工程机械用先进高强钢组织性能调控及关键生产工艺研究
发布时间：2021-07-28 13:49
面对当前严峻的钢铁行业形势,亟需研究微合金化成分设计和控轧控冷技术来实现钢中微观组织控制,从而制备低成本、高性能的高强钢,以满足工程机械用材料的高强度、高韧性、轻量化、低成本的要求。本文提出两种先进的工程机械用高强钢,一种是多相组织960MPa级高强钢,应用于特大型汽车起重机、混凝土泵车伸臂;另一种是铁素体型系列高强钢（屈服强度为500、600、700MPa级）,应用于大中型汽车起重机伸臂、基座等。通过实验室研究及大生产工艺试验,并利用Gleeble3800、光学显微镜（OM）、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、X射线衍射（XRD）、能谱分析仪（EDS）和力学性能测试等多种方法研究了两种先进高强钢的微观组织演变、性能特征及强化机理,并对关键生产工艺进行开发研究,铁素体型系列高强钢实现工业化应用,主要研究内容及结论如下:1、利用热模拟Gleeble3800研究了热变形压下量、变形速率、变形温度对高强钢微观组织的影响。研究结果表明,试验钢中的微观组织主要由包含位错结构的多边型、针状铁素体以及细针状、板状铁素体构成。随着热变形压下量增加,相变形核点和相变驱动力增加,位错密度增加,多边型...
【文章来源】：太原理工大学山西省 211工程院校
【文章页数】：123 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
先进高强钢中的不同强化机制(a)点缺陷[48]
7体提供塑性，纳米级析出物强化基体。连续冷却的低碳或超低碳钢中，奥氏体分解的主要产物是铁素体；但不同冷却制度将使铁素体展现出不同形貌和特征[60]，这也是钢的相变复杂化的原因之一。不考虑成分的影响，通过控制轧制和冷却，低碳低合金钢的微观组织较为复杂，主要由形貌不同的铁素体、贝氏体、析出相以及残余奥氏体和 M-A 岛等中的一种或几种组成，高强钢微Fig 1-3 Typical microstructural morphology of AHSS,(a)多边形铁素体的高密度位错[61], (b)多边形铁素体中的位错墙，(c)含有位错结构的板条状铁素体[33], (d)多边形铁素体、板条状铁素体、残余奥氏体或 M-A 岛、高密度位错以及析出物等复相组织[26], (e)无碳的板条状铁素体或贝氏体和残余奥氏体或 M-A 岛[38],(f)宽和细双尺寸分布的贝氏体(A 与 B 处所示)和碳含量较高的奥氏体薄膜[62].
1.3.2 工程机械用先进用高强钢现状（1）多相 960MPa 级高强钢二十世纪九十年代欧洲钢厂开始研究以热轧卷板方式生产超高强度钢板，并在 20年左右实现了工业化生产。目前国内市场上的 960MPa 级钢主要是芬兰 RUUKKI 生产Optim960QC 热轧卷板和新日铁(NSC)生产的 YS960 中板如表 1-1。高端泵车用高强钢长期依赖进口，材料中加入 Cr、Ni、Mo 等贵重合金，价格高交货周期长，制约着国内工程机械企业的发展。国内工程机械行业尚未使用国产 960MPa 级热轧卷板，尽管有研发报道，但均未量生产，未得到实际应用。对高强钢的成分设计，微观组织特征、强化机制等尚无报道图 1-4 大型汽车起重机 图 1-5 特大型混凝土泵车Fig 1-4 Large truck crane Fig 1-5 Large concrete pump truck表 1-1 进口高强钢化学成分Tab 1-1 Chemical composition of imported high-strength steel
【参考文献】：
期刊论文
[1]国外先进公司工程机械用高强钢发展现状[J]. 陈付红,丁伟,黄维,高真凤. 上海金属. 2015(01)
[2]低合金超高强度钢中的相变及组织控制[J]. 乔志霞,刘永长. 金属热处理. 2015(01)
[3]钛微合金高强钢控轧控冷工艺研究[J]. 霍向东,董锋,彭政务,田振卓. 钢铁钒钛. 2014(06)
[4]铌-钛微合金化高强钢连续冷却的相变规律[J]. 惠亚军,于洋,王畅,王林,陈斌,陈瑾. 钢铁研究学报. 2014(12)
[5]卷取温度对Ti微合金化高强钢力学性能的影响机理[J]. 霍向东,毛新平,董锋. 北京科技大学学报. 2013(11)
[6]TMCP工艺在低合金钢生产中的应用[J]. 刘海波. 中国冶金. 2013(09)
