V对含氮20MnSi螺纹钢组织和力学性能影响的研究

发布时间：2017-11-22 08:05

本文关键词：V对含氮20MnSi螺纹钢组织和力学性能影响的研究

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【摘要】：20MnSi螺纹钢为建筑工程中钢筋混凝土构件，同时也是强度高和综合性能好的钢种。可用于钢结构、建筑业、机器零部件及各类标准件的制作，并广泛用于房屋、桥梁、道路等土建工程建设。目前应用的20MnSiⅡ级螺纹钢强度偏低，仅为335MPa，已远远不能满足人们对经济建设要求。如何在降低成本的基础上，对20MnSi螺纹钢成分、性能进行优化已是现阶段的研究重点。向20MnSi螺纹钢中添加V元素与N元素进行微合金化，，是目前管、线材工业生产的主要强化工艺。为此，本论文立足于优化20MnSi螺纹钢成分、提高其性能，在N含量为0.04%的基础上，通过加入0.014%、0.027%、0.039%、0.047%、0.051%、0.052%的V元素，采用蔡司金相显微镜、扫描电子显微镜和透射电子显微镜研究试验钢的精细显微结构；利用显微硬度仪、JB－30B型冲击实验机、拉伸试验机等分析手段研究不同V含量和时效时间对其力学性能的影响。并对不同的V含量下的20MnSi螺纹钢屈服强度和抗拉强度进行拟合。 V细化了珠光体和铁素体晶粒，当V含量为0.052%，晶粒尺寸达到1.6μm；珠光体中有二次渗碳体析出，使渗碳体层片变得不平直。 20MnSi螺纹钢中加入N和V元素并没有改变夹杂物形貌和成分。但析出物在晶界处聚集，起到细晶强化和沉淀析出强化的作用，并为渗碳体的析出提供方向性；V的加入提高了试验钢的塑韧性；断口形貌由脆性区转变为韧性区，并出现细小的等轴韧窝。随着时效天数和V含量的增加，抗拉强度和伸长率增加；随着时效天数的增加，屈服强度先增加后减小；随着V含量的增加，屈服强度增大。在V含量为0.047%试验钢中，获得了屈服强度达到831MPa，抗拉强度到1140MPa，伸长率为29.1%，屈强比为0.79，冲击韧性为99.6J的高延性抗震钢筋。虽然获得了性能优异的20MnSi螺纹钢，但N元素的存在使试验钢的时效时间增长到180天。
【学位授予单位】：内蒙古科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG142.13

【参考文献】

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1 汪冶，陈安林;热轧20MnSi钢筋性能的分析[J];鞍钢技术;1994年05期

2 张熹;王春旭;刘宪民;史庆南;;18-18-0.5N高氮奥氏体不锈钢冷轧变形过程中的组织演变和形变强化[J];北京科技大学学报;2008年08期

3 周灿栋,丁伟中,蒋国昌;高氮钢的显微组织和机械性能的特点及其发展[J];包头钢铁学院学报;1999年S1期

4 潘复生,丁培道,周守则;高速钢中(M,Si)_6C 碳化物的研究[J];材料科学进展;1990年06期

5 李花兵;姜周华;;不锈钢熔体中氮溶解度的热力学计算模型[J];东北大学学报(自然科学版);2007年05期

6 张进;李静媛;王一德;任学平;王辉棉;李志斌;;Mn18Cr18高氮钢热加工工艺的研究[J];锻压技术;2009年01期

7 李科,曲选辉,崔大伟;粉末冶金高氮不锈钢的研究现状[J];粉末冶金工业;2005年02期

8 刘天模,周守则,左汝林,梅东生,邓建辉;钒对PD3钢珠光体组织形态的影响[J];钢铁;2003年04期

9 王厚昕;李正邦;;Si_3N_4用于生产HRB400Ⅲ级钢筋的试验研究[J];钢铁;2007年01期

10 刘东升;李庆亮;;热轧屈服强度550MPa高强度钢板组织性能[J];钢铁;2011年04期