钛微合金化热轧高强度钢板的强韧化机理研究

发布时间：2019-09-22 09:17

【摘要】：海洋工程、船舶、汽车、管线、桥梁、高层建筑及机械工程装备等行业的轻量化对能源、资源的节约和环境保护有着重要意义,可以预期,低成本高强钢将逐步取代目前大量使用的低强度钢。本文基于钛微合金化技术和控轧控冷工艺,采用热模拟试验和中试热轧试验,系统研究了钛微合金钢热加工过程的组织演变规律、析出规律及强韧化机理,为钛微合金化热轧高强度钢板的研发提供理论基础和技术指导。论文主要工作如下:1.成分、组织及强韧化设计:基于低成本高强度钢的性能要求,设计了包括细晶强化、沉淀强化、相变强化、位错及亚结构强化在内的组合强韧化方式,设计了钛微合金钢“低碳贝氏体基体相-发达亚晶结构-位错胞状结构-纳米级TiC弥散相”的多尺度微观组织,选用了“低碳、钛微合金化、Cu-Cr-Ni耐蚀系”的化学成分。2.相变规律研究:研究了钛微合金钢奥氏体连续冷却相变行为和相变组织形态。结果表明,随着冷速的提高,组织逐渐由以铁素体为主的高温转变组织转向以混合贝氏体为主的中温转变组织,屈服强度、显微硬度与冲击韧性总体上呈上升趋势;当冷速超过10℃/s时可获得良好的强度与强韧性配合。3.再结晶规律研究:研究了钛微合金钢热变形过程中动态再结晶行为和组织演变规律,以及形变诱导析出对静态再结晶行为的影响规律。结果表明,高温大变形有利于完全动态再结晶的发生和奥氏体晶粒的细化;形变诱导析出抑制再结晶的发生,从950℃至Ar3的温度区间内适合进行未再结晶控轧。4.TiC等温析出动力学研究:研究了钛微合金钢铁素体区TiC等温析出、长大和粗化的行为规律。结果表明,TiC等温析出-温度-时间曲线呈典型的C形,鼻尖温度在600℃左右;纳米级TiC在铁素体区弥散析出,与基体保持Baker-Nutting位相关系,并产生强烈的强化效果;结合沉淀强化效果的定量计算可以准确测定第二相等温析出动力学曲线,并构建高拟合度的析出动力学方程。5.组织演变和析出规律研究:研究了钛微合金钢控轧控冷过程中组织和位错形态的演变规律,以及TiC析出规律。结果表明,贝氏体组织的形成和细化、高密度位错胞状结构和纳米级TiC在基体上的均匀分布及相互作用是钛微合金钢实现强韧化的核心。6.中试热轧试验研究:结合热模拟实验研究数据,在中试热轧机组进行两阶段控轧试验,全面研究了钛微合金钢“工艺-析出-组织-性能”的对应关系及强韧化机理。结果表明:细晶强化、沉淀强化、位错及亚结构强化对钢的强度贡献均约为200 MPa。
【图文】：

图 1-1 微合金溶质添加量对再结晶终止温度的影n of microalloyed solutes enhances the ter minate tempe第二相为均匀分布的球形粒子，并通过分析位晶界解钉的判据为[46]：

为奥氏体晶粒平均直径； 为第二相粒子粒尺寸不均匀性因子，，且 k=Dm/Dav，Dm k 值约为 。Martin[47, 48]假设 k = 1.5，由相粒子对晶粒尺寸的影响关系，如图 1-2
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG335.5

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 ;如何防止微合金钢连铸裂纹(一)[J];包头钢铁学院学报;2001年04期

