微合金钢奥氏体晶粒超细化的相关组织控制及理论研究
发布时间：2022-07-14 18:41
现代钢铁工业的发展不再强调数量上的增长,而更多侧重技术层面上的研发。在新一代钢铁材料的开发中注重减量化的思想,即在不增加或者少增加成本的基础上提升产品的综合性能,而其中细晶强化无疑是一种被多数研究所证实的行之有效的方法。本文以此为着眼点,在前期863计划课题（2001AA332020）“500MPa碳素钢先进工业化制造技术”的研究基础上,通过奥氏体晶粒的超细化及对其相变行为的有效控制获得一种实现低碳结构钢组织超细化控制的新思路。在轧制技术及连轧自动化国家重点实验室自主课题经费的支持下,本文主要围绕含Nb钢和Nb-V-Ti复合微合金钢的奥氏体晶粒超细化方法、超细晶奥氏体的长大动力学、超细晶奥氏体的高温变形及其γ→α相变行为等方面进行研究,并在实验室现有条件下做了一些尝试性轧制试验。研究取得如下成果:（1）在不同原始组织条件下,利用循环加热-淬火工艺细化奥氏体晶粒,将奥氏体晶粒细化至1～3μm。在所采用的原始组织中,以温轧铁素体+珠光体所获得的细化奥氏体晶粒的效果最好;另外,Nb-V-Ti复合微合金钢要比单纯含Nb钢更有利于细化奥氏体晶粒。（2）利用形变热处理细化奥氏体晶粒是一个多种相关因...
【文章页数】：157 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 引言
1.2 钢铁材料晶粒超细化的可行性工艺分析
1.2.1 钢铁材料晶粒超细化的工艺对比
1.2.2 控轧控冷工艺中奥氏体超细化引出的若干思考
1.3 加热过程中奥氏体相变及其晶粒超细化
1.3.1 加热过程中奥氏体相变
1.3.2 奥氏体晶粒超细化
1.4 奥氏体长大动力学
1.5 奥氏体→铁素体相变过程的组织控制
1.5.1 奥氏体晶粒尺寸对相变铁素体的影响
1.5.2 形变在铁素体相变过程中的作用
1.5.3 冷却方式控制对铁素体相变的影响
1.6 超细晶材料的变形协调机制
1.7 本文工作背景和研究内容
1.7.1 本文工作背景
1.7.2 本文研究内容
2 低碳结构钢的奥氏体晶粒超细化
2.1 实验方法
2.1.1 实验材料及设备
2.1.2 实验方案
2.2 实验结果
2.2.1 循环加热淬火
2.2.2 形变热处理
2.3 讨论
2.3.1 原始组织温轧预变形对奥氏体超细化的必要性
2.3.2 微合金元素在奥氏体晶粒超细化中的作用
2.3.3 加热过程中变形促进奥氏体相变机制
2.4 本章小结
3 低碳结构钢超细晶奥氏体长大行为
3.1 实验材料及方法
3.2 实验结果
0条件下超细晶奥氏体的等温长大行为"> 3.2.1 ΔT>0条件下超细晶奥氏体的等温长大行为
3.2.2 ΔT<0条件下超细晶奥氏体的等温长大行为
3.2.3 连续加热及冷却过程中超细晶奥氏体的长大行为
3.3 讨论
3.3.1 超细晶奥氏体等温长大动力学
3.3.2 连续加热及冷却过程超细晶奥氏体的长大动力学分析
3.4 本章小结
4 超细晶奥氏体的热变形特征
4.1 实验材料及方法
4.1.1 形变诱导相变临界温度(A_(d3))测定
4.1.2 单道次压缩实验
4.2 实验结果
4.2.1 实验钢A_(d3)温度测定结果
4.2.2 高于A_(d3)温度下超细晶奥氏体的动态组织演变
4.3 讨论
4.3.1 不同晶粒尺寸奥氏体的热变形行为
4.3.2 超细晶奥氏体热变形过程中的晶界行为分析
4.4 本章小结
5 超细晶奥氏体→铁素体的相变行为
5.1 实验材料及方法
5.1.1 超细晶奥氏体连续冷却转变曲线
5.1.2 单道次压缩应力-应变特征和铁素体演变
5.1.3 两相区低温快速大变形
5.2 实验结果
5.2.1 超细晶奥氏体的静态CCT曲线
5.2.2 变形温度对相变行为的影响
5.2.3 应变速率对相变行为的影响
5.2.4 两相区低温大变形后组织特征
5.3 讨论
5.3.1 奥氏体晶粒超细化对铁素体相变形核的影响
5.3.2 超细晶奥氏体两相区变形过程铁素体的演变特征
