355MPa级船板钢的组织性能研究

论文摘要

近年来我国造船业发展迅猛,对船板用钢的需求与日俱增,加之目前钢铁业面临着原材料及能源短缺、环境污染等诸多问题,因此有必要对船板钢的生产工艺进行研究,以开发出高节奏、低成本的船板钢生产工艺。本文采用高温终轧+超快速冷却的工艺,以典型钢种355MPa级高强船板钢为实验材料,对实验钢坯的高温控轧控冷工艺以及其对船板钢组织性能的影响进行了研究,完成的主要工作如下：（1）对实验钢进行了不同参数的单道次压缩实验,研究了变形温度、变形量及应变速率对实验钢再结晶行为及组织演变的影响规律。结果表明,高变形温度和低应变速率有利于发生奥氏体动态再结晶,通过回归确定了动态再结晶激活能、动态再结晶模型以及变形抗力模型。（2）采用热膨胀实验对实验钢的连续冷却相变行为进行了研究,并绘制了连续冷却转变曲线。结果表明,在连续冷却条件下,随着冷却速率的增加,多边形铁素体相变受到抑制；高冷速下的相变产物为针状铁素体,贝氏体和马氏体组织。（3）通过热模拟实验研究了高温变形后冷却速率对相变前奥氏体晶粒大小的影响,并对高温变形后不同的等温温度及等温时间条件下实验钢的相变规律及微合金Nb的析出规律进行了研究。（4）采用不同工艺在实验室条件下对实验钢进行了轧制,分别采用了一阶段轧制和不同终轧温度控制轧制工艺,对比了三种工艺条件下轧件的力学性能；同时比较了不同待温厚度对冲击韧性的影响。结果表明,高温终轧+超快冷工艺的轧件具有较好的力学性能,为现场355MPa船板钢板超快冷工艺的应用提供了参考。（5）在国内某钢厂中厚板轧机上进行AH36船板钢工业试制。比较了实际生产工艺下不同冷却工艺及出UFC温度和返红温度对成品组织和力学性能的影响。采用现场AH32成分,利用高温终轧+超快速冷却和层流冷却相结合的轧制工艺得到了满足AH36船板钢力学性能的成品,实现了AH36船板钢的减量化生产

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 船体结构用钢
• 1.1.1 船板钢的特点、分类
• 1.1.2 船级社认可规范对性能的要求
• 1.1.3 国内船板钢的成分及力学性能要求
• 1.2 船板钢的强韧化化机制
• 1.2.1 细晶强化
• 1.2.2 析出强化
• 1.2.3 固溶强化
• 1.2.4 相变强化
• 1.3 控轧控冷工艺及其在高强船板钢中的应用
• 1.3.1 控制轧制类型及特点
• 1.3.2 控制冷却工艺
• 1.3.3 微合金元素在高强船板控轧控冷工艺中的作用
• 1.4 基于超快速冷却的新一代TMCP工艺
• 1.5 课题背景、研究目的和研究意义
• 1.6 本文的研究内容
• 第2章 高温奥氏体变形规律研究
• 2.1 实验材料和方法
• 2.1.1 实验材料
• 2.1.2 实验方案
• 2.2 实验结果与分析
• 2.2.1 应力-应变曲线
• 2.2.2 变形量对奥氏体动态再结晶及再结晶组织的影响
• 2.2.3 实验钢动态再结晶模型
• 2.2.4 实验钢变形抗力数学模型
• 2.3 本章小结
• 第3章 高温奥氏体相变规律研究
• 3.1 实验原料和实验方法
• 3.1.1 实验材料
• 3.1.2 实验方法
• 3.2 实验钢连续冷却相变研究
• 3.2.1 实验钢动态CCT曲线
• 3.2.2 变形后冷却速率对相变温度的影响
• 3.2.3 冷却速率对奥氏体相变组织的影响
• 3.2.4 冷却速率对晶粒大小和铁素体相变量的影响
• 3.3 变形后相变前淬火实验
• 3.4 相变区保温淬火实验
• 3.4.1 相变区保温淬火组织
• 3.4.2 不同温度下保温不同时间的NB析出行为
• 3.5 本章小结
• 第4章 355MPA级船板钢实验室轧制研究
• 4.1 实验材料化学成分及实验设备
• 4.2 热轧试验方案
• 4.2.1 压下规程
• 4.2.2 轧制工艺参数
• 4.2.3 轧制实验控制结果
• 4.3 实验室热轧组织性能检测及分析
• 4.3.1 力学性能检测结果
• 4.3.2 拉伸试验结果分析
• 4.3.3 低温冲击试验结果分析
• 4.3.4 显微组织观察
• 4.4 本章小结
• 第5章 355MPA级船板钢工业生产工艺研究
• 5.1 AH36工业试制
• 5.1.1 试验钢的成分
• 5.1.2 轧制工艺参数
• 5.1.3 试验钢性能
• 5.1.4 试验钢金相组织分析
• 5.2 AH32升级轧制AH36船板钢
• 5.2.1 试验钢的成分
• 5.2.2 轧制工艺参数
• 5.2.3 力学性能
• 5.2.4 显微组织分析
• 5.3 本章小结
• 第6章 结论
• 参考文献
• 致谢