700MPa級(jí)微合金高強(qiáng)鋼組織及性能的研究.pdf

1、本課題設(shè)計(jì)研究了屈服強(qiáng)度為700MPa級(jí)的微合金高強(qiáng)鋼。通過(guò)優(yōu)化成分和控軋控冷工藝(TMCP)使其力學(xué)性能和焊接性能滿足現(xiàn)場(chǎng)使用條件，即設(shè)計(jì)出微合金高強(qiáng)鋼的屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度達(dá)到700MPa以上，又保證在低溫(-40℃)沖擊性能和焊接過(guò)程中焊縫及熱影響區(qū)的力學(xué)性能符合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際要求。
　　試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)：確定合理Nb、V、Ti微合金元素的加入量及設(shè)計(jì)恰當(dāng)?shù)目剀埧乩涔に嚕囍其摲N的組織為鐵素體和貝氏體。控制卷取溫度為600℃時(shí)，并采取緩

2、冷工藝，可保證了試驗(yàn)鋼強(qiáng)度達(dá)到700MPa級(jí)以上。
　　本試驗(yàn)鋼化學(xué)元素的設(shè)計(jì)遵循低碳設(shè)計(jì)原則，通過(guò)提高錳含量和添加微合金元素來(lái)達(dá)到目標(biāo)強(qiáng)度。其中 Ti可以起高溫細(xì)化晶粒作用，目標(biāo)成分控制在0.05~0.22范圍內(nèi)，達(dá)到較好強(qiáng)化作用；Nb可以提高再結(jié)晶溫度，在控制軋制時(shí)拖拽晶界來(lái)細(xì)化晶粒，可以起到很好的析出強(qiáng)化效果，確保目標(biāo)成分加入量不超過(guò)0.09；V可以在γ轉(zhuǎn)變?yōu)棣吝^(guò)程中起到相間析出強(qiáng)化作用，確保目標(biāo)成分加入量不超過(guò)0.20。最

3、終確定Nb、V、Ti微合金元素加入量依次為0.0075、0.0035、0.010，通過(guò)掃描電鏡及能譜儀確定在鐵素體基體上彌散了許多細(xì)小的Ti(C,N)第二相析出物，可以起到相應(yīng)的強(qiáng)化效果。
　　通過(guò)一系列力學(xué)性能試驗(yàn)和焊接試驗(yàn)測(cè)試分析，得出具體試驗(yàn)結(jié)論：采用緩冷工藝的屈服強(qiáng)度可達(dá)710MPa以上，比空冷工藝的提高了100MPa左右，伸長(zhǎng)率在21%以上，比空冷工藝的提高了5個(gè)百分點(diǎn)，采取緩冷與空冷工藝得到抗拉強(qiáng)度相差在25MPa左右

4、，基本可忽略其對(duì)抗拉強(qiáng)度的影響，即700MPa級(jí)微合金高強(qiáng)鋼卷取后采用緩冷工藝進(jìn)行冷卻；沖擊試驗(yàn)中，室溫吸收的沖擊功比低溫(-40℃)沖擊時(shí)多了20J左右，斷裂機(jī)理由韌性斷裂轉(zhuǎn)變?yōu)榇嘈詳嗔?；彎曲試?yàn)中形成的裂紋主要原因是鋼水中 S、P等有害夾雜元素的存在，冶煉過(guò)程沒有保證鋼水純凈度；焊接試驗(yàn)研究表明母材金相組織為鐵素體，熱影響區(qū)金相組織為粒狀貝氏體，焊縫金相組織為片狀鐵素體+少量魏氏組織；焊接試樣中熱影響區(qū)的硬度最高在270 HV左右，