20MnSi(V)螺纹钢相变过程及组织演变研究

摘要

20MnSi（V）螺纹钢作为结构用钢以优良的综合性能被广泛用于建筑工程行业。为了适应节能减耗的要求，研发高性能节约型工程建筑钢材迫在眉睫。本文在深入系统地研究20MnSi螺纹钢相变过程的基础上，遵循降本增效原则，应用控轧控冷等工艺来优化其组织，进而提高其使用性能，从而为20MnSi系螺纹钢的研究和使用提供实验和理论依据。具体为采用DIL805A/D差分膨胀仪对20MnSi螺纹钢进行加热、冷却及加载应力过程的相变研究及组织分析，并且在Gleeble-1500热模拟机上对20MnSi（V）钢进行不同变形温度及变形量的控轧控冷实验，并结合金相组织观察、透射电镜分析及性能测试等方法，论证加载应力、控轧控冷工艺及微合金添加等技术进一步优化20MnSi系螺纹钢组织，提高其性能的可行性。研究表明：
　　加热速度对20MnSi钢的奥氏体化有显著影响，随着加热速度增加奥氏体形成开始温度Ac1和结束温度Ac3皆呈增高趋势，奥氏体形成时间显著减少，且奥氏体化速率的峰值明显增大；结合不同冷却速度下20MnSi钢的相变过程及室温组织，分析并绘出连续冷却转变图（CCT曲线）；实验证明加载应力促进了20MnSi钢过冷奥氏体的转变，使铁素体和珠光体的相变开始温度升高，组织细化，位错密度增大，并提高了组织中珠光体的相对含量，且在相对低温下加载应力会使以上现象更加明显，因此选择加载应力来细化20MnSi螺纹钢的组织，不仅在工艺上容易实现，而且还能降低成本，节能增效；不同变形温度及变形量影响着20MnSi（V）的组织及性能，随变形温度的降低，20MnSi（V）钢的变形抗力增大，组织细化，位错密度增加。因20MnSiV钢组织中VC析出强化所致，使在相同条件下，20MnSiV钢组织较20MnSi钢更为均匀细化；在相同变形温度下随变形量的增加，20MnSi（V）钢的组织愈加细化且位错增多，且因20MnSiV钢大变形量下碳化物的应变诱导析出行为，使组织中析出更多的 VC，进而使组织更加致密。

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第一章 绪 论

1.1 20MnSi（V）螺纹钢的概述

1.2 钢材的强化机理

1.3控轧控冷下螺纹钢筋的生产

1.4 课题研究意义、目的与内容

第二章 实验内容与方法

2.1实验材料

2.2试样制备

2.3实验内容

2.4分析方法

第三章 20MnSi螺纹钢加热及冷却过程相变分析

3.1加热过程中的20MnSi钢奥氏体化

3.2冷却过程中20MnSi钢的相变分析

3.3本章小结

第四章 加载微应力下20MnSi钢的相变过程

4.1实验方法

4.2结果与分析

4.3 本章小结

第五章 控轧控冷工艺及添加V元素下20MnSi钢的组织及性能

5.1 实验方法

5.2变形温度对20MnSi/20MnSiV钢的影响

5.3变形量对20MnSi/20MnSiV钢的影响

5.4本章小结

第六章 结论

参考文献

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