退火工藝對低合金釉化鋼組織和力學性能的影響研究.pdf

1、熱水器內(nèi)膽所采用的低合金釉化用鋼，在釉化燒結過程中，由于燒結溫度較高(800℃～900℃)，使其屈服強度顯著下降。為了保證鋼板的使用安全性，需增加其厚度以使強度符合要求，導致成本增加。本文采用實驗和熱力學計算相結合的方法，對冷軋和熱軋態(tài)釉化用鋼進行研究，考察了加熱溫度、冷卻速度、鋼板厚度和合金成分對其顯微組織和力學性能的影響，基于實驗和熱力學計算對釉化用鋼成分進行了優(yōu)化。完成的主要工作如下:
　　 通過熱力學計算和熱機械分析實驗

2、，發(fā)現(xiàn)釉化用鋼鐵素體-奧氏體轉(zhuǎn)變開始和結束溫度分別在730℃和885℃左右。相同成分冷軋態(tài)和熱軋態(tài)鋼板熱處理后的強度基本都高于軋制態(tài)的強度。在相同加熱溫度條件下，冷軋態(tài)鋼板砂冷的屈服強度比其空冷的高，而熱軋態(tài)的相反，這是由熱軋態(tài)鋼板較厚導致其實際冷速較慢引起的。在相同的熱處理條件下，熱軋態(tài)鋼板的屈服強度比冷軋態(tài)鋼板的高，原因是熱軋態(tài)鋼板位錯密度較高，同時熱軋態(tài)鋼板滲碳體的數(shù)量較少，從而有可能固溶了較多的C原子。在760℃砂冷和空冷時，冷

3、軋態(tài)和熱軋態(tài)鋼板的屈服強度都出現(xiàn)了低谷，并且空冷時的低谷比較明顯，這是由于已形成的奧氏體內(nèi)的C，N等原子在冷卻時來不及擴散到位錯附近釘扎位錯而形成柯氏氣團，使拉伸曲線的平臺變短，屈服強度降低。冷速越快，C，N等原子的擴散就越不充分，屈服強度降低越明顯。通過回火實驗證明了這一機制。對于不同成分冷軋態(tài)鋼板，添加適當?shù)腡i含量可以使晶粒尺寸相對穩(wěn)定，從而使屈服強度隨加熱溫度的變化相對穩(wěn)定。添加適當?shù)腘和A1含量，可以使高溫階段的晶粒尺寸比較細

4、小，從而提高了高溫時的屈服強度。
　　 基于以上實驗結果，進行優(yōu)化成分的熱力學計算。結果表明:在所研究的合金元素含量范圍內(nèi)，隨著C、N和Mn含量的增加，Si、P和Ti含量的減少，奧氏體向鐵素體轉(zhuǎn)變的開始和結束溫度降低。增加N含量可以顯著提高TiN和AlN的析出量和析出溫度。增加Ti含量能夠提高TiN析出量，增加Nb和V含量，可以略微提高VNbC析出量，增加到一定程度時，TiN消失，AlN和TiCN的析出量顯著增加。在原有鋼板成分