风塔用中厚钢板热处理工艺以及CTOD断裂韧性研究

摘要

本文研究了超低温高强钢的热处理工艺，以及对不同热处理工艺下的超低温高强钢的力学性能和金相显微组织进行了测量与观察，最后对风塔用钢板焊接接头的母材、热影响区以及焊缝区的断裂韧性进行了常温CTOD试验评定和金相显微组织进行了观察。试验表明:钢板经调质处理后，显微组织为回火索氏体组织，强度、硬度、低温冲击韧性与淬火温度的选择无关;随回火温度的提高，钢板强度、硬度下降，低温冲击韧性得到改善;板厚尺寸减小后，钢板的强度、低温冲击韧性以及硬度都提高了。钢板经过正火处理后，钢板的强度、硬度低于只进行回火处理的钢板，低温冲击韧性好于只进行回火处理的，金相显微组织基体为细晶粒铁素体以及细带状和块状分布的珠光体组织。
　　 第二次回火后，钢板的强度、硬度下降，低温冲击韧性依然很差;在轧制宽度方向上，铁素体和珠光体组织分布均匀，经过相同回火工艺处理后，办学性能相近。钢板焊接接头的热影响区以及焊缝区的断裂韧性适用于CTOD试验评定;在室温26℃条件下，焊缝中心的断裂韧性好于靠近焊缝的热影响区的，靠近母材的热影响区的断裂韧性与母材的相接近;经过焊后去应力退火后，钢板焊接接头的焊缝区的、靠近焊缝的热影响区的断裂韧性得到明显改善，高于母材的断裂韧性，靠近母材的热影响区的断裂韧性虽得到改善，但仍然低于母材的断裂韧性。
　　 焊接钢板母材基体组织为呈带状分布的珠光体和等轴状的铁素体组织，焊缝区由明显的柱状晶组成，热影响区由等轴晶粒组成。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 中厚钢板概述

1．1．1 钢板的分类

1．1．2 宽厚钢板的工程应用

1．2 中厚钢板的热处理工艺介绍

1．2．1 中厚钢板的热处理工艺

1．2．2 中厚钢板的强韧化

1．3 中厚钢板的力学性能主要测试方法

1．3．1 单向静拉伸试验

1．3．2 中厚钢板的硬度

1．3．3 夏比冲击试验

1．3．4 CTOD试验

1．4 本课题的研究意义及内容

2 实验材料、设备及方法

2．1 实验材料与设备

2．1．1 实验材料

2．1．2 实验设备

2．2 实验内容及方法

2．2．1 钢板的热处理试验内容

2．2．2 焊接接头断裂韧性的CTOD试验评定

2．3 试验流程总结

3 低温高强钢板的调质热处理工艺

3．1 低温高强钢的调质工艺

3．1．1 淬火工艺参数以及淬火介质的选择

3．1．2 回火工艺参数以及回火冷却方式

3．2 调质处理后钢的常规力学性能试验结果

3．2．1 拉伸试验结果

3．2．2 Charpy低温冲击试验结果

3．2．3 显微维氏硬度试验结果

3．3 调质处理后的力学性能结果分析与讨论

3．3．1 调质处理淬火温度与回火温度对力学性能的影响

3．3．2 力学性能随着钢板厚度的变化规律分析

3．3．3 调质态钢的金相显微组织观察

3．4 调质热处理工艺结果分析

3．5 本章小结

4 低温高强钢板的正火和回火工艺

4．1 工艺参数选择

4．1．1 正火工艺参数选择

4．1．2 回火工艺参数选择

4．2 热处理后B钢板和C钢板的常规力学性能

4．2．1 拉伸试验结果

4．2．2 Charpy冲击试验结果

4．2．3 显微维氏硬度试验结果

4．3 热处理工艺结果分析与讨论

4．3．1 B钢板热处理工艺结果与讨论

4．3．2 C钢板热处理工艺结果与讨论

4．3．3 正火态和回火态钢板的金相显微组织

4．4 正火以及回火工艺分析与总结

4．5 本章小结

5 D钢板焊接接头断裂韧性评定

5．1 D钢板焊接接头的断裂韧性CTOD适用性研究

5．2 D钢板常温韧性CTOD评定

5．2．1 母材参考法

5．2．2 类比法

5．3 D钢板焊接接头常温断裂韧性CTOD评定

5．3．1 试验及结果

5．3．2 结果讨论

5．4 D钢板与D钢板焊接接头组织观察

5．4．1 热轧态D钢板金相组织观察

5．4．2 D钢板焊接接头组织观察

5．5 本章小结

6 结论

致谢

参考文献