Q345E大H型钢加硼对低温冲击韧性的影响及机理研究

发布时间：2020-07-29 20:59

【摘要】： 热轧H型钢根据不同用途合理分配截面尺寸的高宽比,具有优良的力学性能和优越的使用性能。钢结构因重量轻,强度高,抗震性能好,工业化生产、施工速度快,节能环保等优点,在世界范围内得到广泛应用。我国已经充分具备钢结构的发展条件,钢结构建筑呈现蓬勃发展的大好形势。我国钢结构建筑的快速发展,为热轧H型钢的进步和推广创造了良好的市场条件。本课题研究的开展是鉴于在工艺优化前,企业原生产的成分为Q345E系列的H型钢的低温冲击韧性(-40℃)不良,波动幅度较大。因此本文研究的目的就是通过微合金处理工艺,改善H型钢在低温下的冲击韧性,扩大H型钢的使用范围。本文的研究步骤为:第一步,分析企业原生产的H型钢,分析影响低温冲击韧性的可能因素;第二步,实验室研究阶段,探寻微合金处理的可行性;第三步,在实验室结论指导下进行工业化生产。在各个阶段的研究过程中,首先测定其不同温度下的冲击吸收功,并利用光学显微镜、透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)对某些试样的金相组织、金属薄片和萃取复型碳膜、冲击断口进行观察研究。在研究过程中重点是硼的微合金处理。在以往的研究中,硼主要用来提高钢的淬透性能。而在本研究中通过添加适量的硼元素,来达到改善低温冲击韧性的目的。通过工业生产发现,在通过实验室指导后所生产的H钢的低温冲击性能获得大幅度的提高,说明微量硼元素的加入对于大幅度改善H型钢的低温冲击韧性作用。其作用机理可能是净化晶界,同时与Nb复合作用起到细化晶粒的作用,推迟奥氏体转变,使得贝氏体含量增加,获得铁素体、珠光体和贝氏体的混合组织,钢的强度和韧性都获得改善。这对于扩展H型钢在低温地区的使用具有重要意义。
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TG142.15
【图文】：

形貌,第二相粒子,形貌,固溶量

温度不得高于1200OC，根据资料介绍，要保证较高的Nb钢的固溶量，加热温度不得低于1150℃，因此Nb钢的实际力「I热温度范围应为1150OC一12000C[28]。见图2一4。挂常组11又℃1筑晒七图2一4含银Q345加热 960~1200℃时第二相粒子的形貌及分布 (TEM)

倍率,魏氏组织,板材,部位

度慢都会导致钢中的碳氮化合物被大量固溶，降低它们对晶粒长大的阻碍作用，从而促使奥氏体晶粒长大，形成过热后的魏氏体组织。所以适当地降低加热温度和提高加热速度有助于提高钢的强韧性。如图2一5，图2一6所示:图2一 5100倍率卜板材的异常品粒织织图2一6400倍率卜异常部位魏氏组织也有研究表明，常规轧制工艺实际终轧温度10000C~1036OC。在奥氏体区车L制，终轧温度越高，奥氏体晶粒越粗大，转变后的铁素体晶粒也越粗大，并易出现魏氏体组织，对钢的性能不利。控制轧制工艺采用二轧程轧制，第一轧程结束温度IO50OC，第二轧程开轧温度920“C，终轧温度 865OC

变形量,显微组织,试样,魏氏组织

2.4.2.2再结晶区轧制压下量的影响图2一 71050℃不同变形量轧制试样的显微组织a)‘=13%b)‘=28%e)‘=40%朱伏先等对IOSOOC不同变形量轧制试样的显微组织进行研究。由上图可见，变形量为13%时，显微组织较细的等轴状铁素体和珠光体，随变形量增大铁素体晶粒逐渐增大，变形量为28%时开始出现魏氏组织，变形量达到40%时铁素体晶粒粗大且呈片状分布，为典型的魏氏组织特征。这是因为1000℃高温再结晶区轧制时，变形量越大形变奥氏体的再结晶速率越大，再结晶结束后将迅速长大成粗晶的奥氏体晶粒。粗大的奥氏体晶粒在随后的相变过程中将转变为粗晶铁素体或魏氏组织，对钢材强度和韧性产生负面影响[3’l。2.4.2.3未再结晶区轧制压下量的影响图2一 8900℃不同变形?

【引证文献】