600MPa级高强钢筋组织与力学性能研究

发布时间：2019-08-09 17:29

【摘要】：随着当前我国经济、社会的快速发展,对钢铁材料的性能提出新的要求:较高的强度、较长的使用寿命、节约资源、降低成本以及节能环保等。本文根据HRB600高强钢筋的性能要求,设计了四种不同成分的试验钢,研究了成分与组织性能以及热变形参数之间关系。采用箱式电阻加热炉,研究加热温度与保温时间对试验钢奥氏体晶粒长大倾向性的影响。采用Gleeble热模拟试验机,分别对四种试验钢进行了奥氏体连续冷却转变与相变规律、热力模拟工艺研究,测定四种试验钢的CCT曲线,探讨变形温度与冷却速度对显微组织与力学性能(硬度)的影响规律。对四种试验钢奥氏体晶粒长大规律的研究结果表明:单一加V的试验钢和加Nb、V的试验钢分别在1000~1050℃和1100~1150℃加热时,晶粒长大相对较明显;当钢中加入微量Nb时,其奥氏体晶粒尺寸比未加Nb时明显细化。对四种试验钢奥氏体连续冷却转变与相变规律的研究结果表明:在冷却过程中,获得理想铁素体与珠光体的冷却速度范围为:单一加V的试验钢冷却速度小于5℃/s;低Nb的试验钢冷却速度小于等于5℃/s,较高Nb含量的试验钢冷却速度需小于3℃/s;当冷却速度为3℃/s左右时,其强度即可满足要求,并且较低V含量的试验钢硬度最大、V含量较高的试验钢次之,含Nb的试验钢硬度相对较小。对四种试验钢的热力模拟工艺规律研究结果表明:在冷却条件不变时,显微硬度值随着变形温度的变化,1#试验钢最大波动值为61HV,2#试验钢最大波动值为65HV,3#试验钢最大波动值为104HV,4#试验钢最大波动值为79HV,因此,变形温度对试验钢力学性能影响较大;在变形温度不变时,随着冷却速度的提高,试验钢显微硬度整体呈现增加趋势;当冷却速度小于10℃/s时,随着变形温度的降低,铁素体与岛状马氏体的含量增加,贝氏体含量减少。在上述研究的基础上,确定了能够获得铁素体和珠光体组织,并且具有良好性能要求的HRB600高强钢筋优选的成分设计和工艺制度,进行了强韧性和抗震性较好的高强钢筋的轧制实践,取得了良好的效果。
【图文】：

17(a) 1000℃,0.5h (b) 1000℃,1h (c) 1000℃,1.5h(d) 1050℃,0.5h (e) 1050℃,1h (f) 1050℃,1.5h(g) 1100℃,0.5h (h) 1100℃,1h (i) 1100℃,1.5h(j) 1150℃,0.5h (k) 1150℃,1h (l) 1150℃,1.5h图 3.1 1#试验钢在不同加热温度与不同保温时间下奥氏体晶粒尺寸Fig.3.1 No.1 test steel in different heating temperatures and different holding times of the austenitegrain size3.1.2 2#试验钢显微组织2#试验钢在不同加热条件下奥氏体晶粒显微组织如图 3.2 所示。从图 3.2(a)可以看出，加热温度在 1000℃，保温时间在 0.5h 时，奥氏体晶粒尺寸均匀细小，平均晶粒尺寸为 9.84μm，较 1#试验钢同样加热温度，保温时间下的晶粒尺寸细小，此时的晶粒长大为正常长大过程；从图 3.2(b)~(c)可看出，，加热温度在 1000℃，

20(a) 1000℃,0.5h (b) 1000℃,1h (c) 1000℃,1.5h(d) 1050℃,0.5h (e) 1050℃,1h (f) 1050℃,1.5h(g) 1100℃,0.5h (h) 1100℃,1h (i) 1100℃,1.5h(j) 1150℃,0.5h (k) 1150℃,1h (l) 1150℃,1.5h图 3.3 3#试验钢在不同加热温度与不同保温时间下奥氏体晶粒尺寸Fig.3.3 No.3 test steel in different heating temperatures and different holding times of the austenitegrain size3.1.4 4#试验钢显微组织4#试验钢在不同加热条件下奥氏体晶粒显微照片如图 3.4 所示。从图3.4(a)~(c)可看出，加热温度在 1000℃并保温不同时间后奥氏体晶粒平均尺寸为9.94μm，此时不论保温时间长短，晶粒均呈细小均匀分布，此时晶粒长大为正常长大模式。从图 3.4(d)~(f)可看出，当加热温度为 1050℃时，组织中除个别晶粒
【学位授予单位】：安徽工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG142.1

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本文编号：2524912