Q370qE-HPS钢控轧控冷工艺研究
发布时间：2023-11-12 15:09
新世纪以来,我国桥梁的建设日新月异,桥梁技术的发展也让国外传统桥梁强国刮目相看。现代桥梁大多具有很大的跨度,并要求能够承受较高的车速、较大的载荷等,因此桥梁用钢也必需具有高强度、低屈强比、良好的低温韧性和优异的焊接性能等特点。纵观我国桥梁钢的发展,呈现低碳-低合金-低碳高强的发展趋势,其中应用广泛的Q370qE,存在焊接性能差、低温冲击韧性波动较大、厚板强度正火无法保证等问题,为此本文研究开发了新一代高性能低碳微合金桥梁钢Q370qE-HPS,通过降低碳含量,增加微合金元素Nb、Ti等合金元素,利用控轧控冷工艺优化提高了该钢种的各项性能,取代传统的Q370qE,并取得良好的经济效益。本文综合屈服强度、抗拉强度、低温韧性、屈强比等多项力学性能指标对组织的要求,首先通过理论计算,设计了 Q370qE-HPS钢的铁素体晶粒大小需控制在7～1Oμm的范围,珠光体的含量需内控在3.5%～13.5%的范围。通过坯料加热工艺研究,要保证80%以上的Nb的固溶,同时避免原奥氏体晶粒长大,Q370qE-HPS钢坯加热时均热段温度应设计为1200±20℃,加热段温度设计≤1250℃。通过静态再结晶和动态C...
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 国内外桥梁钢发展概况
1.1.1 国外桥梁钢发展概况
1.1.2 我国桥梁钢发展概况
1.1.3 南钢桥梁钢概况
1.1.4 桥梁钢发展趋势及存在的问题
1.2 控轧控冷技术
1.2.1 控轧控冷的概念
1.2.2 控轧控冷的基本原理
1.2.3 控轧控冷工艺要点
1.3 合金元素在桥梁钢中的作用
1.4 物理模拟技术
1.4.1 物理模拟的概念
1.4.2 热模拟试验机介绍
1.4.3 南钢Gleeble3800热模拟试验机简介
1.5 低碳钢组织及性能的关系
1.5.1 铁素体+珠光体组织对屈服强度的影响
1.5.2 铁素体+珠光体组织对屈强比的影响
1.5.3 屈服强度的影响因素及预测式
1.5.4 抗拉强度的影响因素及预测式
1.5.5 低温韧性的影响因素及预测式
1.5.6 屈强比的影响因素及预测式
1.6 课题背景及意义
1.7 课题研究目标及内容
1.7.1 研究目标
1.7.2 研究内容
2 Q370qE-HPS钢的组织设计
2.1 满足强度及韧性要求的组织设计
2.1.1 满足屈服强度的铁素晶粒尺寸设计
2.1.2 满足抗拉强度的铁素晶粒尺寸设计
2.1.3 满足低温韧性的铁素晶粒尺寸和珠光体含量设计
2.1.4 不同珠光体含量下的铁素体晶粒尺寸设计
2.1.5 不同铁素体晶粒尺寸下的珠光体含量设计
2.1.6 强度和韧性对铁素晶粒尺寸和珠光体含量的要求
2.2 满足屈强比的铁素体-珠光体组织设计
2.2.1 满足屈强比的铁素体晶粒尺寸设计
2.2.2 满足屈强比的珠光体含量设计
2.2.3 屈强比对铁素体晶粒尺寸和珠光体含量的要求
2.3 本章小结
3 坯料加热工艺研究
3.1 Q370qE-HPS钢加热过程中奥氏体晶粒长大规律研究
3.1.1 加热温度对初始奥氏体晶粒尺寸的影响
3.1.2 原始铸坯中第二相粒子的TEM观察
3.1.3 加热温度对第二相粒子的影响
3.2 本章小结
4 Q370qE-HPS钢轧制工艺研究
4.1 Q370qE-HPS钢静态再结晶规律研究
4.1.1 试验材料与试验方法
4.1.2 双道次压缩模拟试验结果
4.1.3 Q370qE-HPS钢的静态软化率与再结晶体积分数
4.1.4 Q370qE-HPS钢的静态再结晶图
4.1.5 Q370qE-HPS钢的粗轧和精轧温度研究
4.2 Q370qE-HPS钢连续冷却相变规律研究
4.2.1 试验材料与试验方法
4.2.2 不同冷速下的金相组织
4.2.3 Q370qE-HPS动态CCT曲线
4.2.4 Q370qE-HPS钢控冷工艺分析
4.3 本章小结
5 Nb的强韧化作用机理研究
5.1 第二相粒子溶解温度的固溶度积公式计算
5.2 第二相粒子溶解行为的热力学计算
5.2.1 钢的相组成和沉淀相的化学组成计算
5.2.2 相关元素含量对沉淀相溶解温度的影响
5.3 第二相粒子析出行为TEM观察
5.3.1 冷速对组织的影响
5.3.2 冷速对第二相的影响
5.4 本章小结
6 控轧控冷工艺-组织-性能关系研究
6.1 试验方法及目的
6.2 试验工艺
6.3 终轧温度对组织、性能的影响
6.3.1 不同终轧温度下的组织变化
6.3.2 不同终轧温度下的力学性能变化
6.3.3 组织与终轧温度之间的关系讨论
6.3.4 组织与力学性能的关系讨论
6.4 开冷温度对组织、性能的影响
6.4.1 不同开冷温度下的组织形态
6.4.2 不同开冷温度下的力学性能变化
6.4.3 组织与开冷温度之间的关系讨论
6.4.4 组织与力学性能的关系讨论
