不含Nb、Ti等合金化合物析出元素超低碳贝氏体钢的研究

摘要

超低碳贝氏体钢是目前倍受国际工程领域关注的钢种之一，由于一般报道的生产工艺流程相对繁琐且较难控制，同时存在着高能耗、高成本等不足，这制约了超低碳贝氏体钢的工程应用。本文设计一种不添加Nb、Ti等贵金属合金化合物形成元素的超低碳贝氏体钢，通过研究其连续冷却和中温等温过程的相变特征，为研发一种强韧配比高、低能耗生产型超低碳贝氏体钢提供理论依据。
　　采用XRD、显微组织观察以及硬度、冲击韧性测试等研究实验用钢(0.05％C-1.7％Mn-0.35％Ni-0.3％Si-0.25％Mo)高温变形后在不同工艺条件下试样的相变点特征、连续冷却及450℃等温条件下的物相组成、显微组织结构状态及力学性能的变化特征。
　　实验用钢高温变形后无论是否经历高温停留，CCT曲线的中温部分均具有两区特征，高温停留过程明显影响中温相变点，对应的CCT曲线相对未经历高温停留处理试样的明显移向左上方。
　　实验用钢高温变形后无论是否经历高温停留过程，以不同冷速下直冷至室温所得到的组织组成类型相近，均主要由粒状贝氏体和板条束状贝氏体构成，且随冷速的提高，两者的相对含量发生明显变化。提高冷速会抑制粒状贝氏体生成，促进板条束状贝氏体的生长。高温停留过程通过形成位错胞而提高组织中板条束状贝氏体含量的影响作用凸显在随后的冷却速度高于5℃/S的冷却条件下。
　　无论是否经历高温停留，实验用钢以15℃/s冷至450℃等温不同时间得到的组织均主要由板条束状贝氏体与残余奥氏体构成。高温停留过程通过形成位错胞并分割母相晶粒来促进板条贝氏体形成的作用突出表现在等温时间小于30min的等温条件下。长时等温条件下，经历高温停留试样与不经历高温停留试样的显微组织形态特征无明显差别。
　　硬度及冲击韧性αK的测试结果表明，对应不同处理条件，形成数量多且细小的板条束状贝氏体可以赋予实验用钢较高水平的强韧性。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 ULCB钢中典型组织及其对性能的影响

1．1．1 准多边形铁素体(αq)

1．1．2 针状铁素体

1．1．3 粒状贝氏体

1．1．4 板条状贝氏体

1．2 传统的超低碳贝氏体钢制备工艺

1．2．1 驰豫-析出-控制相变技术

1．2．2 TMCP生产工艺

1．2．3 控轧+直接淬火

1．3 贝氏体相变理论的研究进展

1．4 ULCB钢研发中存在的主要问题

1．5 本课题的研究目的与主要研究内容

第二章 实验过程

2．1 实验用钢设计与制备

2．1．1 实验用钢成分设计

2．1．2 实验用钢的熔炼

2．2 均匀化退火

2．3 热模拟实验及CCT曲线的测定

2．4 组织结构分析

2．4．1 物相分析

2．4．2 显微组织观察

2．5 精细组织结构观察

2．6 力学性能测试

2．6．1 洛氏硬度测试

2．6．2 显微硬度测试

2．6．3 冲击韧性测试

第三章 实验结果与分析

3．1 实验用钢相变点分析

3．2 未经历高温变形及高温停留试样的组织结构分析

3．3 高温变形后未经历高温停留处理试样的组织结构分析

3．3．1 冷速对实验钢显微组织的影响

3．3．2 中温等温处理对实验钢显微组织的影响

3．4 高温变形后经历高温停留处理试样的组织结构分析

3．4．1 冷速对实验钢显微组织的影响

3．4．2 中温等温时间对实验钢显微组织的影响

3．5 硬度分析

3．5．1 洛氏硬度测试

3．5．2 显微硬度测试

3．6 冲击韧性分析

结论

参考文献

发表论文和科研情况说明

致谢