磷合金化低碳貝氏體耐候鋼的研制.pdf

1、超低碳貝氏體鋼以其獨(dú)特的合金化設(shè)計(jì)、優(yōu)良的綜合性能和廉價(jià)的成本，在海洋工程中得到越來越多的應(yīng)用。本文的研究目的為開發(fā)一種適用于海洋工程的低成本、低合金、高強(qiáng)度、具有良好的低溫韌性和耐腐蝕性能的新鋼種。研究合金元素對(duì)超低碳低合金鋼組織和力學(xué)性能的影響，利用熱模擬實(shí)驗(yàn)對(duì)鋼的連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變曲線進(jìn)行測定，并對(duì)對(duì)其高溫塑性做了研究，改進(jìn)和完善熱變形工藝參數(shù)，為工業(yè)化生產(chǎn)具有良好綜合力學(xué)性能和耐蝕性能的海洋工程用鋼提供理論和實(shí)驗(yàn)依據(jù)。
　　本文

2、參閱國內(nèi)外海洋工程用鋼的化學(xué)成分及力學(xué)特性，在課題組前期工作的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)出兩種成分不同的實(shí)驗(yàn)鋼。在Gleeble-2000熱模擬試驗(yàn)機(jī)上，測定了實(shí)驗(yàn)鋼在不同冷卻速度下連續(xù)冷卻時(shí)的膨脹曲線，利用熱膨脹法并結(jié)合金相-硬度法，測定了該鋼的連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變曲線（CCT曲線）;研究了冷卻速度對(duì)該鋼組織及硬度的影響。冷卻速度小于1℃/s，轉(zhuǎn)變產(chǎn)物為鐵素體和珠光體;冷卻速度為1℃/s，開始出現(xiàn)少量粒狀貝氏體;隨冷卻速度的增大，鐵素體和珠光體含量逐漸降低

3、，貝氏體含量逐漸增多;冷速在3～25℃/s范圍內(nèi)，轉(zhuǎn)變產(chǎn)物主要為貝氏體。動(dòng)態(tài)CCT曲線的測定為該鋼種生產(chǎn)中控制軋制工藝和控制冷卻工藝的制定提供依據(jù)。
　　采用軋后直接水冷與空冷的TMCP工藝和終軋后先保溫40s然后再噴水冷卻的TMCP+RPC工藝將坯料軋制成12mm厚板材，測試了熱軋態(tài)板材的室溫拉伸性能和沖擊韌性;觀察熱軋態(tài)的金相顯微組織，利用掃描電鏡分析了M/A組織對(duì)實(shí)驗(yàn)鋼力學(xué)性能的影響。
　　組織觀察實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn):在空冷條件

4、下，組織由粒狀貝氏體和準(zhǔn)多邊形鐵素體組成;軋后直接噴水冷卻時(shí)，組織主要是粒狀貝氏體;弛豫一段時(shí)間后噴水冷卻，M/A小島數(shù)量增多;降低終軋溫度至830℃，M/A小島更加細(xì)小彌散。
　　測試實(shí)驗(yàn)鋼的力學(xué)性能發(fā)現(xiàn)，C2鋼在不同軋制工藝下其強(qiáng)度均高于C1鋼，C1鋼韌性好于C2鋼。對(duì)比不同實(shí)驗(yàn)工藝，強(qiáng)度與韌性隨冷卻速度的增大而升高。弛豫后的實(shí)驗(yàn)鋼韌性得到了提高，相應(yīng)地，強(qiáng)度就有一定程度的下降。降低終軋溫度后強(qiáng)度變化不大，而塑性與韌性得到顯著

5、提高。實(shí)驗(yàn)鋼經(jīng)低溫軋制后噴水冷卻的綜合力學(xué)性能最佳。P的添加對(duì)實(shí)驗(yàn)鋼的低溫韌性影響不大。
　　在Gleeble-2000熱模擬機(jī)上測定了實(shí)驗(yàn)鋼連鑄坯的熱塑性，研究高溫下鋼的抗拉強(qiáng)度和塑性的變化規(guī)律和特點(diǎn)。得出實(shí)驗(yàn)鋼存在第Ⅰ脆性區(qū)（凝固溫度～1300℃）和第Ⅲ脆性區(qū)(750～800℃)，但不存在第Ⅱ脆性區(qū)。連鑄坯頂彎、矯直溫度應(yīng)避開第Ⅲ脆性溫度區(qū)，高于800℃（特別是連鑄坯的邊部），二冷區(qū)冷卻盡量采用弱冷，有利于提高塑性，避免連鑄坯