超快冷条件下Ti微合金化钢的冷却工艺及强韧化机理

摘要

本文以自然科学基金重点项目“超快冷条件下低碳钢中纳米析出物控制及综合强化机理”及国内某钢厂“3450mm轧后超快速冷却设备研制及工艺开发”项目为背景，采用在普通C-Mn钢基础上单独加Ti的微合金钢成分体系，通过热模拟实验及实验室热轧实验，研究了微合金元素Ti的添加量及热轧后超快冷工艺对超快冷工艺下热轧中厚钢板组织性能的影响，并探讨了超快冷工艺下Ti微合金化钢的强韧化机理。主要研究内容及结论如下: (1)通过连续冷却及等温热模拟实验研究了实验钢过冷奥氏体连续冷却过程中的相变行为及组织变化规律，分析了冷却工艺及Ti含量对相变和析出行为的影响。绘制出连续冷却转变曲线;确定了铁素体等温相变C曲线的鼻尖温度以及析出完成时间。 (2)通过实验室热轧实验研究了Ti含量对实验钢显微组织及力学性能的影响规律，并分析了铁素体内的碳化物析出行为。 (3)通过实验室热轧实验研究了轧后超快冷工艺对实验钢显微组织及力学性能的影响规律。 (4)计算了不同Ti含量及不同冷却工艺下实验钢中各强化机制对屈服强度的贡献，并在此基础上分析其强韧化机制。结果表明:a.超快冷条件下，不同Ti含量及不同冷却工艺下实验钢的强化机制均以细晶强化(△σGB)为主，随着Ti含量的增加，△σGB和△σOrowan均逐渐增大，但△σOrowan增量较大。b.随着终冷温度的升高，△σOrowan逐渐增加，而△σGB逐渐减小;c.随着冷却速度的增加，△σGB和△σOrowan同时增加。

目录

声明

摘要

1．1前言

1．2高强度微合金钢概述

1．2．1微合金钢及其特点

1．2．2微合金钢的强化机制

1．3钛的物理和力学性能

1．3．1钛的发现及资源分布

1．3．2钛及其化合物性质

1．4钛微合金钢的发展现状

1．5控制轧制和控制冷却

1．5．1控制轧制工艺理论

1．5．2控制冷却工艺理论

1．6超快速冷却工艺的发展

1．7本文研究的目的及意义

1．8本文研究的主要内容

第2章奥氏体连续冷却相变及等温实验

2．1实验材料及方法

2．1．1实验材料

2．1．2实验方法

2．2实验结果及分析

2．2．1 Ti微合金钢连续冷却相变行为

2．2．2不同工艺条件下等温实验

2．3分析与讨论

2．3．1变形对奥氏体相变影响

2．3．2变形对奥氏体相变组织的影响

2．3．3不同等温工艺和Ti含量对析出的影响

2．4本章小结

第3章Ti含量对实验钢组织性能的影响

3．1实验材料及方法

3．1．1实验材料

3．1．2实验方法

3．2热轧实验工艺参数及性能

3．3 Ti含量对实验钢组织性能的影响

3．3．1 Ti含量对实验钢组织的影响

3．3．2 Ti含量对实验钢力学性能的影响

3．4分析与讨论

3．5本章小结

第4章超快冷工艺对实验钢组织性能的影响

4．1实验材料及方法

4．1．1实验材料

4．1．2实验方法

4．2实验结果及分析

4．2．1终冷温度对实验钢组织性能的影晌

4．2．2冷却速度对实验钢组织性能的影响

4．3分析与讨论

4．4本章小结

第5章减量化Ti微合金钢工业试验

5．1工业试验条件

5．2减量化Ti微合金钢工业试验

5．2．1实验材料

5．2．2实验方案

5．3热轧钢板的组织性能检验结果

5．3．1力学性能检测结果及分析

5．3．2试验钢显微组织分析

5．3．3试验钢断口形貌分析

5．4本章小结

第6章结论

参考文献

致谢