钼钨铌对耐火建筑钢组织和性能的影响

论文摘要

本文以低C-Si-Mn微合金钢为基础,通过添加不同含量的Mo、W、Nb合金元素,研究了Mo、W、Nb合金元素对耐火建筑钢组织和性能的影响规律,并成功开发出了含Mo和含W的耐火建筑结构钢。本文对该钢种进行了系列试验研究,包括力学性能、金相显微组织、扫描电子显微镜下的组织形貌以及透射电子显微镜下的精细结构等分析,详细研究了试验钢的成分—性能—组织之间的关系,探讨了成分、组织及析出物对钢板强韧化的影响,尤其是对钢高温性能的影响。Mo、W的加入,可以提高钢的强度和耐火性能,降低钢的冲击韧性和屈强比;与等量的W相比,Mo对钢的高温性能的有利影响更加显著;当钢中Mo或W的含量为0.30%左右时,钢的强韧性匹配程度最好;试验还发现,Nb可以替代部分Mo来提高钢的高温强度,从而降低钢的生产成本,提高经济性。试验钢的组织以铁素体+珠光体+贝氏体+少量的M/A岛为主,贝氏体是提高钢板强度和降低冲击韧性的原因之一。透射电镜观察发现,在热轧态和正火态试样中均有大量弥散分布的细小NbC、Nb（C、N）析出,主要在铁素体中及其晶界上析出,形态多为球状或椭球状分布,尺寸较为细小。这种细小的第二相质点在高温下具有较高的稳定性,不易聚集长大,对提高钢的高温性能非常有利。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 文献综述
• 1.1 国内外建筑结构钢的发展
• 1.1.1 国外建筑结构钢的发展
• 1.1.2 国内建筑结构钢的发展
• 1.2 建筑用耐火钢的发展与应用
• 1.2.1 耐火钢的发展及应用
• 1.2.2 耐火钢的原理及技术要求
• 1.2.3 耐火钢的防火时限
• 1.2.4 耐火钢的使用性能及特点
• 1.2.5 钢在高温时的强度损失机理
• 1.3 钢的强韧化途径
• 1.3.1 强化途径
• 1.3.2 韧化及韧化方式
• 1.4 本文研究内容
• 第二章 试验材料及方法
• 2.1 试验钢的设计原则
• 2.1.1 合金元素的选择
• 2.1.2 性能设计原则
• 2.2 试验设备
• 2.3 试验方法
• 2.3.1 试验钢的冶炼
• 2.3.2 力学性能试验
• 2.3.3 组织结构分析
• 第三章 试验钢的成分、工艺及性能
• 3.1 常用合金元素在钢中的主要作用与影响
• 3.2 试验钢的化学成分及轧制工艺
• 3.2.1 化学成分
• 3.2.2 轧制工艺
• 3.3 轧态试验钢的组织与性能
• 3.3.1 常规力学性能
• 3.3.2 高温拉伸性能
• 3.3.3 组织结构分析
• 3.3.4 透射电镜观察
• 3.4 分析与讨论
• 3.4.1 Mo、W 对组织和性能的影响
• 3.4.2 Nb 对性能的影响
• 3.4.3 V 对性能的影响
• 3.4.4 复合加入Mo、Nb、V 对性能的影响
• 第四章 正火热处理对钢组织和性能的影响
• 4.1 热处理及常规力学性能
• 4.2 高温拉伸性能
• 4.3 组织结构分析
• 4.3.1 光学显微镜观察
• 4.3.2 扫描电镜观察
• 4.4 透射电镜观察
• 4.5 分析与讨论
• 第五章 钢的高温耐火性能试验
• 5.1 试验材料
• 5.2 试验方法及结果
• 5.2.1 高温持久试验
• 5.2.2 微观组织观察
• 5.3 透射电镜观察
• 5.4 分析与讨论
• 第六章 全文总结
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间撰写和发表的论文
• 致谢
• 详细摘要