低合金高强度结构钢（Q345B）高温力学性能研究

论文摘要

随着我国经济建设的不断发展，低合金高强度结构钢的应用越来越广泛，而Q345B是国内低合金钢中产量最大的钢种之一，具有高强度、高韧性、抗冲击、耐腐蚀等优良性能，所以在实际生产过程中消除铸坯缺陷，改善铸坯质量是保证好的综合性能的基础。低合金高强度结构钢是通过添加微量合金元素，采用控轧控冷工艺来细化晶粒提高钢的强度和韧性。连铸连轧过程中，由于钢中合金元素会有一部分以析出物的形式出现在晶界（如Nb（CN）等合金析出物），使钢的热塑性降低，铸坯易产生表面横裂，角部裂纹等铸坯表面质量缺陷。本文对低合金高强度结构钢Q345B连铸坯进行高温力学性能研究，采用热模拟试验机Gleeble-1500D进行高温单道次压缩和高温拉伸实验，模拟实际生产的拉矫和轧制过程。确定了Q345B结构钢的再结晶激活能和高温脆性区间；分析了高温变形行为特征以及断裂机理，为实际生产高质量高性能的铸坯提供一定的理论指导，具体研究结果如下：Q345B实验钢的热变形方程式可表示为： Z=ε.exp[445150/（8.31T）]；峰值激活能和稳态激活能分别为445.15kJ.mol-1和441.96kJ.mol-1。在应变速率为1.5×10-3/s和2.5×10-3/s时，Q345B钢铸坯在800℃时存在明显的第Ⅲ脆性点，表现为塑性最差；在1000℃时，塑性最好；在应变速率为2.0×10-2/s时，出现不太明显的第Ⅱ脆性区间（900-1200℃）。为避免铸坯在矫直时产生裂纹，要求进拉矫机的铸坯表面温度﹥850℃为宜。Q345B实验钢在连铸过程中塑性凹槽谷底温度为800℃。归其原因：一是由低温奥氏体发生相变析出网状铁素体,由于初生铁素体强度较弱，裂纹较易沿铁素体形成；二是奥氏体低温区域钒、钛、铌合金元素的碳氮化物或氮化物在晶界析出，导致晶界脆断。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 引言
• 1 文献综述
• 1.1 前言
• 1.2 低合金高强度钢的发展状况
• 1.2.1 低合金高强度钢的国外发展概况
• 1.2.2 低合金高强度钢的国内发展概况
• 1.2.3 低合金高强度钢的生产工艺
• 1.2.4 低合金高强度钢分类
• 1.2.5 元素对低合金高强度钢性能的影响
• 1.3 Q345B 钢铸坯概况
• 1.3.1 Q345B 钢铸坯应用背景
• 1.3.2 Q345B 钢铸坯生产工艺
• 1.3.3 研究 Q345B 钢铸坯高温力学性能的方法
• 1.3.4 研究 Q345B 钢铸坯高温力学性能的意义
• 1.4 制定研究 Q345B 钢铸坯高温力学性能的方案
• 2 实验方案
• 2.1 实验材料
• 2.2 配料计算
• 2.3 熔炼
• 2.4 成分测定
• 3 Q3 45B 连铸坯高温压缩流变性能研究
• 3.1 实验设备
• 3.2 实验过程
• 3.3 实验结果与分析
• 3.3.1 不同应变率下材料应力应变关系
• 3.3.2 不同应变率下材料应力应变关系
• 3.3.3 不同应变程度下材料应力应变关系
• 3.3.4 应变特征值的确定
• 3.3.5 形变激活能的推导
• 3.3.6 流变应力模型的建立与预测
• 3.4 小结
• 4 Q34 5B 连铸坯高温拉伸力学性能研究
• 4.1 实验过程与目的
• 4.2 实验结果与分析
• 4.2.1 高温热强度
• 4.2.2 高温热塑性
• 4.2.3 高温断口形貌及其组织
• 4.3 小结
• 结论
• 参考文献
• 在学研究成果
• 致谢