700mpa级超低碳高强度贝氏体厚钢板的晶粒细化机制研究

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1、第32卷第3期武汉科技大学学报Vo1．32。No．32009年6月JournalofWuhanUniversityofScienceandTechnologyJun．2009700MPa级超低碳高强度贝氏体厚钢板的晶粒细化机制研究夏政海，曹志强，罗登，张永东，刘凯，吴开明(1．湖南华菱湘潭钢铁有限公司科技开发中心，湖南湘潭，41l101；2．武汉科技大学冶金工业过程系统科学湖北省重点实验室，湖北武汉，430081)摘要：根据超低碳微合金化的成分设计意图，采用控制轧制和控制冷却工艺得到细化的贝氏体组织，利用光学显微镜、FE-SEM和TEM对各类微观组织和析出物进行了研究和分析。结

2、果表明，700MPa级超低碳贝氏体厚钢板为细小均匀的粒状贝氏体和少量针状铁素体与多边形铁素体的复合组织，其屈服强度不小于580MPa，抗拉强度不小于700MPa，低温冲击韧性为一2O℃，Ak不小于150J。钢板具有强度高、韧性好和焊接性能良好的特点，其强度和韧性的良好匹配主要是由于在粒状贝氏体相变前形成了少量的针状铁素体分割奥氏体晶粒，从而细化了最终的复合组织。关键词：超低碳钢；贝氏体；针状铁索体；厚板；组织细化中图分类号：TGI11；TG142文献标志码：A文章编号：1674—3644(2009)03-0264—06超低碳贝氏体钢(ULCB钢)是近20年来国于煤炭机械、工程机

3、械和钢结构行业以及寒冷地际上新发展的一大类高强度、高韧性、多用途的钢带的油气管线、海洋设施和舰船等方面[1]，并朝种_1]。ULCB钢主要分为两大类：一是以美国和着更高强度级别和多功能化的方向发展。为此，加拿大为代表的Cu—Nb—B系列；二是以日本为代本文根据超低碳微合金化的成分设计意图，采用表的Mn—Nb—B系列。我国开发的Mn—Nb—B系列光学显微镜、场发射扫描电子显微镜(FE—SEM)钢属于贝氏体钢L2。]，该类钢的合金成分设计已突和透射电子显微镜(TEM)对各类微观组织和析破原有的高强度低合金钢的模式，大幅度地减少出物进行了研究和分析，以期为工业化批量生产了钢中碳的含量

4、(硼(C)≤O．05)，彻底消除了碳超低碳贝氏体厚钢板提供试验依据和理论支撑。对贝氏体钢韧性的损伤，钢的强度不再依赖碳的l试验与方法含量，而是主要靠位错强化、微合金钢控轧强化、细化晶粒强化以及e—Cu的沉淀强化等手段来保试验材料为工业性试制的700MPa级低碳证钢的强度水平，从而使该类钢强韧性匹配极佳，微合金高强度贝氏体钢厚钢板，采用的生产工艺尤其是焊接性能较传统的需要调质处理的HY一流程如下：铁水预处理一转炉冶炼一LF精炼一8O、HY—lO0系列等钢种有了大幅度的提高。VD真空脱气一连铸一加热炉加热一初轧一精轧目前，我国使用传统的600～800MPa级厚一控冷一回火工艺，其化

5、学成分如表1所示。钢板主要采用较高合金量的调质钢，这类钢板低从试验钢板上截取小试样，将纵截面(沿轧制温韧性不好，尤其是焊接性能差，构件焊接时不得方向)磨平、抛光，用3的硝酸酒精浸蚀后在不进行钢板焊前预热和焊后消除应力热处理，一OlympusBM51光学显微镜和FEI生产的Sirion般预热温度在120。C以上，使得钢板和构件制造200SEM下对微观组织进行研究和分析。使用成本十分昂贵，严重制约了钢结构和工程机械制双喷减薄方法制备薄膜样品在FEI生产的Tee—造行业的发展。由于ULCB钢优良的综合性能naiG220型TEM下对微观组织与析出相进行和较低的生产和制造成本，使得该类钢

6、广泛应用研究和分析。收稿日期：2008—11-13基金项目：湖北省自然科学基金计划青年杰出人才资助项目(2006ABB037)；湘钢新产品研究与开发基金资助项目；教育部新世纪优秀人才支持计划资助项目(NCET一05—0680)．作者简介：夏政海(1966一)，男，华菱湘潭钢铁有限公司高级工程师．E—mail：xgxiazh@126．tom2009年第3期夏政海，等：700MPa级超低碳高强度贝氏体厚钢板的晶粒细化机制研究SEM和TEM都装有X射线能谱仪(EDXS)系统，可对各种物相进行分析。表1700MPa级贝氏体钢的化学成分(／％)Table1Chemicalcomposit

7、ionofa700MPagradebainiticsteelCSiMnPSAIB≤O．06≤O．551．OO～1．60≤0．025≤O．025≤O．045≤O．003CrNbTiMoNiV≤O．60≤O．06≤0．20≤O．4O≤1．00≤O．102结果与讨论2．1700MPa级贝氏体钢CCT曲线计算与分析700MPa级钢的CCT曲线采用JMatPro软件进行计算和模拟。根据湘潭钢铁有限公司(简(a)36mm厚板表面称湘钢)类似高强度钢的生产实际情况，在相变之前，奥氏体晶粒大小约为12m，计