超低碳5Mn钢焊接过程组织演变和性能研究
发布时间：2021-04-18 22:32
随着船体、桥梁、建筑、压力容器以及海洋平台对结构材料要求的不断提高,高强度、高塑性、高低温韧性的钢板的研发受到了广泛关注。中锰钢作为第三代先进高强钢,其优良的强度-塑形匹配满足了上述结构材料的要求。研究表明,其优良性能主要得益于对淬火马氏体组织在铁素体-奥氏体两相区进行退火后得到了在室温下具有一定稳定性的富Mn奥氏体第二相,并由此产生形变诱导塑性（TRIP）效应。中锰钢由于其较高的锰含量和较差的导热性,降低其焊接性能,而焊接是钢铁材料连接的主要方式。在中锰钢焊接过程中,焊接热循环会对热影响区（HAZ）的组织和性能产生影响,进而影响中锰钢的使用性能。因此,弄清焊接过程中热影响区的组织演变对性能的影响规律以获得中锰钢最佳的焊接工艺,对中锰钢的应用和推广起着积极的作用。然而,国内外在这方面的研究很少,所以本文通过热模拟实验,显微组织观察和力学性能测试,对超低碳5Mn钢焊接过程中的组织和性能进行了研究。结果表明:（1）连续冷却过程中,马氏体相变开始温度（Ms）随着冷却速度的增大而降低;峰值温度为850℃的Ms高于峰值温度为1320℃的Ms<...
【文章来源】：武汉科技大学湖北省
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 前言
1.2 中锰钢组织和性能的调控
1.2.1 初始马氏体显微结构对显微组织和性能的影响
1.2.2 退火温度对显微组织和性能的影响
1.2.3 退火时间对显微组织和性能的影响
1.2.4 加热速率对显微组织和性能的影响影响
1.2.5 冷却速率对显微组织和性能的影响
1.2.6 合金元素对显微组织和性能的影响
1.2.6.1 Mn元素的作用
1.2.6.2 C元素的作用
1.2.6.3 Al元素的作用
1.2.6.4 Si元素的作用
1.3 中锰钢焊接性研究
1.4 本文的研究目的和研究内容
第2章 实验材料与方法
2.1 实验材料
2.1.1 热模拟膨胀试样制备
2.1.2 热模拟冲击试样制备
2.2 实验方法
2.2.1 切线法测定相变温度
2.2.2 杠杆法测相转变量
2.2.3 显微组织观察及测试
2.2.4 硬度测试
2.2.5 冲击实验
2.2.6 高温激光共聚焦扫描电镜实验
2.2.7 实际焊接接头焊接工艺
2.2.7.1 手工电弧焊焊接工艺
2.2.7.2 埋弧焊焊接工艺
第3章 焊接热循环对5Mn钢连续冷却过程中马氏体相变的影响
3.1 引言
3.2 SH-CCT曲线的测定
3.2.1 相转变点的测定
3.2.1.1 峰值温度为1320℃,不同冷却速度下的热膨胀曲线
3.2.1.2 峰值温度为850℃,不同冷却速度下的热膨胀曲线
3.2.2 不同峰值温度和冷却速度下的显微组织
3.2.3 不同峰值温度和冷却速度下的硬度测试
3.2.4 SH-CCT曲线的绘制
3.3 焊接热循环对5Mn钢连续冷却马氏体相变速率的影响
3.4 分析与讨论
3.4.1 焊接热循环对马氏体相变温度的影响
3.4.2 焊接热循环对5Mn钢硬度的影响
3.4.3 焊接热循环对马氏体相变速率的影响
3.5 小结
第4章 显微组织对5Mn钢焊接热影响区冲击韧性的影响
4.1 引言
4.2 5 Mn钢焊接热影响区的冲击韧性
4.3 5 Mn钢模拟焊接热影响区的显微组织
4.3.1 金相组织
4.3.2 EBSD分析模拟焊接热影响区的晶体结构
4.3.3 模拟焊接热影响区残余奥氏体的体积分数
4.3.4 模拟焊接热影响区残余奥氏体的形貌和分布
4.3.5 Mn,Ni在残余奥氏体中的分布
4.3.6 模拟热影响区中的马氏体
4.4 分析与讨论
4.4.1 有效晶粒尺寸对冲击韧性的影响
4.4.2 残余奥氏体的体积分数和稳定性对冲击韧性的影响
4.4.3 相组成对冲击韧性的影响
4.5 小结
第5章 原位观察5Mn钢连续加热和冷却过程中的组织转变
5.1 引言
5.2 加热过程中奥氏体逆转变
5.2.1 加热过程中逆转变奥氏体形核
5.2.2 逆转变奥氏体的长大
5.3 冷却过程中马氏体形核与长大
5.4 小结
第6章 5Mn钢实际焊接接头显微组织和性能
6.1 引言
6.2 焊接接头裂纹敏感性评价
6.2.1 焊接热影响区最高硬度试验
6.3 手工电弧焊实际焊接接头性能和显微组织
6.3.1 实际焊接接头综合性能
