煤礦機(jī)械用熱軋高強(qiáng)鋼板的研究.pdf

1、由于礦井救生艙的使用環(huán)境比較惡劣，因此要求救生艙用鋼板應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度、韌性、耐沖擊、耐腐蝕和耐火等綜合性能。目前，救生艙艙體用鋼通常采用Q235、Q345、Q460和Q550等普通碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金高強(qiáng)鋼，這些材料的屈服強(qiáng)度為235～600MPa，韌性和彎曲等指標(biāo)基本滿足要求。但是考慮到井下發(fā)生瓦斯爆炸時(shí)產(chǎn)生的瞬時(shí)高溫、甲烷以及H2S等腐蝕性環(huán)境以及對(duì)強(qiáng)度、輕量化要求更高等方面的影響，現(xiàn)有救生艙艙體材料難以滿足使用要求，為此，由礦井救

2、生艙用鋼切入，開發(fā)一種屈服強(qiáng)度高、耐沖擊、耐高溫、耐腐蝕、焊接性能等綜合性能良好的煤礦機(jī)械類專用熱軋鋼板是科技工作者面臨的一項(xiàng)重要任務(wù)和亟待解決的難題。低碳貝氏體鋼具有高強(qiáng)度、高韌性、優(yōu)良的焊接性能的優(yōu)勢，廣泛應(yīng)用于工程機(jī)械、礦井設(shè)備、造船、海洋設(shè)施、石油天然氣管線用鋼等領(lǐng)域。本文針對(duì)于煤礦機(jī)械用高強(qiáng)鋼的技術(shù)特征，采用合理的成份設(shè)計(jì)、TMCP技術(shù)，在不同冷卻制度下獲得抗拉強(qiáng)度級(jí)別800～1000MPa的低碳貝氏體鋼，研究了其強(qiáng)度、耐熱性

3、能、韌性、焊接性能，并通過金相顯微鏡、掃描電鏡、透射電鏡觀察和研究了其組織形貌與強(qiáng)化機(jī)理。論文的主要工作及成果如下:
　　(1)針對(duì)煤礦機(jī)械用高強(qiáng)鋼的具體服役環(huán)境和技術(shù)特征，在了解每種合金元素的作用前提下，結(jié)合目前國內(nèi)各大鋼廠高強(qiáng)鋼生產(chǎn)及技術(shù)指標(biāo)，從成分及性能綜合考慮，設(shè)計(jì)了三種成分、代號(hào)為C56、C78、C89的煤礦機(jī)械用高強(qiáng)鋼。
　　(2)在熱模擬實(shí)驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行單道次壓縮實(shí)驗(yàn)，得出試驗(yàn)鋼C89的應(yīng)力-應(yīng)變曲線，綜合研究分析

4、了變形溫度、變形速率和變形程度對(duì)變形抗力的影響規(guī)律，建立了C89的變形抗力數(shù)學(xué)模型。
　　(3)在熱模擬實(shí)驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行雙道次壓縮實(shí)驗(yàn)，主要分析不同變形溫度、道次間隔時(shí)間對(duì)鋼的靜態(tài)再結(jié)晶的影響，計(jì)算出C89靜態(tài)再結(jié)晶激活能400.89 kJ/mol，回歸了靜態(tài)再結(jié)晶動(dòng)力學(xué)方程。
　　(4)利用熱膨脹實(shí)驗(yàn)，結(jié)合金相組織及硬度檢測，分別得到試驗(yàn)鋼的靜態(tài)CCT曲線和動(dòng)態(tài)CCT曲線，研究分析了試驗(yàn)鋼C89在不同冷卻條件下的過冷奧氏體組織

5、轉(zhuǎn)變規(guī)律。
　　(5)在熱模擬實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，通過實(shí)驗(yàn)室熱軋實(shí)驗(yàn)，針對(duì)C56、C78、C89制定不同軋制、冷卻工藝，并對(duì)不同工藝的板材進(jìn)行組織觀察與性能測試，得到了滿足800～1000MPa級(jí)別煤礦機(jī)械用高強(qiáng)鋼的生產(chǎn)工藝，為今后更系統(tǒng)、深入的研究提供參考和依據(jù)。
　　(6)對(duì)C89試驗(yàn)鋼的焊接性能做了初步探討，在焊接線能量12.5～13.8kJ/cm時(shí)，測定了焊縫、熱影響區(qū)的組織及力學(xué)性能，得到與母材性能匹配的焊接接頭，為下一