高強度船體鋼及其超細晶強化工藝研究.pdf

1、隨著船舶工業(yè)的蓬勃發(fā)展，船舶的噸位越來越大，高強度船體結(jié)構(gòu)鋼的需求也隨之加大，因此，開發(fā)高強度船體鋼具有廣闊的市場前景。本文就高強度船體結(jié)構(gòu)鋼的特性進行了基本的闡述，并從鋼的強韌化機理角度，對高強度結(jié)構(gòu)鋼的微合金化和細晶化進行了分析和研究。其中微合金化元素鈮、釩、鈦，其特點是能與碳、氮結(jié)合成碳化物、氮化物和碳氮化物，這些化合物作用表現(xiàn)在：(1)加熱時，阻礙原始奧氏體晶粒長大，(2)在軋制過程中抑制再結(jié)晶及結(jié)晶后的晶粒長大，(3)在低溫時

2、起到析出強化的作用。在高強度船體結(jié)構(gòu)鋼中，藉助于添加合金元素而使鋼得以強化的主要機制有晶粒細化、析出強化和固溶強化。而其中的細晶強化不但可以提高鋼的強度，而且還可以提高其塑性和韌性。 本文分析和總結(jié)了鋼中雜質(zhì)元素對鋼的綜合性能的影響。鋼的性能主要是了取決于鋼的化學成分和組織狀態(tài)，鋼中存在的非金屬夾雜物和氣體，破壞了鋼的基體的連續(xù)性，造成組織上的不均勻，從而降低了鋼的強韌性和疲勞性能。因此，鋼的潔凈度是影響鋼性能的關(guān)鍵因素

3、。提高鋼的潔凈度是改善鋼性能的重要途徑，在冶煉工藝技術(shù)方面充分發(fā)揮鐵水予處理和爐外精煉等技術(shù)潛力，以提高鋼的潔凈度。本文對寶鋼公司提高潔凈化鋼的生產(chǎn)技術(shù)進行了分析和研究，各種潔凈化冶金工藝技術(shù)的開發(fā)，為優(yōu)化煉鋼工藝流程及高強度船體鋼的軋制奠定了良好的基礎(chǔ)。 本文對寶鋼試制的高強度船體結(jié)構(gòu)鋼的化學成分、組織、力學性能等進行了試驗分析和研究，從試制產(chǎn)品性能看，各項指標達到了有關(guān)規(guī)范或標準的要求。焊接性對高強度船體結(jié)構(gòu)鋼至關(guān)重要，通過

4、對高強度船體結(jié)構(gòu)鋼的焊接性分析，以及對其焊接接頭性能試驗，試驗結(jié)果表明，焊接接頭也具有良好的綜合力學性能，證明寶鋼公司試制的高強度船板具有良好的焊接性。 隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，船舶結(jié)構(gòu)對材料的要求也越來越高，船體結(jié)構(gòu)鋼也面臨著大發(fā)展，未來新一代鋼鐵材料的特征具有超細化，超潔凈，超均質(zhì)的組織和成份特征，在制造成本基本不增加，少用合金資源和能源，塑性和韌性基本不降低條件下，強度翻番和使用壽命翻番，其核心理論和技術(shù)就是實現(xiàn)鋼材的超細晶。