轧后控冷工艺对铌微合金化高强钢筋组织和性能的影响

发布时间：2017-10-09 23:35

本文关键词：轧后控冷工艺对铌微合金化高强钢筋组织和性能的影响

【摘要】：采用控轧控冷工艺结合微合金化提高钢筋性能的生产工艺已经得到广泛应用。铌微合金化钢筋在不同的控冷条件下会形成不同的组织,从而对钢的性能产生影响,因此深入研究轧后冷却工艺对钢筋组织和性能的影响,对于生产中制定合理的冷却工艺参数具有重要的意义。本文针对铌含量分别为0.014%、0.027%、0.036%的三种铌微合金钢,通过Gleeble-3800热模拟试验机模拟了钢筋的控轧控冷过程,采用微观组织观察(光学显微镜、扫描电镜、透射电镜)、背散射电子衍射技术、硬度测试和理论分析相结合的方法,研究了三种不同铌含量的微合金钢在不同冷却速率和控冷终止温度下的过冷奥氏体相变过程,分析了相应转变产物的微观结构和硬度,并总结了含铌微合金钢不同组织的演变规律,期望为高强度抗震钢筋工艺的制定提供参考。轧后冷却速率对铌微合金化钢筋组织和性能的影响的研究结果表明,随着冷速从0.5℃/s提高到30℃/s,显微组织从低冷速条件下形成的多边形铁素体、珠光体逐渐过渡到中等冷速条件下形成的针状铁素体、退化珠光体和粒状贝氏体,再到高冷速条件下形成的板条状贝氏体。随着冷速的增加,M/A岛含量减小,M/A岛变得细小分散。随着铌含量和冷却速率的增加,铁素体晶粒尺寸减小,钢的维氏硬度逐渐升高。通过EBSD分析晶粒取向图、晶界分布图和有效晶粒尺寸,冷速和铌含量的增加会导致大角度晶界比例的降低和小角度晶界比例的增加,使钢的强度增加,韧性有小幅度降低。控冷终止温度对铌微合金化钢筋组织和性能的影响的研究结果表明,控冷终止温度和铌含量能显著影响相变产物。铌含量相同时,随着终冷温度的降低,针状铁素体和贝氏体含量增加,珠光体含量减小。终冷温度相同时,铌含量的增加会促进针状铁素体和贝氏体的形成,尤其会促进粒状贝氏体的形成。终冷温度为600-C时,0.014Nb钢中形成的贝氏体主要为板条贝氏体,0.02TNb钢中主要为板条+粒状贝氏体,0.036Nb钢中主要为粒状贝氏体。随着铌含量的增加或终冷温度的降低,M/A组元含量逐渐减小,由较大的颗粒状逐渐转变为细小的长条状,铁素体晶粒尺寸减小,且终冷温度在680℃以上时,铌含量对晶粒尺寸的影响更明显。析出相分析结果表明,含铌微合金钢中存在碳氮化铌析出相,有圆形,碟片状及细小的颗粒,随着终冷温度的降低和铌含量的增加,析出相的体积分数逐渐增加。
【关键词】：铌微合金化 抗震钢筋 冷却速率 轧后控冷终止温度 组织
【学位授予单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG142.1;TG335.64
【目录】：

摘要5-7
Abstract7-11
第一章绪论11-31
1.1 引言11
1.2 高强度抗震钢筋的发展现状11-15
1.2.1 国外抗震钢筋的发展状况12-13
1.2.2 我国抗震钢筋的发展状况13-15
1.3 钢筋的生产技术15-22
1.3.1 微合金化技术15-20
1.3.2 控轧控冷技术20-22
1.4 轧后控冷工艺的研究现状22-26
1.4.1 轧后冷却速率22-24
1.4.2 轧后控冷终止温度24-25
1.4.3 轧后快速冷却方式25-26
1.4.4 轧后控制冷却的类型及方法26
1.5 铌微合金化钢筋控冷技术研究现状26-28
1.6 本课题研究目的及意义28-29
1.7 本文研究内容29-31
第二章试验材料及方法31-37
2.1 技术路线31
2.2 试验材料31-32
2.3 试验方法32-37
2.3.1 相变点测试32-33
2.3.2 热模拟试验33-34
2.3.3 显微组织观察34-35
2.3.4 硬度测量35-37
第三章轧后冷却速率对铌微合金化钢筋组织和性能的影响37-69
3.1 引言37
3.2 试验材料和方法37-38
3.2.1 试验材料37
3.2.2 试验方法37-38
3.3 试验结果与分析38-67
3.3.1 冷速对试验钢显微组织和性能的影响38-56
3.3.1.1 不同冷速下试验钢的显微组织38-47
3.3.1.2 TEM分析47-54
3.3.1.3 不同冷速下试验钢的硬度54-56
3.3.2 铌含量对试验钢组织和性能的影响56-67
3.3.2.1 铌含量对试验钢组织的影响56-61
3.3.2.2 铌含量对试验钢硬度的影响61-62
3.3.2.3 EBSD分析62-67
3.4 讨论67-68
3.5 本章小结68-69
第四章轧后控冷终止温度对铌微合金化钢筋组织和性能的影响69-87
4.1 前言69-70
4.2 试验材料与方法70
4.3 试验结果与分析70-85
4.3.1 不同控冷终止温度下的显微组织70-79
4.3.2 铌含量对试验钢组织的影响79-81
4.3.3 析出相分析81-84
4.3.4 硬度84-85
4.4 讨论85-86
4.5 本章小结86-87
第五章结论87-89
致谢89-91
参考文献91-101
附录攻读硕士期间发表的学术论文101

【参考文献】

中国期刊全文数据库前10条

1 温东辉;宋凤明;;低屈服点钢在建筑抗震设计中的应用[J];宝钢技术;2007年02期

2 ;Influences of microstructure and texture on crack propagation path of X70 acicular ferrite pipeline steel[J];Journal of University of Science and Technology Beijing;2008年06期

3 龚士弘,盛光敏;地震区建筑用钢的韧性对建筑物抗震性能的影响[J];工程抗震;2004年03期

4 蔡爱国;铌钒微合金中碳钢的微观组织与强度的关系[J];钢铁研究学报;1996年02期

5 续伟霞;郑为为;石俊亮;孙祖庆;张艳;;新型耐候钢连续冷却转变曲线的测定[J];材料热处理学报;2007年05期

6 付小强;吴素君;李志鹏;李家鼎;;高强度管线钢连续冷却转变及组织研究[J];金属热处理;2010年01期

7 刘彤;;对《建筑抗震设计规范》(2008年版)3.9.2-2-2及3.9.3-1中钢筋应用的理解[J];江苏建筑;2010年05期

8 李洪岩;金学军;许荣昌;;建筑用抗震钢研究概述[J];莱钢科技;2008年03期

9 李晓林;余伟;朱爱玲;武会宾;万德成;张杰;;亚温调质对F550级船板钢低温韧性的影响[J];材料热处理学报;2012年12期

10 冯金玉;唐荻;赵征志;;卷取温度对X100管线钢组织和性能的影响[J];材料热处理学报;2014年01期

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1 曹建春;铌钼复合微合金钢中碳氮化物沉淀析出研究[D];昆明理工大学;2006年

中国硕士学位论文全文数据库前1条

1 孙彬斌;Si-Mn系热轧双相钢高温变形行为的研究[D];辽宁科技大学;2007年