珠光体基X70管线钢强韧化机理研究

发布时间：2017-10-09 17:13

  本文关键词：珠光体基X70管线钢强韧化机理研究

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【摘要】：国家重大工程项目所使用的钢结构大多是低合金高强度钢,基于结构安全性考虑对其韧性的要求越来越高。在目前坯料厚度和产品厚度规格基本定型的情况下,细化强化、位错强化、固溶强化、弥散强化、残余应力等对材料韧性的影响基本固定,低合金高强度钢中类型、含量、尺寸等不同的多相组织成为影响其韧性的重要因素。本文以X70管线钢为研究对象,研究其不同变形条件下的相变特性,对典型相进行定量分析,得到不同相含量、晶粒尺寸等不同参数的多相组织的制备工艺。并采用实验测试与有限元模拟相结合的方法,研究多相组织参数与材料力学性能及断裂韧度之间的关系,进而明确多相组织参数对F-P多相钢韧化的影响及作用机理。通过系列实验绘制出不同变形量条件下试验钢的CCT曲线,结合金相试验结果,从而对试验钢的相变特性进行系统的研究,分析变形量对试验钢CCT曲线的影响。研究表明,随变形量增大,CCT曲线中各个相转变区向左上方移动;在本实验各变形条件下,存在两个稳定的多相组织转变冷速区间。通过试验钢的拉伸实验,绘制出不同工艺条件下试验钢的应力-应变曲线,分析典型组成单相对试验钢力学性能的影响。利用有限元软件ANSYS,建立F-P多相钢的单胞模型,并利用实验数据验证来修订模型,模拟了不同相参数(珠光体含量、纵横比及相邻因素)珠光体-铁素体多相钢的应力-应变曲线,通过实验测试和模拟相结合的方法,分析了硬相珠光体的主要参数对F-P多相钢力学性能的影响。在单胞模型模拟得到的力学参数的基础上,建立F-P多相钢的断裂模型,模拟典型多相组织参数试验钢的J值,并计算相应的应力强度因子K值。通过分析模拟结果,建立了材料断裂韧性JIc与夏比冲击韧性CVN之间的关系,明确了多相组织对F-P多相钢韧化的影响及作用机理。
【关键词】：X70级管线钢 CCT曲线 单胞模型 力学性能 断裂 强韧化机理
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG142.1
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 绪论10-19
• 1.1 管线钢的现状及发展趋势10-11
• 1.2 抗大变形管线钢的设计方法及性能要求11-13
• 1.2.1 抗大变形管线钢的设计方法11-12
• 1.2.2 抗大变形管线钢的性能要求12-13
• 1.3 管线钢的强韧化机制13-15
• 1.4 抗大变形管线钢的有限元分析15-17
• 1.4.1 应力-应变曲线的有限元模拟15-16
• 1.4.2 J积分的有限元模拟16-17
• 1.5 课题来源及研究内容17-19
• 第2章 X70管线钢连续冷却相变规律研究19-32
• 2.1 实验工艺及方法19-21
• 2.2 实验结果分析21-30
• 2.2.1 不同变形量的试验钢的动、静态CCT曲线分析21-29
• 2.2.2 不同变形量试验钢的硬度曲线29-30
• 2.3 本章小结30-32
• 第3章 多相组织试验钢力学性能的研究32-39
• 3.1 热处理工艺的选取32-33
• 3.2 试验钢拉伸性能测试33-37
• 3.2.1 试样制备33-34
• 3.2.2 试验钢力学性能的分析34-37
• 3.2.3 组织对试验钢力学性能的影响37
• 3.3 本章小结37-39
• 第4章F-P多相钢应力-应变有限元模拟39-53
• 4.1 珠光体-铁素体多相钢的应力—应变行为41-42
• 4.2 有限元模拟结果与分析42-51
• 4.2.1 珠光体含量对多相钢拉伸性能的影响45-47
• 4.2.2 Ra对珠光体-铁素体多相钢应力-应变曲线的影响47-49
• 4.2.3 Ra和Nf对多相钢应力-应变曲线的影响49-51
• 4.3 本章小结51-53
• 第5章 多相钢的断裂力学模拟与分析53-63
• 5.1 断裂力学模型的建立54-55
• 5.2 断裂力学模型的模拟与分析55-60
• 5.2.1 珠光体含量对F-P多相钢的JIc的影响55-56
• 5.2.2 珠光体的纵横比对F-P多相钢的JIc的影响56-57
• 5.2.3 不同Ra和Nf取值的珠光体对F-P多相钢的JIc的影响57-60
• 5.3 KIc值与冲击韧性CVN的关系60-62
• 5.4 本章小结62-63
• 结论63-65
• 参考文献65-70
• 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果70-71
• 致谢71-72
• 作者简介72

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前9条

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本文编号：1001394