6.5 返红温度对组织、性能的影响
6.5.1 不同返红温度下的组织形态
6.5.2 停冷/返红温度对试验钢力学性能的影响
6.5.3 组织与返红温度的关系讨论
6.5.4 组织与力学性能的关系讨论
6.6 控冷冷速对-组织、性能的影响
6.6.1 不同控冷冷速下的组织形态
6.6.2 控冷冷速对试验钢力学性能的影响
6.6.3 组织与控冷冷速的关系讨论
6.6.4 组织与力学性能的关系讨论
6.7 本章小结
结论
致谢
参考文献
附录
本文编号：3863401
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 国内外桥梁钢发展概况
1.1.1 国外桥梁钢发展概况
1.1.2 我国桥梁钢发展概况
1.1.3 南钢桥梁钢概况
1.1.4 桥梁钢发展趋势及存在的问题
1.2 控轧控冷技术
1.2.1 控轧控冷的概念
1.2.2 控轧控冷的基本原理
1.2.3 控轧控冷工艺要点
1.3 合金元素在桥梁钢中的作用
1.4 物理模拟技术
1.4.1 物理模拟的概念
1.4.2 热模拟试验机介绍
1.4.3 南钢Gleeble3800热模拟试验机简介
1.5 低碳钢组织及性能的关系
1.5.1 铁素体+珠光体组织对屈服强度的影响
1.5.2 铁素体+珠光体组织对屈强比的影响
1.5.3 屈服强度的影响因素及预测式
1.5.4 抗拉强度的影响因素及预测式
1.5.5 低温韧性的影响因素及预测式
1.5.6 屈强比的影响因素及预测式
1.6 课题背景及意义
1.7 课题研究目标及内容
1.7.1 研究目标
1.7.2 研究内容
2 Q370qE-HPS钢的组织设计
2.1 满足强度及韧性要求的组织设计
2.1.1 满足屈服强度的铁素晶粒尺寸设计
2.1.2 满足抗拉强度的铁素晶粒尺寸设计
2.1.3 满足低温韧性的铁素晶粒尺寸和珠光体含量设计
2.1.4 不同珠光体含量下的铁素体晶粒尺寸设计
2.1.5 不同铁素体晶粒尺寸下的珠光体含量设计
2.1.6 强度和韧性对铁素晶粒尺寸和珠光体含量的要求
2.2 满足屈强比的铁素体-珠光体组织设计
2.2.1 满足屈强比的铁素体晶粒尺寸设计
2.2.2 满足屈强比的珠光体含量设计
2.2.3 屈强比对铁素体晶粒尺寸和珠光体含量的要求
2.3 本章小结
3 坯料加热工艺研究
3.1 Q370qE-HPS钢加热过程中奥氏体晶粒长大规律研究
3.1.1 加热温度对初始奥氏体晶粒尺寸的影响
3.1.2 原始铸坯中第二相粒子的TEM观察
3.1.3 加热温度对第二相粒子的影响
3.2 本章小结
4 Q370qE-HPS钢轧制工艺研究
4.1 Q370qE-HPS钢静态再结晶规律研究
4.1.1 试验材料与试验方法
4.1.2 双道次压缩模拟试验结果
4.1.3 Q370qE-HPS钢的静态软化率与再结晶体积分数
4.1.4 Q370qE-HPS钢的静态再结晶图
4.1.5 Q370qE-HPS钢的粗轧和精轧温度研究
4.2 Q370qE-HPS钢连续冷却相变规律研究
4.2.1 试验材料与试验方法
4.2.2 不同冷速下的金相组织
4.2.3 Q370qE-HPS动态CCT曲线
4.2.4 Q370qE-HPS钢控冷工艺分析
4.3 本章小结
5 Nb的强韧化作用机理研究
5.1 第二相粒子溶解温度的固溶度积公式计算
5.2 第二相粒子溶解行为的热力学计算
5.2.1 钢的相组成和沉淀相的化学组成计算
5.2.2 相关元素含量对沉淀相溶解温度的影响
5.3 第二相粒子析出行为TEM观察
5.3.1 冷速对组织的影响
5.3.2 冷速对第二相的影响
5.4 本章小结
6 控轧控冷工艺-组织-性能关系研究
6.1 试验方法及目的
6.2 试验工艺
6.3 终轧温度对组织、性能的影响
6.3.1 不同终轧温度下的组织变化
6.3.2 不同终轧温度下的力学性能变化
6.3.3 组织与终轧温度之间的关系讨论
6.3.4 组织与力学性能的关系讨论
6.4 开冷温度对组织、性能的影响
6.4.1 不同开冷温度下的组织形态
6.4.2 不同开冷温度下的力学性能变化
6.4.3 组织与开冷温度之间的关系讨论
6.4.4 组织与力学性能的关系讨论
6.5 返红温度对组织、性能的影响
6.5.1 不同返红温度下的组织形态
6.5.2 停冷/返红温度对试验钢力学性能的影响
6.5.3 组织与返红温度的关系讨论
6.5.4 组织与力学性能的关系讨论
6.6 控冷冷速对-组织、性能的影响
6.6.1 不同控冷冷速下的组织形态
6.6.2 控冷冷速对试验钢力学性能的影响
6.6.3 组织与控冷冷速的关系讨论
6.6.4 组织与力学性能的关系讨论
6.7 本章小结
结论
致谢
参考文献
附录
本文编号：3863401
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiaotonggongchenglunwen/3863401.html
