超低碳贝氏体高强钢Q690D组织性能研究

摘要

超低碳贝氏体高强钢以其低成本、高强度、强可焊性和优良低温韧性的优势已经广泛应用于煤矿和矿山机械、大型鼓风机、石油化工、锅炉容器等行业，在降低成本的基础上，保证钢板的高强度和高韧性是未来超低碳贝氏体高强钢的发展方向。本文以“鞍钢C-Mn-Nb-Mo-B-Ti超低碳贝氏体高强钢中厚板产品及工艺研究”项目为背景，对鞍钢生产的Q690D超低碳贝氏体高强钢产品及工艺进行了研究，完成的主要成果如下: (1)综合考虑强度、韧性和焊接性能等因素，成分设计上选择C-Mn-Nb-Mo-B-Ti的方案。对实验钢的再结晶温度及CCT曲线进行了研究，确定了最佳加热和控轧控冷工艺，其工艺为:加热温度为1150℃，开轧温度为1050℃，终轧温度控制在再结晶温度以上，冷却速度确定为10～15℃/s，终冷温度定为550℃。 (2)对鞍钢现场试生产的性能不合的Q690D钢板进行组织和性能分析，发现影响钢板性能的主要原因有:合金元素如Mn、B等含量低、元素偏析，导致相变温度高且钢板淬透性不够;控制冷却过程中温度精确控制能力低，返红温度较高导致组织为粒状贝氏体特征，MA相较粗大，局部区域存在少量针状铁素体组织，影响钢板的强度及韧性。 (3)采用MINITAB软件对化学成分各组元、控轧控冷参数进行正态分布规律分析。发现鞍钢中板线Q690D性能波动的主要原因就是控冷系统不稳定，生产中静态再结晶并未造成强度的下降，动态再结晶发生与否与钢的屈服和抗拉强度偏低导致的性能不合没有对应关系。

目录

声明

摘要

第1章绪论

1．1选题的背景和意义

1．1．1选题的背景

1．1．2国内外超低碳贝氏体钢的发展现状

1．1．3选题的意义

1．2超低碳贝氏体高强钢的成分设计

1．2．1 C含量的控制

1．2．2 B在超低碳贝氏体高强钢中的作用

1．2．3 Cu在超低碳贝氏体高强钢中的作用

1．2．4 VN复合析出在超低碳贝氏体高强钢中的作用

1．2．5微合金元素Nb、Ti在超低碳贝氏体高强钢中的作用

1．3超低碳贝氏体高强钢的强化机制和屈服强度估算

1．3．1强化机制

1．3．2超低碳贝氏体钢的屈服强度估算公式

1．4提高超低碳贝氏体钢强韧性的措施

1．4．1控制钢的化学成分

1．4．2控制冷却速度

1．4．3热处理

1．5课题研究的内容及目标

第2章超低碳贝氏体高强钢Q690D化学成分及生产工艺研究

2．1化学成分设计

2．2试制工艺研究

2．2．1加热工艺研究

2．2．2轧制工艺研究

2．2．3冷却工艺研究

2．3本章小结

第3章轧制态组织性能影响因素研究

3．1．1实验材料

3．1．2 EBSD试样制备方法

3．2 Q690D力学性能偏低原因分析

3．2．1合金元素分析

3．2．2金相组织微镜组织观察

3．2．3扫描电镜组织观察图

3．3连续冷却过程中低碳贝氏体高强钢Q690D的相变特点

3．3．1试验钢Q690D的CCT曲线

3．3．2冷速对Q690D相变的影响规律研究

3．4终冷温度对相变的影响规律

3．5本章小结

第4章生产过程控制能力及强度与参数关系的回归分析

4．1炼钢厂化学元素范围控制能力分析

4．2中板线轧制及冷却控制能力分析

4．3强度与工艺回归分析

4．4轧制过程静态再结晶行为分析

4．5轧制过程动态再结晶行为分析

4．6本章小结

第5章结论

参考文献

致谢