磷合金化低碳貝氏體耐候鋼的研制.pdf

1、超低碳貝氏體鋼以其獨特的合金化設計、優(yōu)良的綜合性能和廉價的成本，在海洋工程中得到越來越多的應用。本文的研究目的為開發(fā)一種適用于海洋工程的低成本、低合金、高強度、具有良好的低溫韌性和耐腐蝕性能的新鋼種。研究合金元素對超低碳低合金鋼組織和力學性能的影響，利用熱模擬實驗對鋼的連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變曲線進行測定，并對對其高溫塑性做了研究，改進和完善熱變形工藝參數(shù)，為工業(yè)化生產(chǎn)具有良好綜合力學性能和耐蝕性能的海洋工程用鋼提供理論和實驗依據(jù)。
　　本文

2、參閱國內(nèi)外海洋工程用鋼的化學成分及力學特性，在課題組前期工作的基礎上，設計出兩種成分不同的實驗鋼。在Gleeble-2000熱模擬試驗機上，測定了實驗鋼在不同冷卻速度下連續(xù)冷卻時的膨脹曲線，利用熱膨脹法并結(jié)合金相-硬度法，測定了該鋼的連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變曲線（CCT曲線）;研究了冷卻速度對該鋼組織及硬度的影響。冷卻速度小于1℃/s，轉(zhuǎn)變產(chǎn)物為鐵素體和珠光體;冷卻速度為1℃/s，開始出現(xiàn)少量粒狀貝氏體;隨冷卻速度的增大，鐵素體和珠光體含量逐漸降低

3、，貝氏體含量逐漸增多;冷速在3～25℃/s范圍內(nèi)，轉(zhuǎn)變產(chǎn)物主要為貝氏體。動態(tài)CCT曲線的測定為該鋼種生產(chǎn)中控制軋制工藝和控制冷卻工藝的制定提供依據(jù)。
　　采用軋后直接水冷與空冷的TMCP工藝和終軋后先保溫40s然后再噴水冷卻的TMCP+RPC工藝將坯料軋制成12mm厚板材，測試了熱軋態(tài)板材的室溫拉伸性能和沖擊韌性;觀察熱軋態(tài)的金相顯微組織，利用掃描電鏡分析了M/A組織對實驗鋼力學性能的影響。
　　組織觀察實驗發(fā)現(xiàn):在空冷條件

4、下，組織由粒狀貝氏體和準多邊形鐵素體組成;軋后直接噴水冷卻時，組織主要是粒狀貝氏體;弛豫一段時間后噴水冷卻，M/A小島數(shù)量增多;降低終軋溫度至830℃，M/A小島更加細小彌散。
　　測試實驗鋼的力學性能發(fā)現(xiàn)，C2鋼在不同軋制工藝下其強度均高于C1鋼，C1鋼韌性好于C2鋼。對比不同實驗工藝，強度與韌性隨冷卻速度的增大而升高。弛豫后的實驗鋼韌性得到了提高，相應地，強度就有一定程度的下降。降低終軋溫度后強度變化不大，而塑性與韌性得到顯著

5、提高。實驗鋼經(jīng)低溫軋制后噴水冷卻的綜合力學性能最佳。P的添加對實驗鋼的低溫韌性影響不大。
　　在Gleeble-2000熱模擬機上測定了實驗鋼連鑄坯的熱塑性，研究高溫下鋼的抗拉強度和塑性的變化規(guī)律和特點。得出實驗鋼存在第Ⅰ脆性區(qū)（凝固溫度～1300℃）和第Ⅲ脆性區(qū)(750～800℃)，但不存在第Ⅱ脆性區(qū)。連鑄坯頂彎、矯直溫度應避開第Ⅲ脆性溫度區(qū)，高于800℃（特別是連鑄坯的邊部），二冷區(qū)冷卻盡量采用弱冷，有利于提高塑性，避免連鑄坯