5.4 本章小结
6 实验室轧制工艺探索及超细晶钢的变形行为
6.1 实验材料及方法
6.1.1 实验材料及设备
6.1.2 实验方案
6.2 实验结果
6.2.1 超细晶C-Mn钢组织及拉伸性能
6.2.2 Nb-V-Ti微合金钢的超细晶工艺及性能
6.3 讨论
6.3.1 超细晶低碳钢室温拉伸变形行为分析
6.3.2 超细晶钢塑性的改善方法
6.3.3 位错控制在组织超细化中的作用
6.4 本章小结
7 结论
参考文献
攻读博士学位期间完成的论文及专利
致谢
作者简介
本文编号：3661672
【文章页数】：157 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 引言
1.2 钢铁材料晶粒超细化的可行性工艺分析
1.2.1 钢铁材料晶粒超细化的工艺对比
1.2.2 控轧控冷工艺中奥氏体超细化引出的若干思考
1.3 加热过程中奥氏体相变及其晶粒超细化
1.3.1 加热过程中奥氏体相变
1.3.2 奥氏体晶粒超细化
1.4 奥氏体长大动力学
1.5 奥氏体→铁素体相变过程的组织控制
1.5.1 奥氏体晶粒尺寸对相变铁素体的影响
1.5.2 形变在铁素体相变过程中的作用
1.5.3 冷却方式控制对铁素体相变的影响
1.6 超细晶材料的变形协调机制
1.7 本文工作背景和研究内容
1.7.1 本文工作背景
1.7.2 本文研究内容
2 低碳结构钢的奥氏体晶粒超细化
2.1 实验方法
2.1.1 实验材料及设备
2.1.2 实验方案
2.2 实验结果
2.2.1 循环加热淬火
2.2.2 形变热处理
2.3 讨论
2.3.1 原始组织温轧预变形对奥氏体超细化的必要性
2.3.2 微合金元素在奥氏体晶粒超细化中的作用
2.3.3 加热过程中变形促进奥氏体相变机制
2.4 本章小结
3 低碳结构钢超细晶奥氏体长大行为
3.1 实验材料及方法
3.2 实验结果
0条件下超细晶奥氏体的等温长大行为"> 3.2.1 ΔT>0条件下超细晶奥氏体的等温长大行为
3.2.2 ΔT<0条件下超细晶奥氏体的等温长大行为
3.2.3 连续加热及冷却过程中超细晶奥氏体的长大行为
3.3 讨论
3.3.1 超细晶奥氏体等温长大动力学
3.3.2 连续加热及冷却过程超细晶奥氏体的长大动力学分析
3.4 本章小结
4 超细晶奥氏体的热变形特征
4.1 实验材料及方法
4.1.1 形变诱导相变临界温度(A_(d3))测定
4.1.2 单道次压缩实验
4.2 实验结果
4.2.1 实验钢A_(d3)温度测定结果
4.2.2 高于A_(d3)温度下超细晶奥氏体的动态组织演变
4.3 讨论
4.3.1 不同晶粒尺寸奥氏体的热变形行为
4.3.2 超细晶奥氏体热变形过程中的晶界行为分析
4.4 本章小结
5 超细晶奥氏体→铁素体的相变行为
5.1 实验材料及方法
5.1.1 超细晶奥氏体连续冷却转变曲线
5.1.2 单道次压缩应力-应变特征和铁素体演变
5.1.3 两相区低温快速大变形
5.2 实验结果
5.2.1 超细晶奥氏体的静态CCT曲线
5.2.2 变形温度对相变行为的影响
5.2.3 应变速率对相变行为的影响
5.2.4 两相区低温大变形后组织特征
5.3 讨论
5.3.1 奥氏体晶粒超细化对铁素体相变形核的影响
5.3.2 超细晶奥氏体两相区变形过程铁素体的演变特征
5.4 本章小结
6 实验室轧制工艺探索及超细晶钢的变形行为
6.1 实验材料及方法
6.1.1 实验材料及设备
6.1.2 实验方案
6.2 实验结果
6.2.1 超细晶C-Mn钢组织及拉伸性能
6.2.2 Nb-V-Ti微合金钢的超细晶工艺及性能
6.3 讨论
6.3.1 超细晶低碳钢室温拉伸变形行为分析
6.3.2 超细晶钢塑性的改善方法
6.3.3 位错控制在组织超细化中的作用
6.4 本章小结
7 结论
参考文献
攻读博士学位期间完成的论文及专利
致谢
作者简介
本文编号：3661672
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