高强度船体钢及其超细晶强化工艺研究

发布时间：2017-03-21 01:04

  本文关键词：高强度船体钢及其超细晶强化工艺研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着船舶工业的蓬勃发展，船舶的吨位越来越大，高强度船体结构钢的需求也随之加大，因此，开发高强度船体钢具有广阔的市场前景。本文就高强度船体结构钢的特性进行了基本的阐述，并从钢的强韧化机理角度，对高强度结构钢的微合金化和细晶化进行了分析和研究。其中微合金化元素铌、钒、钛，其特点是能与碳、氮结合成碳化物、氮化物和碳氮化物，这些化合物作用表现在：(1)加热时，阻碍原始奥氏体晶粒长大，(2)在轧制过程中抑制再结晶及结晶后的晶粒长大，(3)在低温时起到析出强化的作用。在高强度船体结构钢中，藉助于添加合金元素而使钢得以强化的主要机制有晶粒细化、析出强化和固溶强化。而其中的细晶强化不但可以提高钢的强度，而且还可以提高其塑性和韧性。 本文分析和总结了钢中杂质元素对钢的综合性能的影响。钢的性能主要是了取决于钢的化学成分和组织状态，，钢中存在的非金属夹杂物和气体，破坏了钢的基体的连续性，造成组织上的不均匀，从而降低了钢的强韧性和疲劳性能。因此，钢的洁净度是影响钢性能的关键因素。提高钢的洁净度是改善钢性能的重要途径，在冶炼工艺技术方面充分发挥铁水予处理和炉外精炼等技术潜力，以提高钢的洁净度。本文对宝钢公司提高洁净化钢的生产技术进行了分析和研究，各种洁净化冶金工艺技术的开发，为优化炼钢工艺流程及高强度船体钢的轧制奠定了良好的基础。 本文对宝钢试制的高强度船体结构钢的化学成分、组织、力学性能等进行了试验分析和研究，从试制产品性能看，各项指标达到了有关规范或标准的要求。焊接性对高强度船体结构钢至关重要，通过对高强度船体结构钢的焊接性分析，以及对其焊接接头性能试验，试验结果表明，焊接接头也具有良好的综合力学性能，证明宝钢公司试制的高强度船板具有良好的焊接性。 随着现代工业的发展，船舶结构对材料的要求也越来越高，船体结构钢也面临着大发展，未来新一代钢铁材料的特征具有超细化，超洁净，超均质的组织和成份特征，在制造成本基
【关键词】：高强度船体结构钢 性能 微合金化 洁净化 超细晶
【学位授予单位】：上海海事大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：U671
【目录】：

• 论文独创性声明2
• 论文使用授权声明2-3
• 摘要3-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 引言9-12
• 1.1 研究背景9
• 1.2 高强度船体结构钢的发展概况9
• 1.3 国内外研究水平及其发展趋势9-11
• 1.4 本文研究的内容和意义11-12
• 第二章 高强度船体结构钢概述12-17
• 2.1 船体结构钢的一般要求12-14
• 2.1.1 足够的强度12
• 2.1.2 良好的塑性12-13
• 2.1.3 优良的韧性13
• 2.1.4 好的耐疲劳性能13
• 2.1.5 耐海水腐蚀性能好13
• 2.1.6 良好的焊接工艺性能13-14
• 2.2 高强度船体结构钢特性14-17
• 2.2.1 高强度船体结构钢的特点和要求14-15
• 2.2.2 高强度船体结构钢强化工艺15-17
• 第三章 高强度船体钢的微合金化17-25
• 3.1 钢的强化机制17-20
• 3.1.1 固溶强化17-19
• 3.1.2 沉淀强化19-20
• 3.1.3 晶界强化20
• 3.2 强化机制对韧性的影响20-22
• 3.2.1 固溶强化的影响20-21
• 3.2.2 沉淀强化的影响21
• 3.2.3 晶界强化的影响21-22
• 3.3 Nb、V、Ti在钢中的作用22-25
• 3.3.1 加热时阻止奥氏体晶粒长大22-23
• 3.3.2 提高奥氏体再结晶温度23
• 3.3.3 细化铁素体晶粒23-24
• 3.3.4 影响钢的强韧性能24
• 3.3.5 改善钢的焊接性能24-25
• 第四章 钢的高洁净化及其生产技术25-34
• 4.1 概述25
• 4.2 炼钢基本原理和要求25-26
• 4.3 影响钢综合性能的夹杂元素26-28
• 4.3.1 钢中P、S元素26
• 4.3.2 钢中夹杂物26-27
• 4.3.3 钢中气体27-28
• 4.4 纯净化钢生产技术28-34
• 4.4.1 超低硫钢生产技术28-29
• 4.4.2 低磷钢生产技术29
• 4.4.3 低氧钢生产技术29-32
• 4.4.4 低氮钢生产技术32-34
• 第五章 高强度船板的研制34-43
• 5.1 工艺路线的设计34-36
• 5.1.1 试制工艺路线34
• 5.1.2 化学成份设计34-35
• 5.1.3 冶炼工艺设计35
• 5.1.4 轧制工艺设计35-36
• 5.2 试验结果和分析36-42
• 5.2.1 钢材成分36
• 5.2.2 成品硫印36-37
• 5.2.3 金相夹杂物37
• 5.2.4 钢的金相组织37-39
• 5.2.5 拉伸和弯曲性能试验39-40
• 5.2.6 冲击性能40-41
• 5.2.7 落锤试验41-42
• 5.3 结论42-43
• 第六章 高强度船体钢焊接性能分析43-53
• 6.1 可焊性分析43-44
• 6.2 焊接过程中组织转变的特点44
• 6.3 高强度船体钢的焊接特点44-45
• 6.3.1 热影响区的淬硬倾向44
• 6.3.2 焊接接头中的裂纹44-45
• 6.4 焊接接头性能试验45-51
• 6.4.1 试验材料和试验方法45
• 6.4.2 埋弧焊试板坡口形式45
• 6.4.3 焊接头工艺参数45
• 6.4.4 拉伸试验45-47
• 6.4.5 弯曲性能试验47-48
• 6.4.6 冲击性能试验48-50
• 6.4.7 埋弧焊接头硬度试验50-51
• 6.5 结论51-53
• 第7章 钢的超细晶化及其研究53-62
• 7.1 概述53
• 7.2 超细晶是新一代钢铁结构材料的核心53-54
• 7.3 获取晶粒超细化的方法54-56
• 7.3.1 加工热处理的晶粒超细化54-55
• 7.3.2 用强应变加工使晶粒超细化55-56
• 7.4 超细晶钢的试制及研究56-62
• 第八章 总结62-64
• 致谢64-65
• 参考文献65-66

【引证文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 周红兵;;热处理工艺对连铸10CrNi3MoV钢性能的影响[J];材料开发与应用;2011年06期

2 张永峰;武春学;邵飞;任方杰;;循环淬火工艺对连铸10CrNi3MoV钢组织与性能的影响[J];材料开发与应用;2012年05期

3 王任甫;牛继承;;热处理对10CrNi3MoV钢组织与性能的影响[J];金属热处理;2010年10期

中国硕士学位论文全文数据库 前4条

1 陈正宗;快速回火工艺对低碳钢板组织与低温韧性的影响[D];内蒙古科技大学;2011年

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4 德希;Q390、Q345B钢感应回火工艺及性能的研究[D];内蒙古科技大学;2012年

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本文编号：258746