6.3.2 实际焊接接头金相组织
6.4 埋弧焊实际焊接接头综合性能和显微组织
6.4.1 实际焊接接头冲击韧性
6.4.2 实际焊接接头的显微组织
6.5 小结
第7章 结论与展望
7.1 结论
7.2 展望
致谢
参考文献
附录1 攻读硕士学位期间发表的论文
附录2 攻读硕士学位期间参加的科研项目
【参考文献】：
硕士论文
[1]马氏体形核-长大机理的研究[D]. 袁长军.内蒙古科技大学 2011
本文编号：3146279
【文章来源】：武汉科技大学湖北省
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 前言
1.2 中锰钢组织和性能的调控
1.2.1 初始马氏体显微结构对显微组织和性能的影响
1.2.2 退火温度对显微组织和性能的影响
1.2.3 退火时间对显微组织和性能的影响
1.2.4 加热速率对显微组织和性能的影响影响
1.2.5 冷却速率对显微组织和性能的影响
1.2.6 合金元素对显微组织和性能的影响
1.2.6.1 Mn元素的作用
1.2.6.2 C元素的作用
1.2.6.3 Al元素的作用
1.2.6.4 Si元素的作用
1.3 中锰钢焊接性研究
1.4 本文的研究目的和研究内容
第2章 实验材料与方法
2.1 实验材料
2.1.1 热模拟膨胀试样制备
2.1.2 热模拟冲击试样制备
2.2 实验方法
2.2.1 切线法测定相变温度
2.2.2 杠杆法测相转变量
2.2.3 显微组织观察及测试
2.2.4 硬度测试
2.2.5 冲击实验
2.2.6 高温激光共聚焦扫描电镜实验
2.2.7 实际焊接接头焊接工艺
2.2.7.1 手工电弧焊焊接工艺
2.2.7.2 埋弧焊焊接工艺
第3章 焊接热循环对5Mn钢连续冷却过程中马氏体相变的影响
3.1 引言
3.2 SH-CCT曲线的测定
3.2.1 相转变点的测定
3.2.1.1 峰值温度为1320℃,不同冷却速度下的热膨胀曲线
3.2.1.2 峰值温度为850℃,不同冷却速度下的热膨胀曲线
3.2.2 不同峰值温度和冷却速度下的显微组织
3.2.3 不同峰值温度和冷却速度下的硬度测试
3.2.4 SH-CCT曲线的绘制
3.3 焊接热循环对5Mn钢连续冷却马氏体相变速率的影响
3.4 分析与讨论
3.4.1 焊接热循环对马氏体相变温度的影响
3.4.2 焊接热循环对5Mn钢硬度的影响
3.4.3 焊接热循环对马氏体相变速率的影响
3.5 小结
第4章 显微组织对5Mn钢焊接热影响区冲击韧性的影响
4.1 引言
4.2 5 Mn钢焊接热影响区的冲击韧性
4.3 5 Mn钢模拟焊接热影响区的显微组织
4.3.1 金相组织
4.3.2 EBSD分析模拟焊接热影响区的晶体结构
4.3.3 模拟焊接热影响区残余奥氏体的体积分数
4.3.4 模拟焊接热影响区残余奥氏体的形貌和分布
4.3.5 Mn,Ni在残余奥氏体中的分布
4.3.6 模拟热影响区中的马氏体
4.4 分析与讨论
4.4.1 有效晶粒尺寸对冲击韧性的影响
4.4.2 残余奥氏体的体积分数和稳定性对冲击韧性的影响
4.4.3 相组成对冲击韧性的影响
4.5 小结
第5章 原位观察5Mn钢连续加热和冷却过程中的组织转变
5.1 引言
5.2 加热过程中奥氏体逆转变
5.2.1 加热过程中逆转变奥氏体形核
5.2.2 逆转变奥氏体的长大
5.3 冷却过程中马氏体形核与长大
5.4 小结
第6章 5Mn钢实际焊接接头显微组织和性能
6.1 引言
6.2 焊接接头裂纹敏感性评价
6.2.1 焊接热影响区最高硬度试验
6.3 手工电弧焊实际焊接接头性能和显微组织
6.3.1 实际焊接接头综合性能
6.3.2 实际焊接接头金相组织
6.4 埋弧焊实际焊接接头综合性能和显微组织
6.4.1 实际焊接接头冲击韧性
6.4.2 实际焊接接头的显微组织
6.5 小结
第7章 结论与展望
7.1 结论
7.2 展望
致谢
参考文献
附录1 攻读硕士学位期间发表的论文
附录2 攻读硕士学位期间参加的科研项目
【参考文献】：
硕士论文
[1]马氏体形核-长大机理的研究[D]. 袁长军.内蒙古科技大学 2011
本文编号：3146279
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jinshugongy/3146279.html
教材专著
