Nb对12MnNiVR原油储罐钢力学性能与焊接性能的调控作用
发布时间：2021-10-19 18:50
为了降低12MnNiVR钢的生产成本,提高生产效率,提出了在钢中加Nb采用TMCP工艺代替调质工艺。本文使用了Gleeble-3500对加Nb后的12MnNiVR试验钢进行了不同冷却速度的TMCP工艺模拟,对低Nb的12MnNiVR钢进行了调质工艺模拟,比较了两种试验钢在两种工艺下的组织及力学性能,研究了两种工艺的强化方式的特点。同时对两种试验钢进行了大热输入焊接模拟,研究了Nb对大热输入焊接模拟CGHAZ组织及低温韧性的影响。对15Nb试验钢进行了调质工艺模拟、对30Nb试验钢进行了不同冷速的TMCP工艺模拟,研究了两种试验钢不同工艺状态下的组织及力学性能。根据各强化因素的线性叠加对屈服强度进行描述,结果发现,调质后的15Nb试验钢中的析出强化的贡献值最高,增加Nb含量并提高TMCP过程中的冷速可以使屈服强度达到调质的水平,此时一部分的析出强化转变为了晶界强化与位错强化。对15Nb、30Nb试验钢进行了75kJ/cm、100kJ/cm、150kJ/cm焊接热模拟,研究了15Nb、30Nb试验钢经过三种热循环后模拟CGHAZ的组织及低温韧性。结果发现提高Nb含量后,在三种热输入下30N...
【文章来源】：燕山大学河北省
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【图文】：
TMCP工艺模拟试验流程图
第2章实验材料及方法11图2-1TMCP工艺模拟试验流程图2.2.2调质工艺模拟试验为了使试样具有相同的初始状态，便于探究分析Nb与TMCP工艺对组织及拉伸性能的影响，讨论调质与TMCP工艺强化方式的差异，同样采用尺寸为φ15×75mm的圆棒状样品，利用Gleeble-3500热模拟试验机对15Nb试验钢进行调质工艺试验，并且模拟调质工艺之前还要模拟相应的热轧工艺。具体工艺过程如图2-2所示。图2-2调质工艺模拟试验流程图
第2章实验材料及方法13的夹具，在InspektTable3KN型拉伸试验机上以1mm/min的夹具恒定移动速率进行室温拉伸。在应力-应变曲线上取0.2%偏应力作为屈服强度。图2-4控扎控冷工艺及调质工艺模拟后试样形状（2）冲击韧性检测焊接热模拟试验完成后，以焊接电偶处为试样中心，将试样进一步加工成为10×10×55mm的标准冲击试样。利用拉床将V型缺口开在焊接电偶处，并利用冲击式样缺口投影仪进行缺口检测。检测后根据“GB/T229-2007”标准利用冲击试验低温槽及JB-500B半自动冲击试验机进行-20℃低温冲击试验。两种试验钢在三种热输入下均检测三个试样。2.2.5微观组织表征方法（1）金相组织观察从TMCP状态、调质状态以及焊接热模拟后的试样分别沿电偶处切开，观察截面处组织。经过砂纸打磨及机械抛光后用4%硝酸酒精溶液腐蚀，在Axiover-200MAT型金相显微镜下观察组织的形态。观察金相组织时注意多视野观察，取典型具有代表性的视野进行拍摄，避免由于少数不均匀组织出现带来的数据规律偏差。（2）M-A岛观察及统计将金相样品经重新打磨抛光后在Lepera试剂（4%苦味酸酒精溶液:1%偏重亚硫酸钠水溶液=1:1）中震荡浸泡30s进行着色腐蚀，腐蚀后用水冲洗试样表面，腐蚀成功的试样表面具有淡蓝色光泽。同样利用Axiover-200MAT型金相显微镜观察M-A岛（呈亮白色）的大小及分布形态并拍摄照片。选取至少6个视场的照片，利用Imagepro-plus软件对M-A岛进行定量分析。ab
【参考文献】：
期刊论文
[1]TMCP工艺对低碳Ni-Nb钢组织转变和力学性能的影响[J]. 周成,赵坦,朱隆浩,金耀辉,李家安. 钢铁. 2019(04)
