高强度船板钢组织性能的研究

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1、2009上海大学硕士学位论文摘要随着世界经济的快速发展，给船舶工业的发展带来了契机，高强度船体结构用钢的需求也随之加大。因此，开发高强度船体钢具有广阔的市场前景。本文就高强度船体结构用钢的组织和性能进行了研究，并对高强度结构钢的微合金化进行了分析和研究。首先根据船级社标准对高强度船板钢的成分进行优化设计，然后利用DIL805膨胀相变仪以及Gleeble．3500实验机对试验钢板进行热模拟试验，测定钢的静、动态CCT曲线，并对不同冷速、不同变形温度、不同变形量条件下的组织进行分析；进而研究了控轧控冷工艺参数对材料组织与性能的影响；

2、应用CMT5105拉伸机和冲击实验机对控轧控冷态和正火热处理态钢板进行常规力学性能测试；应用金相显微镜、扫描电镜、透射电镜、XP,D衍射等对高强度船板钢的微观组织和析出物进行观测和分析，最后还开展了正火热处理试验，为现场生产制订热处理工艺参数提供依据。本文实验得到的主要结果如下：1．从高强度船板钢的动、静态CCT曲线可知，变形会缩短先共析铁素体转变的孕育期，提高奥氏体向先共析铁素体转变的温度，促进铁素体相变；2．高强度船板钢在高温加热的条件下有较好的抗晶粒粗化能力，其奥氏体晶粒粗化温度在1250℃一1300"C：当加热温度超过1

3、250℃后，钢中Ti和Nb已基本上达到其固溶度积平衡要求，继续升温将不会导致其固溶率发生明显的变化：第二相颗粒对晶粒长大阻力将急剧减弱，原始奥氏体晶粒将迅速长大。3．40mm厚高强度船体结构钢板各项性能指标均达到了船级社标准的要求，2009上海大学硕士学位论文而50mm厚板在经过正火处理后性能也达到了要求。4．控轧控冷态钢板的显微组织为均匀细小的复合组织，钢中有少量碳化物颗粒析出，析出相主要为TiN，Nb(C，N)，V(C，№。5．对铌、钒、钛等微合金元素在钢中的溶解和析出特征进行的研究结果表明，铌、钒、钛等微合金元素易与碳、氮

4、元素结合成碳化物、氮化物和碳氮化物，这些微合金化合物在高温加热过程中主要起到阻碍原始奥氏体晶粒长大，细化奥氏体晶粒的作用，在轧制过程中起到抑制再结晶及结晶后的抑制晶粒长大的作用，而在随后的控冷过程中能起到析出强化的作用。6．对现场船板钢正火冷却速率进行模拟，冷速约为O．15℃／S，并开展了船板钢正火实验；实验结果表明最佳的正火温度是880℃，正火后组织更为细小、均匀，强度与低温冲击性能均达到标准要求。关键词：高强度船板钢，微合金化钢，细晶强化，析出强化，正火工艺lI2009上海大学硕士学位论文AbstractItisagoodc

5、hancefortheshipindustrywiththedevelopmentoftheworldeconomic,therequirementforhigllstrengthofship-buildingsteelhasbeenahugeincreasingaswell，whichmakesabigmarketprospecttoresearch．Inthispaper,themicrostructureandmechanicalpropertiesofship-buildingsteelworestudied，andth

6、eprecipitationphenomenoninthesesteelswasalsostudied．Ti，Nb，andVaremostcommonlyusedasthealloyingelementstoprecipitateascarbonitridesandinducegrainrefinementinthesesteels．Firstofall，thechemicalcompositionwasrationallydesignedaccordingtothestandard．Then,theCCT(Continuous

7、CoolingCurves)ofboatplatesteelWasmeasuredbyusingGleeble-3500thermalsimulatorandDIL805dilatometor,microstructuretransitionunderdifferentcoolingratewasresearchedbymetallographicanalysisandvickershardnesstestetc．Themicrostructureandmechanicalpropertiesofhighstrengthship

8、-buildingsteelswereinvestigatedbyusingopticalmicroscopeanduniversalmaterialtestingmachine。Theprecipitationphenomenoninthesesteelswa