(fā)展迅猛，大多數(shù)抽水蓄能電站，因?yàn)镠D值較高，為了減小鋼管、蝸殼、岔管的壁厚，降低施工和焊接的難度，開始采用800MPa級(jí)的水電用鋼。目前，800MPa級(jí)水電用鋼并沒有納入國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，與國(guó)外相比，國(guó)內(nèi)水電用鋼質(zhì)量雖然在強(qiáng)度級(jí)別上較為接近，但是在塑性指標(biāo)、低溫沖擊性能方面還存在著一定的差距。
　　本文采用實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)研究、理論分析與工業(yè)試制相結(jié)合的方法，根據(jù)某鋼廠的設(shè)備和工藝條件，制定合理的實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)方案，確保厚度為6

2、0mm的800MPa級(jí)水電用鋼經(jīng)過調(diào)質(zhì)處理后達(dá)到該廠要求的技術(shù)指標(biāo)。本文主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　(1)設(shè)計(jì)試驗(yàn)鋼的成分，為試驗(yàn)鋼在后續(xù)加工中獲得所需要的性能提供了成分上的保證。采用Thermo-Calc軟件計(jì)算主要元素對(duì)試驗(yàn)鋼平衡析出相的影響規(guī)律，并運(yùn)用JMatPro軟件計(jì)算主要元素對(duì)試驗(yàn)鋼淬透性的影響規(guī)律，再結(jié)合成本因素，充分發(fā)揮各個(gè)化學(xué)成分的作用，確保60mm厚板的淬透性良好，并在達(dá)到力學(xué)性能的前提下保證良好的焊接性能。

3、>　　(2)利用熱膨脹實(shí)驗(yàn)，結(jié)合金相組織及硬度檢測(cè)，得到試驗(yàn)鋼的靜態(tài)CCT曲線和動(dòng)態(tài)CCT曲線，研究分析了冷速和應(yīng)變對(duì)CCT曲線的影響。根據(jù)CCT曲線可知試驗(yàn)鋼具有良好的淬透性，離線再加熱奧氏體化淬火比在線直接淬火更容易得到馬氏體組織，未變形組織在5℃/s以后便轉(zhuǎn)化為馬氏體，變形后卻要達(dá)到20℃/s才能轉(zhuǎn)化為馬氏體。
　　(3)在熱模擬試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行單道次壓縮實(shí)驗(yàn)，得到應(yīng)力-應(yīng)變曲線，綜合分析變形溫度、變形程度和變形速率對(duì)變形抗力的

4、影響，給出試驗(yàn)鋼的變形抗力模型。在熱模擬試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行雙道次壓縮實(shí)驗(yàn)，研究奧氏體靜態(tài)再結(jié)晶的規(guī)律，綜合分析了變形溫度和變形時(shí)間間隔對(duì)變形抗力的影響規(guī)律。
　　(4)研究了試驗(yàn)鋼奧氏體粗化溫度，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，試驗(yàn)鋼在1200℃以下溫度范圍內(nèi)加熱時(shí)，由于微合金碳氮化物作用阻止了奧氏體晶粒異常長(zhǎng)大，隨著析出物的回溶，奧氏體晶粒也發(fā)生尺寸明顯長(zhǎng)大，微合金元素的添加增加了奧氏體再結(jié)晶的激活能。試驗(yàn)鋼熱軋加熱溫度設(shè)定為1200℃左右。
　

5、　(5)設(shè)計(jì)軋后直接水冷，空冷至室溫和水冷至500℃然后空冷至室溫等不同的冷卻方式，觀察熱軋后和調(diào)質(zhì)處理態(tài)組織檢測(cè)其力學(xué)性能。研究結(jié)果表明，熱軋后水冷得到的組織為馬氏體，空冷和控冷得到的組織為粒狀貝氏體;低碳馬氏體組織的強(qiáng)韌性最好。軋后力學(xué)性能中除強(qiáng)度超過要求指標(biāo)外，塑韌性均不滿足要求。軋后組織經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后，得到晶粒細(xì)小等軸的α相基體上分布著彌散的顆粒狀碳化物的回火索氏體組織，所以試驗(yàn)鋼的塑韌性明顯增加，離線再加熱淬火調(diào)質(zhì)處理的組織更加

6、均勻所以性能優(yōu)于在線淬火調(diào)質(zhì)處理。
　　(6)對(duì)試驗(yàn)鋼調(diào)質(zhì)處理工藝進(jìn)行系統(tǒng)的研究。結(jié)果表明:920℃保溫50min時(shí)試驗(yàn)鋼調(diào)質(zhì)處理后具有好的力學(xué)性能。降低淬火溫度，元素不能充分固溶從而在高溫回火后析出量減少導(dǎo)致力學(xué)性能次之;升高淬火溫度，晶粒長(zhǎng)大導(dǎo)致韌性下降;縮短淬火保溫時(shí)間會(huì)使晶粒尺寸不均勻?qū)е铝W(xué)性能下降，延長(zhǎng)保溫時(shí)間雖然晶粒均勻但是析出物尺寸增大并且容易沿界面析出導(dǎo)致力學(xué)性能下降。選擇最佳淬火工藝然后650℃回火保溫1h，升