2 ;如何防止微合金钢连铸裂纹(二)[J];包头钢铁学院学报;2001年04期

3 ;微合金钢精炼有什么特点?[J];包头钢铁学院学报;2001年04期

4 郭永铭;;按应用进行设计的微合金钢[J];上海钢研;2006年04期

5 侯晶;王飞;赵国英;牛建平;;微合金钢的研究现状及发展趋势[J];材料导报;2007年06期

6 陈贵杰;;微合金钢的现状和将来的发展方向[J];钢铁研究;1988年03期

7 董成瑞,俞梦文,李福君;攀钢低合金钢及微合金钢的开发与生产[J];钢铁钒钛;1998年01期

8 王仪康;微合金钢回顾与展望[J];中国工程科学;2000年02期

9 林滋泉,敖列哥,郝森;鞍钢钒、钛、铌微合金钢的应用与开发[J];钢铁钒钛;2001年01期

10 Harry Stuart,Pascoal p.J.Bordignon,马智明,宋红煌,杨华,李素芳;铌微合金钢产品的技术和市场[J];河南冶金;2001年06期

相关会议论文 前10条

1 杨善武;郭佳;王树涛;赵运堂;贺信莱;;影响微合金钢在含氯环境中腐蚀行为的几个因素[A];2007中国钢铁年会论文集[C];2007年

2 张开华;雍岐龙;;氮含量对钒微合金钢组织性能的影响[A];2007中国钢铁年会论文集[C];2007年

3 朱正海;仇圣桃;;微合金钢铸坯热送裂纹形成机理研究[A];2012年微合金钢连铸裂纹控制技术研讨会论文集[C];2012年

4 朱正海;夏文勇;仇圣桃;;微合金钢铸坯热送裂纹形成机理研究[A];2011年华东五省炼钢学术交流会论文集[C];2011年

5 王元立;柳得橹;傅杰;朱剑;;高纯净微合金钢中析出相的电镜研究[A];第十一次全国电子显微学会议论文集[C];2000年

6 刘文庆;刘庆冬;李聪;方淑芳;周邦新;;铌钒氮微合金钢中碳氮化合物研究[A];第九次全国热处理大会论文集（二）[C];2007年

7 马家艳;张贤忠;关云;黄海娥;韩荣东;邓照军;;冷却速度对钒微合金钢的组织和析出相的影响[A];全国冶金物理测试信息网建网30周年学术论文集[C];2011年

8 艾进;许华安;李辽沙;;泥河类铁矿用于冶炼含钒微合金钢工艺的理论探讨[A];第二届钒产业先进技术交流会论文集[C];2013年

9 王文柏;吴佳胤;黄淼;胡亮亮;沈才平;;钒、铝在船用曲轴锻钢中的细化晶粒作用分析(摘要)[A];2010全国机电企业工艺年会《上海电气杯》征文论文集[C];2010年

10 周学禹;程玉君;王伟;李艳峰;黄春华;;微合金钢连铸坯表面横裂纹的研究[A];2011年第九届全国连铸学术会议论文集[C];2011年

相关重要报纸文章 前10条

1 记者 彭韶 高扬;低成本高性能微合金钢提升国际竞争力[N];中国冶金报;2008年

2 东涛;低合金钢暨微合金钢知识问答[N];中国冶金报;2000年

3 东涛;低合金钢暨微合金钢知识问答[N];中国冶金报;2001年

4 东涛;低合金钢暨微合金钢知识问答[N];中国冶金报;2001年

5 白燕;我区一重大科研攻关项目为国内首创[N];宁夏日报;2007年

6 东涛;低合金钢暨微合金钢知识问答[N];中国冶金报;2001年

7 林立恒 摘译;降低工艺成本 优化合金生产[N];中国冶金报;2009年

8 记者 张继明 通讯员 王小萍;包钢“CSP流程低合金、微合金钢技术开发与应用”取得新突破[N];中国冶金报;2004年

9 东涛;低合金钢暨微合金钢知识问答[N];中国冶金报;2001年

10 ;冷轧高强度微合金钢板卷产品的开发[N];世界金属导报;2004年

相关博士学位论文 前10条

1 吴大勇;V微合金钢中合金元素对组织与性能影响的研究[D];燕山大学;2015年

2 胡军;V微合金钢晶内形核铁素体相变及微观组织纳米化[D];东北大学;2014年

3 彭政务;钛微合金化热轧高强度钢板的强韧化机理研究[D];华南理工大学;2016年

4 曾亚南;微合金钢连铸坯第二相粒子析出机理与表面裂纹控制研究[D];北京科技大学;2015年

5 张贤忠;裂解连杆用V-Ti-N微合金钢的开发及组织与性能研究[D];华中科技大学;2011年

6 李新城;基于形变强化相变的微合金钢组织超细化研究[D];南京理工大学;2007年

7 马范军;微合金钢铸坯第二相析出行为及表层组织演变研究[D];重庆大学;2010年

8 陆匠心;700MPa级高强度微合金钢生产技术研究[D];东北大学;2005年

9 贾斌;铌微合金钢多道次热轧过程多尺度建模与数值模拟[D];燕山大学;2012年

10 曹雅彬;高Nb微合金钢中Nb的溶解/析出及其对组织演变影响的研究[D];燕山大学;2012年

相关硕士学位论文 前10条

1 陈松军;钛微合金钢组织变化和析出物控制研究[D];江苏大学;2016年

2 付振坡;微合金钢宽厚板坯角部横裂纹及控制[D];西安建筑科技大学;2016年

3 王卫;焊接工艺对微合金钢焊接接头组织性能的影响[D];安徽工业大学;2016年

4 康巍;控轧控冷微合金钢组织与抗腐蚀性能研究[D];中南大学;2011年

5 曹磊;氮对铌微合金钢第二相粒子析出及微观组织的影响[D];钢铁研究总院;2015年

6 张红伟;稀土微合金钢扩散及相变行为研究[D];内蒙古科技大学;2015年

7 赵宝禄;微合金钢中γ→α相变的实验研究及数值模拟[D];昆明理工大学;2008年

8 刘颖;含铌微合金钢强韧化机理的研究[D];西安建筑科技大学;2007年

9 刘佳玲;中碳钒微合金钢线材的基础研究及生产模拟[D];燕山大学;2013年

10 陈振业;变形工艺对微合金钢组织的影响[D];武汉科技大学;2009年

本文编号：2539890