资源描述：
《针状铁素体钢的力学性能与显微结构.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、·6·材料开发与应用2010年2月文章编号:100321545(2010)0120006203针状铁素体钢的力学性能与显微结构刘刚,曲占元(中国船舶重工集团公司第七二五研究所,河南洛阳471039)摘要:本文介绍了一种采用TMCP工艺轧制的低合金高强度钢板的力学性能及微观组织。分析表明,微观组织是以针状铁素体组织为主的混合组织,材料有较高的强度和良好的韧性。关键词:低合金高强度钢;显微组织;针状铁素体;韧性中图分类号:TG113,TG14211文献标识码:A目前国内屈服强度440MPa级船板主要有板的力学性能及显微结构,可供国内开发新一代14MnTiVRe钢和1
2、0MnNiCr钢。钢的组织为铁素440MPa级船板参考借鉴。体+珠光体,铁素体+粒状贝氏体,一般需要正火或正火+高温回火热处理,才能达到较好的强1试验材料及方法[1,2]韧性匹配。而国外采用管线钢技术,即低碳、微合金、精炼、控轧控冷(TMCP)工艺,已开发高试验用钢的生产工艺流程:铁水预脱硫→转强韧(RP0.2≥446MPa,Akv,-40℃≥95J)、低成本、易炉冶炼→LF炉精炼→连铸→TMCP轧制→热卷。[3]焊接船板。本文介绍了一种采用TMCP工艺试验钢板的厚度为15mm,试验钢板的化学成分轧制的具有针状铁素体组织的低合金高强度钢列于表1。表1试验钢板的化
3、学成分(w)%CSiMnPSVTiNbCE0.060.2941.530.0089<0.0050.0310.0200.0580.32按照GB/T228《金属拉伸试验方法》标准进看出,试验钢板具有较高的强度和良好的冲击韧行钢的拉伸试验,按照GB/T229《金属夏比缺口性,较低的脆性转变温度。冲击试验方法》标准进行冲击试验,按照GB/T试验钢板的金相组织为针状铁素体+块状6803《钢的无塑性转变温度落锤试验方法》标准铁素体+粒状贝氏体,钢的金相组织见图1。在进行钢的NDT温度测定。拉伸和冲击试样均横金相显微镜下观察,针状铁素体并不显示针形向取样,微观组织分析在OLYM
4、PUSGX71金相显状,显示为不规则非多边形状,明显有别于焊接微镜和PhilipsCM200透射电镜上进行。组织中针状铁素体的形态特征。晶粒间界模糊,没有完整连续的晶界,晶粒度参差不一,晶粒间2试验结果及讨论及晶内分布着细小的岛状物以及细小的微合金碳氮化物。力学性能试验结果见表2。由表2数据可以表2试验钢板的力学性能KV2/JRP0.2/MPaRm/MPaA/%NDT/℃-40℃-60℃-80℃-100℃59068026259260208177<-100收稿日期:2009-06-22第25卷第1期刘刚等:针状铁素体钢的力学性能与显微结构·7·图1金相显微组织在透
5、射电镜下观察钢的显微组织,见图2～图4。图2显示钢中的针状铁素体是由近似平行排列的板条束或针状片条束的亚结构组成的,有明显的板条界面,板条间或针状铁素体内部存在M/A岛,在针状铁素体的形成过程中,总伴随着M/A岛的形成,这是针状铁素体的一个基本特[4,5]征。由于针状铁素体是在控轧过程中,在稍高于上贝氏体温度范围,由扩散控制的切变相变所形成。因为切变相变的作用,针状铁素体内部存在大量的位错及位错网络结构,如图3所示。针状铁素体具有高密度可移动位错,易于实现多滑移,因而使该材料无明显的屈服行为以及较高的形变强化能力。根据断裂过程对断裂单元所[6]进行的针状铁素体“
6、有效晶粒”尺寸分析,针状铁素体的“有效晶粒”是针状铁素体片条束。裂纹在扩展过程中,必定强烈地受到这些彼此咬合、互相交错分布的细小的片条束的阻碍,从而有效的提高其强韧性。同时,针状铁素体钢中的M/A岛中的残余奥氏体是一种有利的韧性相,可以降低裂纹尖端的应力,消耗部分的裂纹扩展参考文献:功。另外,在针状铁素体中存在的高密度位错对[1]张永权,张荣久,苏航,等.粒状贝氏体对10MnNiCr提高钢板的强韧性也起到重要作用。图4显示是微合金钢力学性能的影响[J].钢铁,2003,38(11):块状铁素体及铁素体上分布的长条状M/A岛。45～47.[2]王永达,谢仕柜.低合
7、金钢焊接基本数据手册[M].3结论北京:冶金工业出版社,1998.[3]吴始栋.HSLA265钢及其焊接技术[J].江苏船舶,针状铁素体钢具有较高的强度及良好的低1999(1):24～25.温韧性。其显微结构为具有较小有效晶粒尺寸[4]黎业生,赵明纯,单以根,等.一种针状铁素体钢热和许多细小弥散析出相以及高密度位错的针状轧板材的结构与力学性能[J].材料研究学报,铁素体特征,对提高材料的强韧性起到重要2004,18(3):321～326.作用。[5]王明春,吴杏芳.X70管线钢微观组织分析[J].鞍·8·材料开发与应用2010年2月钢技术,2004(5):21～
8、25.tionships
