磷對壓力容器用鋼A516組織性能的影響.pdf

1、壓力容器用鋼是指制造壓力容器殼體、封頭等部件用的鋼，主要為優(yōu)質(zhì)碳素鋼、優(yōu)質(zhì)低合金鋼和合金鋼，要求具有較高的強度和足夠的韌性，適合焊接，對化學成分和質(zhì)量要求嚴格。為了節(jié)約成本，提高質(zhì)量，磷在壓力容器用鋼中的作用受到了關(guān)注。一方面磷在鋼液凝固過程中易產(chǎn)生偏析，降低鋼的沖擊韌性;另一方面磷又能取代鐵原子形成置換固溶體，在增加鋼材強度的同時，材料的延伸率降低很少。磷還能提高鋼材耐大氣腐蝕性能和切削加工性能。磷與鈮等元素之間的相互作用，以及不同的

2、加工、熱處理工藝都會對磷的偏析產(chǎn)生影響。因此，需要系統(tǒng)綜合地研究磷對壓力容器用鋼的組織性能的影響，在保證鋼材質(zhì)量的前提下，達到節(jié)約成本，充分發(fā)揮磷元素有益作用的目的，并為中低溫壓力容器用鋼A516的生產(chǎn)和應用提供理論依據(jù)。
　　本文依托于與浦項制鐵公司(POSCO)合作的“Effect of Phosphorus onMicrostructure and Mechanical Properties of Steel Plates

3、for Pressure vessel(A516)”項目。煉制了磷含量為0.0092％，0.017％，0.029％的三種實驗用鋼，繪制了不同磷含量實驗鋼的動態(tài)和靜態(tài)CCT曲線，對比了冷卻速度、變形、磷含量對過冷奧氏體連續(xù)轉(zhuǎn)變行為的影響;研究了磷含量、熱處理工藝對實驗鋼組織、性能的影響規(guī)律;研究了實驗鋼的焊接性能。獲得了以下主要結(jié)果:
　　(1)當冷卻速度在0.5℃/s～20℃/s區(qū)間時，實驗鋼CCT曲線主要由鐵素體相變區(qū)、珠光體相

4、變區(qū)和貝氏體相變區(qū)三部分組成;隨著冷卻速度的增加，貝氏體含量增加，鐵素體和珠光體含量減少;變形促進了先共析鐵素體相變，使整個CCT曲線相變區(qū)向左上方移動;磷元素的增加使相變過程受到了阻礙作用，CCT曲線向右下方移動。
　　(2)熱軋空冷后實驗鋼組織由珠光體和鐵素體組成，并存在明顯的帶狀組織;熱處理消除了帶狀組織，細化了晶粒;磷元素從0.0092％增加到0.017％時，實驗鋼的強度略有降低;當增加到0.029％時，強度升高，在整個范

5、圍內(nèi)實驗鋼的延伸率和沖擊韌性降低。
　　(3)P3鋼焊縫組織中包含大量的針狀鐵素體，有利于提高材料的韌性;過熱區(qū)組織由先共析的鐵素體和馬氏體組成;拉伸試樣的斷裂位置均位于母材，試板的力學性能基本與母材相當。
　　(4)當實驗鋼磷含量為0.029％時，熱處理后，抗拉強度為510MPa，延伸率為33.1％，-50℃時橫向沖擊功為102J;經(jīng)焊接后抗拉強度為495MPa，延伸率為36.2％，熱影響區(qū)-50℃低溫沖擊功為77J，各項