高温下Mg、Mo、Ni的组织细化作用及高强船板钢开发

发布时间：2021-01-08 20:16

　　焊接作为厚板加工的主要工艺,随着焊接线能量的不断增加,传统船体钢的热影响区（HAZ）晶粒将快速增大,其韧性将会急剧下降。虽然焊接热影响区一般只有几毫米宽,但热影响区粗晶区（CGHAZ）的韧性急剧下降会使粗晶区成为厚板最薄弱的地方。如何提高在大线能量焊接条件下焊接热影响区韧性成为近年国内外学者的重点研究领域。随着研究的深入,氧化物冶金技术问世即利用微合金向钢中引入大量微细夹杂物粒子,这些微细粒子在钢中弥散分布并沉淀于奥氏体晶界作为钉扎粒子,阻碍晶粒长大。在焊接后的降温过程中这些微细粒子作为形核质点,诱发针状铁素体（IAF）形核,进一步细化晶粒,并显著提高HAZ区韧性。利用高温激光共聚焦显微镜对含不同合金元素（Mg、Ni、Mo）船体钢高温条件下的组织变化规律进行原位观察,对比分析不同合金制度处理船体钢的组织细化机制,同时通过控制保温时间来近似模拟不同线能量的焊接热循环,探究微细夹杂物粒子在钉扎奥氏体晶界和诱发IAF时的最佳作用区间。研究结果表明,Mg元素能有效细化钢中夹杂物,对奥氏体晶粒的钉扎作用也较为稳定,而且能保证针状铁素体的诱发率。对于Mg处理钢,随着保温时间的延长焊接线能量的不断增... 

【文章来源】：华北理工大学河北省

【文章页数】：65 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

高温激光共聚焦显微镜

图4 高温激光共聚焦显微镜高温激光共聚焦显微镜原位观察技术是一种观察材料二维平面在热处理过程中随时间变化而发生组织演变的三维技术[33]。CSLM系统的高温加热炉使用的加热方式是红外激光加热,并且其实验过程中的升温速率、保温时间、降温速率等均可用程序控制。高温激光共聚焦显微镜具有一般显微镜所不具备的景深和高质量图像[34]。该显微镜采用的成像方式为紫色激光器扫描照明,扫描速度可达每秒30幅照片。在计算机程序的控制下对热处理过程中的试样表面进行观察、记录和存储。激光共聚焦显微镜是钢铁材料研究的最理想工具之一,尤其是观察钢铁材料在高温过程中组织连续相变的过程。前人已经使用高温激光共聚焦显微镜原位观察技术成功研究魏氏体铁素体的形成、贝氏体长大、MnS的析出行为、夹杂物和奥氏体晶粒尺寸对针状铁素体形成的作用、针状铁素体长大等行为[35]。

真空感应炉

【参考文献】：
期刊论文
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[3]一种Fe-Cr-Ni-Mo高强钢焊接热影响区的显微组织与冲击韧性研究[J]. 文明月,董文超,庞辉勇,陆善平.  金属学报. 2018(04)
[4]Nb对高Mo型H13钢中奥氏体晶粒度的影响[J]. 李天生,张宏献.  金属热处理. 2018(02)
[5]DH36高强船板钢CCT曲线及针状铁素体形成研究[J]. 吴晓燕,朱立光,梅国宏,严春亮,曹胜利,张庆军.  热加工工艺. 2017(24)
[6]氧化物冶金技术及其在船体钢开发中的应用及展望[J]. 朱立光,孙立根.  炼钢. 2017(05)
[7]现代不同类型船底结构设计重点研究分析[J]. 湛丰波.  中国水运(下半月). 2017(07)
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[9]奥氏体形变对50CrV4钢相变行为的影响[J]. 达传李,杨庚蔚,毛新平,余驰斌,何仙灵,蔡珍.  钢铁研究学报. 2017(05)
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博士论文
[1]12CrNi铁素体不锈钢焊接性研究[D]. 郑淮北.东北大学 2011
[2]Mg处理冶炼工艺对船板钢母材和焊接热影响区影响的研究[D]. 祝凯.复旦大学 2011

硕士论文
[1]钙脱氧的氧化物冶金钢中夹杂物及大线能量焊接性能研究[D]. 吴亦泉.中南大学 2014
[2]细晶粒TC4钛合金TIG焊HAZ晶粒长大及组织转变规律[D]. 程广福.哈尔滨工业大学 2008



本文编号：2965231