[7]Ti-Nb复合微合金化高强度钢强化机理研究[J]. 杨雪莹,徐光,杨静,张康,吴双月,张世鹏. 热加工工艺. 2013(10)
[8]新一代TMCP工艺下热轧钢材显微组织的基本原理[J]. 刘振宇,唐帅,周晓光,衣海龙,王国栋. 中国冶金. 2013(04)
[9]高强钢板拉伸断口分层缺陷成因探讨[J]. 杨云清,雷辉,高擎,李玉路,杜江,袁源. 宽厚板. 2013(01)
[10]TMCP生产低碳贝氏体钢中微合金化元素的作用机理研究[J]. 李秉军,李晶,刘伟健,张逖. 钢铁钒钛. 2013(03)
本文编号：3308029
【文章来源】：太原理工大学山西省 211工程院校
【文章页数】：123 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
先进高强钢中的不同强化机制(a)点缺陷[48]
7体提供塑性，纳米级析出物强化基体。连续冷却的低碳或超低碳钢中，奥氏体分解的主要产物是铁素体；但不同冷却制度将使铁素体展现出不同形貌和特征[60]，这也是钢的相变复杂化的原因之一。不考虑成分的影响，通过控制轧制和冷却，低碳低合金钢的微观组织较为复杂，主要由形貌不同的铁素体、贝氏体、析出相以及残余奥氏体和 M-A 岛等中的一种或几种组成，高强钢微Fig 1-3 Typical microstructural morphology of AHSS,(a)多边形铁素体的高密度位错[61], (b)多边形铁素体中的位错墙，(c)含有位错结构的板条状铁素体[33], (d)多边形铁素体、板条状铁素体、残余奥氏体或 M-A 岛、高密度位错以及析出物等复相组织[26], (e)无碳的板条状铁素体或贝氏体和残余奥氏体或 M-A 岛[38],(f)宽和细双尺寸分布的贝氏体(A 与 B 处所示)和碳含量较高的奥氏体薄膜[62].
1.3.2 工程机械用先进用高强钢现状（1）多相 960MPa 级高强钢二十世纪九十年代欧洲钢厂开始研究以热轧卷板方式生产超高强度钢板，并在 20年左右实现了工业化生产。目前国内市场上的 960MPa 级钢主要是芬兰 RUUKKI 生产Optim960QC 热轧卷板和新日铁(NSC)生产的 YS960 中板如表 1-1。高端泵车用高强钢长期依赖进口，材料中加入 Cr、Ni、Mo 等贵重合金，价格高交货周期长，制约着国内工程机械企业的发展。国内工程机械行业尚未使用国产 960MPa 级热轧卷板，尽管有研发报道，但均未量生产，未得到实际应用。对高强钢的成分设计，微观组织特征、强化机制等尚无报道图 1-4 大型汽车起重机 图 1-5 特大型混凝土泵车Fig 1-4 Large truck crane Fig 1-5 Large concrete pump truck表 1-1 进口高强钢化学成分Tab 1-1 Chemical composition of imported high-strength steel
【参考文献】：
期刊论文
[1]国外先进公司工程机械用高强钢发展现状[J]. 陈付红,丁伟,黄维,高真凤. 上海金属. 2015(01)
[2]低合金超高强度钢中的相变及组织控制[J]. 乔志霞,刘永长. 金属热处理. 2015(01)
[3]钛微合金高强钢控轧控冷工艺研究[J]. 霍向东,董锋,彭政务,田振卓. 钢铁钒钛. 2014(06)
[4]铌-钛微合金化高强钢连续冷却的相变规律[J]. 惠亚军,于洋,王畅,王林,陈斌,陈瑾. 钢铁研究学报. 2014(12)
[5]卷取温度对Ti微合金化高强钢力学性能的影响机理[J]. 霍向东,毛新平,董锋. 北京科技大学学报. 2013(11)
[6]TMCP工艺在低合金钢生产中的应用[J]. 刘海波. 中国冶金. 2013(09)
[7]Ti-Nb复合微合金化高强度钢强化机理研究[J]. 杨雪莹,徐光,杨静,张康,吴双月,张世鹏. 热加工工艺. 2013(10)
[8]新一代TMCP工艺下热轧钢材显微组织的基本原理[J]. 刘振宇,唐帅,周晓光,衣海龙,王国栋. 中国冶金. 2013(04)
[9]高强钢板拉伸断口分层缺陷成因探讨[J]. 杨云清,雷辉,高擎,李玉路,杜江,袁源. 宽厚板. 2013(01)
[10]TMCP生产低碳贝氏体钢中微合金化元素的作用机理研究[J]. 李秉军,李晶,刘伟健,张逖. 钢铁钒钛. 2013(03)
本文编号：3308029
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