N、C在SWRH82B钢中的存在形式及对组织和性能的影响

摘要

高强度低松弛预应力钢绞线是公路、铁路、建筑、桥梁和一些大型场馆等建设必须的结构材料，作为其原材料的SWRH82B钢盘条的质量对钢绞线的性能有着直接的影响，因此研究SWRH82B钢盘条具有十分重要的意义，本文所用材料由首钢水城钢铁集团有限公司提供。
　　本文主要研究C和N元素在SWRH82B钢中的存在形式及对组织和力学性能的影响。根据铁氮相图、铁碳相图以及SWRH82B的成分可以确定氮、碳在钢中主要以四种形式存在。通过透射电镜观察可知，含氮量不同的两种盘条其析出物的尺寸及数量不同，但两种盘条的析出物位置大都位于原奥氏体晶界和位错线上。通过金相显微镜观察可知，低氮铸坯和高氮铸坯的中心位置均有细微缩孔，显微组织中有网状二次渗碳体，但是两种盘条中的组织大部分是索氏体，除此之外含有少量珠光体和铁素体，未发现明显的二次渗碳体。
　　拉伸试验结果表明，高氮盘条的屈服强度、抗拉强度比低氮盘条高，但延伸率和断面收缩率有所降低。通过扫描电镜和能谱分析可知，高氮盘条的拉伸断口上有更多的夹杂物，两种盘条的断口面上都有富含Al、Si的大块夹杂物。经过化学分析和荧光分析结果确定了钢中的C、Mn、Si、V、Cr等元素的偏析在正常范围内。
　　加热温度为800℃、保温时间为30min的工艺不能使奥氏体均匀化，也不能使原先铸坯组织中的二次渗碳体溶解，加热温度为900℃、保温2h可以使钢中奥氏体化程度均匀。通过热模拟试验可知冷却速度对组织有着非常重要的影响，为确定合理的冷却速度提供一定的依据。对经过热模拟试验处理的试样进行硬度分析，可知随着冷却速度的提高其硬度值不断增大，但对同一冷速不同氮含量的铸坯来讲，低氮铸坯的硬度值较高。

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1 绪 论

1.1 国内外线材生产的发展情况

1.2 SWRH82B盘条的生产流程

1.3 SWRH82B钢中各元素的作用

1.4 本课题研究的背景和意义

1.5 本课题研究的内容

2 试验材料及方法

2.1 试验材料

2.2 试验方法

3 N在SWRH82B钢中的存在形式

3.1 Fe-N二元相图

3.2 SWRH82B钢中氮含量的测定

3.3 VC和VN在SWRH82B钢中的固溶度积

3.4 SWRH82B钢中碳氮化钒的析出

3.5 本章小结

4 N对SWRH82B钢组织和性能的影响

4.1 SWRH82B钢的微观组织

4.2 SWRH82B盘条的力学性能

4.3 拉伸断口扫描电镜分析

4.4 断口能谱分析

4.5 本章小结

5 碳的分布状态及盘条热处理工艺

5.1 Fe-C二元相图

5.2 SWRH82B盘条横截面上C的分布

5.3 元素荧光分析

5.4各元素对形成不良组织的影响

5.5 SWRH82B钢热处理试验

5.6 SWRH82B钢热模拟试验

5.7 本章小结

6 结 论

致谢

参考文献