工程機(jī)械用960MPa級(jí)高強(qiáng)鋼生產(chǎn)工藝的研究與開發(fā).pdf

1、屈服強(qiáng)度960MPa級(jí)高強(qiáng)鋼具有良好的綜合性能和較高的附加值，成為目前工程機(jī)械用鋼的重點(diǎn)開發(fā)品種。國內(nèi)在960MPa級(jí)鋼板生產(chǎn)技術(shù)方面仍存在較大不足，對(duì)其生產(chǎn)工藝的深入研究有很大的必要性。本研究優(yōu)化設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)鋼的化學(xué)成分并考察了其部分物理冶金行為，研究了不同軋制冷卻工藝及熱處理工藝參數(shù)對(duì)組織性能的影響規(guī)律，主要內(nèi)容如下:
　　(1)采用少量多元的合金元素添加原則，充分發(fā)揮各化學(xué)成分的有益作用及相互促進(jìn)效果。為了提高塑韌性和焊接性，碳

2、含量及碳當(dāng)量控制在較低的水平，添加了Cr、Mo、B等元素提供淬透性，適量微合金元素能起到細(xì)化晶粒及析出強(qiáng)化效果。結(jié)果表明化學(xué)成分的設(shè)計(jì)達(dá)到了預(yù)定的效果，而合金成本能控制在較低的水平;
　　(2)利用熱模擬實(shí)驗(yàn)研究實(shí)驗(yàn)鋼奧氏體粗化溫度，高溫變形行為及形變奧氏體靜態(tài)軟化規(guī)律，并考察了奧氏體連續(xù)冷卻過程的相變行為。結(jié)果表明:實(shí)驗(yàn)鋼在1150～1200℃范圍加熱，由于微合金碳氮化物的溶解奧氏體晶粒明顯長大，1250℃則出現(xiàn)嚴(yán)重粗化;微合金

3、元素的添加提高了實(shí)驗(yàn)鋼動(dòng)態(tài)再結(jié)晶激活能，在通常的軋制速度和溫度下只發(fā)生動(dòng)態(tài)回復(fù)過程;實(shí)驗(yàn)鋼在1050℃及以上溫度變形，10s內(nèi)能夠發(fā)生完全的靜態(tài)再結(jié)晶，950℃以下靜態(tài)再結(jié)晶進(jìn)行緩慢或被抑制;根據(jù)實(shí)驗(yàn)鋼靜態(tài)和動(dòng)態(tài)CCT曲線可知具有較好的淬透性，冷卻速率控制在30℃/s左右能得到全部的馬氏體組織;
　　(3)設(shè)計(jì)了普通熱軋和兩階段控軋兩種軋制制度，并分別采用軋后空冷至室溫、水冷至約600℃后再空冷、連續(xù)水冷至室溫等三種冷卻方式，檢測

4、了各軋制狀態(tài)以及熱處理狀態(tài)材料的組織和性能。結(jié)果表明空冷和中斷冷卻方式下主要為粒狀貝氏體組織力學(xué)性能較差，連續(xù)水冷方式得到全部板條馬氏體組織具有較好的強(qiáng)韌性能?？剀堜摪逵捎趭W氏體晶粒明顯的拉長壓扁，在再加熱淬火過程中能得到較細(xì)的奧氏體組織，因此調(diào)質(zhì)處理后具有較高的強(qiáng)度和韌性。
　　(4)對(duì)于淬火和回火工藝參數(shù)對(duì)組織性能的影響規(guī)律做了系統(tǒng)的研究。結(jié)果表明:890～910℃保溫15～20min淬火實(shí)驗(yàn)鋼能夠獲得良好強(qiáng)韌性能匹配，低于或

5、高于這個(gè)范圍將因奧氏體化程度不完全或晶粒的粗化而性能下降;隨回火溫度升高，實(shí)驗(yàn)鋼強(qiáng)度總體趨勢逐漸下降，低溫回火時(shí)屈服強(qiáng)度Rp0.2有所上升。由于晶界及板條間斷續(xù)的碳化物薄殼的析出300～450℃出現(xiàn)回火脆性。550℃以后納米尺寸微合金碳化物大量彌散析出，有效地起到第二相強(qiáng)化作用。一直到700℃回火仍能發(fā)現(xiàn)板條結(jié)構(gòu)的存在，但碳化物發(fā)生粗化，基體回復(fù)作用增強(qiáng)，強(qiáng)度明顯下降，塑韌性明顯提高?；鼗饡r(shí)間能夠起到和回火溫度類似的效果，實(shí)驗(yàn)鋼最佳強(qiáng)韌