高强塑积无缝钢管的开发与应用研究

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1、万方数据分类号UDC密级学位论‘文高强塑积无缝钢管的开发与应用研究作者姓名：刘纪源指导教师：朱伏先教捻骆宗安教授轧制技术及连轧自动化国家重点实验室(东北大学)申请学位级别：学科专业名称：论文提交日期：学位授予日期：评阅人：博士学科类别：工学材料加工工程2014年lo月23日2014年月日论文答辩日期：答辩委员会主席：东北大学2014年12月2014年12月30日赵柯万方数据ADissertationinMaterialsProcessingEngineeringlIlllIBIIIIIllllllllllllllllllllEIIIIlllltllIY2989925Thedevelop

2、mentandapplicationofgoodstrength--ductilitybalanceseamlesssteeltubebyLiuJiyuanSupervisors：ProfessorZhuFuxianProfessorLuoZonganNortheasternUniversityDecember2014万方数据独创性声明本人声明，所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢=

3、正思。学位论文作者签名而畅纽日期：必【(}、f2。；o学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人同意东北大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。作者和导师同意网上交流的时间为作者获得学位后：半年口一年口一年半口两年日学位论文作者签名：铷导师签名：弘丧签字日期：为1牛、I]一j口签字日期：b、k-I2．亏o万方数据东北大学博士学位论文摘要高强塑积无缝钢管的开发与应用研究摘要随着我国汽车工业的发展和汽车拥有量的逐年增加，如何有效减少

4、汽车尾气排放对环境的污染己引起全社会的广泛关注。汽车轻量化是汽车制造行业中应对降低排放、节能环保的重要环节，主要包含材料轻量化和结构轻量化两个方面。材料轻量化方面，作为占汽车车身重量70％以上的钢铁材料，以高强度和高塑性为发展方向，目前汽车用先进高强钢(AdvancedHighStrengthSteel，AHSS)已发展至第三代。结构轻量化方面，采用空心零件代替实心零件是非常有效的手段，因此，管材内高压成形技术作为以轻量化和一体化为特征的一种空心变截面轻体构件的先进制造技术，越来越受到人们的关注。国内外的研究机构及生产企业，通过有限元模拟和多种实验手段对管材内高压成形工艺进行了系统的研

5、究，但对管坯的材料研究相对滞后，对具有高强塑积并且成本低廉的钢管开发研究鲜有报道。在此背景下，本文将材料轻量化和结构轻量化结合在一起，将先进高强钢的生产理念引入到钢管的生产领域，成功试制出了具有与第三代先进高强钢性能相近的高强塑积双相钢和TRIP钢无缝管，并对试制钢管在变形过程中的组织演变及其与力学性能的关系等进行了系统研究。主要创新性成果如下：(1)研究了0．16C．0．31Si．1．6Mn微合金钢的连续冷却相变行为，以此为基础，运用中频感应加热方式，建立了双相钢无缝管的快速连续退火工艺。分析了不同临界退火温度和过时效制度对双相钢无缝管组织和性能的影响。结果表明，临界退火温度在750

6、℃时，铁素体晶粒完成了充分的再结晶，马氏体相的晶粒尺寸适当、分布均匀，强塑积达16510MPa·％。过时效温度由400℃到200℃变化过程中，奥氏体相变的机制由扩散转变为切变，相交最终组织由贝氏体变为马氏体，马氏体体积分数随温度的降低而增加，最佳力学性能出现在过时效温度为200℃时。(2)研究分析了中频感应加热条件下，回火、缓冷、预加热三种热处理工艺对双相钢无缝管塑性的影响。内容包括：马氏体在回火过程中碳化物的演变行为、缓冷制度对取向附生铁素体的生成及淬火组织的影响，以及预加热后初始组织的改变对塑性的影响等。结果表明，随着回火温度升高，马氏体分解产生的碳化物尺寸增加，马氏体硬度下降，延

7、伸率增加，但会造成屈服平台的出现，200。C的回火温度为最佳。提高缓冷初始温度，可以使取向附生铁素体相变充分，但会造成最终组织中贝氏体的含量增加，二者对塑性．T．万方数据东北大学博士学位论文摘要的影响相互制约，当温度设定为790。C时，钢中贝氏体含量较少，并且取向附生铁素体相变进行充分，实验钢管性能表现良好。预加热后，钢管的初始组织中的大块珠光体转变为分散的渗碳体团，热处理后钢管组织中不存在贝氏体组织，强塑积达到20865MPao％。(3)采用