2023年全國(guó)碩士研究生考試考研英語(yǔ)一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁(yè)
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1、大型化、高速化及多海域作業(yè)使得船體結(jié)構(gòu)用鋼不斷向高強(qiáng)度、高韌性、易焊接性和良好耐海水腐蝕性能方面發(fā)展。國(guó)際上對(duì)屈服強(qiáng)度690MPa以上含銅易焊接高強(qiáng)度船體用鋼(HSLA系列)的研究主要集中在實(shí)驗(yàn)室條件下鋼板的成分、組織及性能方面的研究,而對(duì)于工業(yè)化鋼板的生產(chǎn)工藝、性能數(shù)據(jù)等方面很少有報(bào)道。從公開(kāi)的性能數(shù)據(jù)來(lái)看,HSLA100鋼(屈服強(qiáng)度690MPa級(jí))存在屈強(qiáng)比偏高、回火工藝窗口較窄及低溫韌性富裕量較低等不足。本文對(duì)實(shí)驗(yàn)室軋制的HSLA

2、100鋼板進(jìn)行了強(qiáng)韌化熱處理工藝及機(jī)理研究并通過(guò)工藝優(yōu)化后在武鋼中厚板廠實(shí)施了10~30mm鋼板的工業(yè)化大生產(chǎn)試制,對(duì)鋼板綜合性能進(jìn)行了全面研究,鋼板屈強(qiáng)比小于0.9、韌脆轉(zhuǎn)變溫度達(dá)到-100℃,鋼板綜合性能優(yōu)良,填補(bǔ)了我國(guó)在該強(qiáng)度級(jí)別船體鋼領(lǐng)域的空白。
  應(yīng)用Formast-F全自動(dòng)膨脹儀測(cè)定試驗(yàn)鋼的連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變曲線(CCT曲線),研究結(jié)果表明,由于HSLA100鋼采用超低碳(≤0.06%)的成分設(shè)計(jì),鋼的淬透性受到較大程度影

3、響,在很寬的冷卻速度范圍內(nèi)發(fā)生貝氏體轉(zhuǎn)變,隨著冷卻速度的降低,貝氏體形態(tài)依次為典型貝氏體和粒狀貝氏體,當(dāng)冷速高于臨界冷卻速度時(shí),將得到單一的板條馬氏體。
  對(duì)比研究了常規(guī)調(diào)質(zhì)熱處理工藝(QT)和兩相區(qū)二次淬火熱處理工藝(QLT)對(duì)實(shí)驗(yàn)室HSLA100鋼板回火穩(wěn)定性、屈強(qiáng)比及低溫韌性的影響。結(jié)果表明:QLT熱處理工藝可顯著降低HSLA100鋼韌脆轉(zhuǎn)變溫度,增加回火穩(wěn)定性,降低屈強(qiáng)比,具有較明顯的優(yōu)勢(shì)。
  借助于掃描電子顯微

4、鏡(SEM)、透射電子顯微鏡(TEM)、光學(xué)顯微鏡(OM)、電子背散射衍射儀(EBSD)及X射線衍射儀(XRD)等分析技術(shù)和測(cè)試設(shè)備,對(duì)一次淬火、兩相區(qū)二次淬火、回火等熱處理狀態(tài)下HSLA100鋼的組織演變規(guī)律進(jìn)行了系統(tǒng)深入的研究。結(jié)果表明:HSLA100鋼在淬火后獲得典型的板條貝氏體組織;在兩相區(qū)二次淬火條件下,鋼的組織為板條結(jié)構(gòu)的貝氏體鐵素體(BF)+馬氏體島(M)的混合組織,隨著二次淬火溫度的升高,沿板條狀鐵素體分布的顆粒狀M島數(shù)