[2]合金元素对大线能量焊接用钢组织性能的影响[J]. 王超,娄号南,王丙兴,王昭东,王国栋. 钢铁. 2018(06)
[3]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)
[4]大热输入焊接用钢的焊接粗晶热影响区韧性提升方法研究[J]. 邹宗园,许小奎,李银潇,王超. 金属学报. 2017(08)
[5]贝氏体相变的形核与长大——贝氏体相变新机制（二）[J]. 刘宗昌,计云萍,任慧平. 热处理技术与装备. 2017(03)
[6]Nb对奥氏体→铁素体相变动力学影响的模型[J]. 刘雪峰,贾涛,朱本强. 东北大学学报(自然科学版). 2016(05)
[7]原位观察TiN粒子对低合金高强度钢模拟焊接热影响区粗晶区晶粒细化作用[J]. 万响亮,李光强,吴开明. 工程科学学报. 2016(03)
[8]控冷返红温度对Q460GJE高建钢组织和力学性能的影响[J]. 崔占斌,王倩,崔占辉,范磊,王青峰,高聿为. 钢铁研究学报. 2014(11)
[9]轧后冷速对Q500GJE钢组织和拉伸性能的影响[J]. 洪光涛,王同良,范磊,付志斌,谢国柱,王青峰. 燕山大学学报. 2014(02)
[10]12MnNiVR钢板热处理工艺及性能研究[J]. 杨云清,唐治宇,阳小兵,杨艳. 宽厚板. 2014(01)
博士论文
[1]N对低碳V-Ti钢焊接热影响区晶内铁素体和强韧性调控研究[D]. 师仲然.燕山大学 2016
[2]V微合金钢晶内形核铁素体相变及微观组织纳米化[D]. 胡军.东北大学 2014
[3]微量元素对低合金钢大线能量焊接热影响区脆性的影响[D]. 郑磊.哈尔滨工业大学 2014
[4]大热输入焊接用钢的制造工艺及其产业化技术研究[D]. 张朋彦.东北大学 2011
[5]低合金高强度船体钢焊接热影响区韧化机理研究[D]. 柴锋.上海交通大学 2008
硕士论文
[1]热处理工艺对耐候螺栓钢组织和力学性能的影响[D]. 刘浩然.燕山大学 2018
[2]Q420级耐候钢控轧控冷工艺及焊接性能的模拟研究[D]. 王玉玮.燕山大学 2016
[3]B-Ni复合添加低合金高强度钢冲击韧性研究[D]. 李帅.山东大学 2012
[4]Nb对高压输气管线用钢热变形行为影响的研究[D]. 朱博玲.燕山大学 2010
[5]Nb对大线能量焊接高强度低合金钢热影响区组织和性能的研究[D]. 陶学理.武汉科技大学 2009
本文编号：3445424
【文章来源】：燕山大学河北省
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【图文】：
TMCP工艺模拟试验流程图
第2章实验材料及方法11图2-1TMCP工艺模拟试验流程图2.2.2调质工艺模拟试验为了使试样具有相同的初始状态，便于探究分析Nb与TMCP工艺对组织及拉伸性能的影响，讨论调质与TMCP工艺强化方式的差异，同样采用尺寸为φ15×75mm的圆棒状样品，利用Gleeble-3500热模拟试验机对15Nb试验钢进行调质工艺试验，并且模拟调质工艺之前还要模拟相应的热轧工艺。具体工艺过程如图2-2所示。图2-2调质工艺模拟试验流程图
第2章实验材料及方法13的夹具，在InspektTable3KN型拉伸试验机上以1mm/min的夹具恒定移动速率进行室温拉伸。在应力-应变曲线上取0.2%偏应力作为屈服强度。图2-4控扎控冷工艺及调质工艺模拟后试样形状（2）冲击韧性检测焊接热模拟试验完成后，以焊接电偶处为试样中心，将试样进一步加工成为10×10×55mm的标准冲击试样。利用拉床将V型缺口开在焊接电偶处，并利用冲击式样缺口投影仪进行缺口检测。检测后根据“GB/T229-2007”标准利用冲击试验低温槽及JB-500B半自动冲击试验机进行-20℃低温冲击试验。