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随着国民经济建设的不断发展,市场对屈服强度700MPa以上级别钢材的需求量日益增大,本文以WELDOX700和WELDOX900为基础,通过查阅国内外文献,设计了试验钢的化学成分,利用试验钢的CCT曲线制定了合理的热轧工艺,并重点研究了热处理工艺对试验钢组织及性能的影响,开发了屈服强度700MPa和1900MPa的高强低合金钢,论文取得了以下研究结果:
(1)WELDOX900E的金相组织为回火索氏体组织,力学性能良好。
(2)试验钢化学成分设计采用低碳低合金设计原则,700MPa级试验钢的碳当量为0.385％,900MPa级试验钢的碳当量为0.55％,利用真空冶炼技术来严格控制钢中P、S等杂质含量,以便提高试验钢的力学性能。
(3)通过热模拟试验,采用膨胀法测定试验钢的相变点,测定700MPa级试验钢的临界点温度Ac3=877.04℃,Ac1=787.04℃；900MPa级试验钢的临界点温度Ac3=864.73℃,Ac1=786.35℃；并测定了不同冷却速度下连续冷却转变的膨胀曲线,对奥氏体转变过程及转变产物的组织和性能进行了研究分析。
(4)通过对试验钢淬火加热温度、淬火保温时间、回火加热温度、回火保温时间和显微组织的研究可知,调质热处理工艺对试验钢性能影响较大。屈服强度700MPa试验钢的最佳热处理工艺参数为950℃保温30min后淬火,540℃回火保温40min后空冷,此时的金相组织为回火索氏体,对应的抗拉强度为860MPa、屈服强度为816.7MPa、延伸率为15.1％、冲击功分别为97.4J(0℃)、89.3J(-20℃)和61.4J(-40℃)。
(5)屈服强度900MPa试验钢的最佳热处理工艺参数为淬火加热温度900℃,淬火保温时间30min,回火加热温度480℃、回火保温时间40min,相应的金相组织为回火屈氏体,此时的抗拉强度1086.7MPa、屈服强度1016.7MPa、延伸率15.7％、冲击功分别为86J(0℃)、53J(-20℃)和47J(-40℃),两个试验钢种均达到欧洲标准委员会(CEN)对该级别高强钢板的要求。