700MPa級微合金高強鋼組織及性能的研究.pdf

1、本課題設(shè)計研究了屈服強度為700MPa級的微合金高強鋼。通過優(yōu)化成分和控軋控冷工藝(TMCP)使其力學性能和焊接性能滿足現(xiàn)場使用條件，即設(shè)計出微合金高強鋼的屈服強度、抗拉強度達到700MPa以上，又保證在低溫(-40℃)沖擊性能和焊接過程中焊縫及熱影響區(qū)的力學性能符合現(xiàn)場實際要求。
　　試驗研究發(fā)現(xiàn)：確定合理Nb、V、Ti微合金元素的加入量及設(shè)計恰當?shù)目剀埧乩涔に?，試制鋼種的組織為鐵素體和貝氏體?？刂凭砣囟葹?00℃時，并采取緩

2、冷工藝，可保證了試驗鋼強度達到700MPa級以上。
　　本試驗鋼化學元素的設(shè)計遵循低碳設(shè)計原則，通過提高錳含量和添加微合金元素來達到目標強度。其中 Ti可以起高溫細化晶粒作用，目標成分控制在0.05~0.22范圍內(nèi)，達到較好強化作用；Nb可以提高再結(jié)晶溫度，在控制軋制時拖拽晶界來細化晶粒，可以起到很好的析出強化效果，確保目標成分加入量不超過0.09；V可以在γ轉(zhuǎn)變?yōu)棣吝^程中起到相間析出強化作用，確保目標成分加入量不超過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，通過掃描電鏡及能譜儀確定在鐵素體基體上彌散了許多細小的Ti(C,N)第二相析出物，可以起到相應的強化效果。
　　通過一系列力學性能試驗和焊接試驗測試分析，得出具體試驗結(jié)論：采用緩冷工藝的屈服強度可達710MPa以上，比空冷工藝的提高了100MPa左右，伸長率在21%以上，比空冷工藝的提高了5個百分點，采取緩冷與空冷工藝得到抗拉強度相差在25MPa左右

4、，基本可忽略其對抗拉強度的影響，即700MPa級微合金高強鋼卷取后采用緩冷工藝進行冷卻；沖擊試驗中，室溫吸收的沖擊功比低溫(-40℃)沖擊時多了20J左右，斷裂機理由韌性斷裂轉(zhuǎn)變?yōu)榇嘈詳嗔?；彎曲試驗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，冶煉過程沒有保證鋼水純凈度；焊接試驗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，