两种试验钢在三种热输入下均检测三个试样。2.2.5微观组织表征方法（1）金相组织观察从TMCP状态、调质状态以及焊接热模拟后的试样分别沿电偶处切开，观察截面处组织。经过砂纸打磨及机械抛光后用4%硝酸酒精溶液腐蚀，在Axiover-200MAT型金相显微镜下观察组织的形态。观察金相组织时注意多视野观察，取典型具有代表性的视野进行拍摄，避免由于少数不均匀组织出现带来的数据规律偏差。（2）M-A岛观察及统计将金相样品经重新打磨抛光后在Lepera试剂（4%苦味酸酒精溶液:1%偏重亚硫酸钠水溶液=1:1）中震荡浸泡30s进行着色腐蚀，腐蚀后用水冲洗试样表面，腐蚀成功的试样表面具有淡蓝色光泽。同样利用Axiover-200MAT型金相显微镜观察M-A岛（呈亮白色）的大小及分布形态并拍摄照片。选取至少6个视场的照片，利用Imagepro-plus软件对M-A岛进行定量分析。ab
【参考文献】：
期刊论文
[1]TMCP工艺对低碳Ni-Nb钢组织转变和力学性能的影响[J]. 周成,赵坦,朱隆浩,金耀辉,李家安. 钢铁. 2019(04)
[2]合金元素对大线能量焊接用钢组织性能的影响[J]. 王超,娄号南,王丙兴,王昭东,王国栋. 钢铁. 2018(06)
[3]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)
[4]大热输入焊接用钢的焊接粗晶热影响区韧性提升方法研究[J]. 邹宗园,许小奎,李银潇,王超. 金属学报. 2017(08)
[5]贝氏体相变的形核与长大——贝氏体相变新机制（二）[J]. 刘宗昌,计云萍,任慧平. 热处理技术与装备. 2017(03)
[6]Nb对奥氏体→铁素体相变动力学影响的模型[J]. 刘雪峰,贾涛,朱本强. 东北大学学报(自然科学版). 2016(05)
[7]原位观察TiN粒子对低合金高强度钢模拟焊接热影响区粗晶区晶粒细化作用[J]. 万响亮,李光强,吴开明. 工程科学学报. 2016(03)
[8]控冷返红温度对Q460GJE高建钢组织和力学性能的影响[J]. 崔占斌,王倩,崔占辉,范磊,王青峰,高聿为. 钢铁研究学报. 2014(11)
[9]轧后冷速对Q500GJE钢组织和拉伸性能的影响[J]. 洪光涛,王同良,范磊,付志斌,谢国柱,王青峰. 燕山大学学报. 2014(02)
[10]12MnNiVR钢板热处理工艺及性能研究[J]. 杨云清,唐治宇,阳小兵,杨艳. 宽厚板. 2014(01)
博士论文
[1]N对低碳V-Ti钢焊接热影响区晶内铁素体和强韧性调控研究[D]. 师仲然.燕山大学 2016
[2]V微合金钢晶内形核铁素体相变及微观组织纳米化[D]. 胡军.东北大学 2014
[3]微量元素对低合金钢大线能量焊接热影响区脆性的影响[D]. 郑磊.哈尔滨工业大学 2014
[4]大热输入焊接用钢的制造工艺及其产业化技术研究[D]. 张朋彦.东北大学 2011
[5]低合金高强度船体钢焊接热影响区韧化机理研究[D]. 柴锋.上海交通大学 2008
硕士论文
[1]热处理工艺对耐候螺栓钢组织和力学性能的影响[D]. 刘浩然.燕山大学 2018
[2]Q420级耐候钢控轧控冷工艺及焊接性能的模拟研究[D]. 王玉玮.燕山大学 2016
[3]B-Ni复合添加低合金高强度钢冲击韧性研究[D]. 李帅.山东大学 2012
[4]Nb对高压输气管线用钢热变形行为影响的研究[D]. 朱博玲.燕山大学 2010
[5]Nb对大线能量焊接高强度低合金钢热影响区组织和性能的研究[D]. 陶学理.武汉科技大学 2009
本文编号：3445424
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