5、量增多且變長(zhǎng)變粗,同時(shí)鐵素體也從單一的板條狀形貌逐漸向多邊形狀過(guò)渡且其中的位錯(cuò)密度降低,當(dāng)淬火溫度升到820℃時(shí),又恢復(fù)到板條貝氏體組織形貌,但與一次淬火組織相比,板條貝氏體明顯粗化、位錯(cuò)密度降低且沿晶界分布著少量M島;二次淬火后再進(jìn)行回火,鋼中獲得板條狀的回火貝氏體組織,并沉淀析出大量顆粒狀ε-Cu相,未發(fā)現(xiàn)明顯的逆轉(zhuǎn)變奧氏體。
  HSLA100鋼在兩相區(qū)加熱過(guò)程中發(fā)生部分奧氏體化。兩相區(qū)二次加熱溫度與奧氏體轉(zhuǎn)變保持近線性關(guān)系

6、,其數(shù)量決定著新生馬氏體或貝氏體的數(shù)量,而新生奧氏體中的碳含量決定著奧氏體的穩(wěn)定性及其演變組織的形態(tài),從而最終決定了鋼材的力學(xué)性能。試驗(yàn)鋼在700℃、720℃、740℃、760℃和820℃保溫時(shí),而鋼中奧氏體轉(zhuǎn)變量分別為10%、24%、38%、60%和100%,奧氏體中的碳含量分別為0.345%、0.293%、0.243%、0.193%和0.045%。
  機(jī)理研究結(jié)果表明:HSLA100鋼兩相區(qū)二次淬火工藝能有效細(xì)化有效晶粒尺寸

7、,增加取向差大于15°的大角度晶界數(shù)量,有效阻止裂紋擴(kuò)展的能力,這是QLT處理鋼低溫韌性大幅度提高的主要原因;QLT處理后最終形成貝氏體鐵素體與ε-Cu相的混合組織,具有雙相鋼的組織特征,這種軟的鐵素體與相對(duì)硬的ε-Cu相混合組織降低了鋼的屈強(qiáng)比,提高了低溫韌性。
  根據(jù)實(shí)驗(yàn)室研究結(jié)果,開(kāi)展了HSLA100工業(yè)化大生產(chǎn)鋼板的研試。采用正交試驗(yàn)方法對(duì)30mm鋼板開(kāi)展了一次淬火溫度、二次淬火溫度、回火溫度及回火時(shí)間對(duì)HSLA100鋼

8、板綜合力學(xué)性能影響規(guī)律的研究,通過(guò)極差分析及方差分析優(yōu)化出最佳的熱處理工藝組合為:一次淬火溫度860℃~880℃、二次淬火溫度750℃~780℃、回火溫度530℃~560℃、回火時(shí)間80min。
  分別采用傳統(tǒng)的QT熱處理工藝和優(yōu)化后的QLT熱處理工藝進(jìn)行了10~30mm厚度HSLA100工業(yè)化大生產(chǎn)鋼板的試制,并全面對(duì)比分析了QT和QLT工藝處理鋼板的綜合性能。結(jié)果表明,同傳統(tǒng)調(diào)質(zhì)(QT)工藝相比,采用QLT工藝處理的HSLA

9、100鋼各項(xiàng)性能滿足技術(shù)指標(biāo)的要求并具有較大的裕量,鋼的屈強(qiáng)比和韌脆轉(zhuǎn)變溫度顯著降低,具有優(yōu)良的綜合性能;同時(shí),鋼板具有較低屈強(qiáng)比(0.90以下)、較低的韌脆性轉(zhuǎn)變溫度(-100℃)、較好的抗裂紋啟裂性能(-40℃溫度CTOD特征值δu最大達(dá)0.72mm)、較高的抗裂紋擴(kuò)張性能(DT上平臺(tái)能2140~2360J,-40℃DT能達(dá)1080J)。
  采用QLT工藝生產(chǎn)的工業(yè)試板具有良好的焊接試驗(yàn)。在熱輸入為17 KJ/cm,預(yù)熱80

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