容器用钢15CrMoR热轧及热处理工艺研究

论文摘要

15CrMoR是低碳、低合金珠光体型耐热钢,具有优良的综合性能。本课题以15CrMoR钢为研究对象,采用热模拟机和实验室轧机模拟现场生产15CrMoR中温压力容器板工艺,通过研究,得到以下结果：（1）采用单道次压缩实验,研究了变形温度、变形程度和变形速率对实验钢变形抗力的影响规律,建立了实验钢的变形抗力数学模型；同时研究了实验钢奥氏体动态软化行为,动态再结晶激活能为346.9 kJ/mol。（2）采用热膨胀法测定了变形和未变形条件下实验钢的连续冷却转变曲线,结合金相组织观察结果,给出了变形以及冷却速率对实验钢组织的影响规律。结果表明：变形使CCT曲线向左上移动。（3）在热模拟实验的基础上,通过实验室热轧实验对实验钢的轧制工艺进行了研究。实验结果表明：随着终轧温度的降低,晶粒细化,实验钢的强度提高；轧后冷却速率对钢的性能也有很大影响。（4）分析了热处理制度对15CrMoR钢组织和性能的影响。研究发现,15CrMoR钢的正火温度对强度和韧性有明显的影响。正火温度为940℃时,15CrMoR钢获得强韧性的最佳配比。正火冷却速率通过改变钢的组织而对钢的性能产生影响。15CrMoR钢没有明显的回火脆性。通过对高温瞬时力学性能的测定,预测出热处理后15CrMoR钢在550℃的温度下服役10万小时的高温持久强度为71MPa。（5）通过实验室模拟实验,建议工业现场采用以下工艺制度：轧制加热温度1150℃,开轧温度1100℃,终轧温度850℃-860℃。正火温度为940℃,保温时间为2.5min/mm,堆垛冷却,回火温度690℃时,保温时间为3min/mm,空冷。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 压力容器用钢的发展情况
• 1.2 压力容器工作环境及性能要求
• 1.2.1 工作环境
• 1.2.2 使用性能要求
• 1.3 压力容器用Cr-Mo钢的国内外研究现状
• 1.4 合金元素在15CrMoR钢中的作用
• 1.5 低合金耐热钢的热强性能
• 1.6 热处理工艺对15CrMoR钢组织与性能的影响
• 1.6.1 正火工艺的影响
• 1.6.2 回火工艺的影响
• 1.7 研究背景与内容
• 1.7.1 课题研究背景
• 1.7.2 研究内容
• 第2章 实验材料和研究方法
• 2.1 实验材料
• 2.2 力学性能实验
• 2.2.1 冲击试验
• 2.2.2 拉伸试验
• 2.2.3 高温瞬时拉伸试验
• 2.3 显微组织分析
• 第3章 热变形行为
• 3.1 单道次压缩试验方法
• 3.2 变形抗力分析
• 3.2.1 变形温度对变形抗力的影响
• 3.2.2 变形速率对变形抗力的影响
• 3.2.3 变形程度对变形抗力的影响
• 3.2.5 建立变形抗力数学模型
• 3.3 动态再结晶行为及分析
• 3.4 本章小结
• 第4章 连续冷却转变的研究
• 4.1 热膨胀法测定CCT曲线的基本原理
• 4.2 实验材料与方案
• 4.2.1 实验材料
• 4.2.2 热模拟试验
• 4.3 实验结果及分析
• 4.3.1 CCT曲线绘制
• 4.3.2 变形对奥氏体相变组织的影响
• 4.4 小结
• 第5章 热轧工艺研究
• 5.1 奥氏体晶粒粗化温度的确定
• 5.2 热轧实验方法
• 5.3 实验结果分析
• 5.3.1 加热温度的影响
• 5.3.2 轧后冷却速率的影响
• 5.3.3 开轧温度的影响
• 5.3.4 终轧温度的影响
• 5.4 本章小结
• 第6章 热处理工艺研究
• 6.1 正火实验方案
• 6.2 正火实验结果与分析
• 6.2.1 正火温度对组织与性能的影响
• 6.2.2 正火冷却速度对组织与性能的影响
• 6.2.3 热轧原始组织对正火组织的影响
• 6.3 回火工艺参数对15CrMoR钢组织和性能的影响
• 6.3.1 15CrMoR钢的回火脆性研究
• 6.3.2 回火工艺参数的确定
• 6.4 高温持久强度的预测
• 6.5 本章小结
• 第7章 结论
• 参考文献
• 致谢