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高强度低合金钢具有良好的强度、塑性、韧性和可焊性,在造船、桥梁、输油管道等行业占有重要地位。高强度低合金钢的织构对材料的加工处理过程及性能具有重要的影响。本文主要探索不同处理工艺对组织织构演变的影响及不同织构组态对材料力学性能的影响。采用XRD测量不同工艺处理后试样的宏观织构,并结合EBSD分析部分试样的微观织构,对比分析不同工艺处理后试样的性能变化,获得加工工艺、组织织构及力学性能的对应关系。 首先选定不同奥氏体化温度对材料进行奥氏体化处理实验来探索,并选择850℃和950℃两个具有代表性的奥氏体处理后的试样进行宏观织构分析和力学性能测试,得到如下结果:材料晶粒随奥氏体化温度的升高而均匀化并缓慢增大。材料稳定性较好,只有在奥氏体化温度大于1000℃时,晶粒才会出现明显的粗化,晶粒大小出现两极分化;850℃奥氏体化后的试样{111}面织构和{223}面织构密度都增加,材料拉伸性能和冲击性能都提高;950℃奥氏体化后试样只有{111}面织构提高,材料冲击韧性得到强化。 为探究热轧工艺与材料织构及性能变化的关系,本实验针对热轧初轧温度和热轧变形量两个参量进行研究。研究表明:控制热轧变形量为50%时,任意热轧初轧温度对材料织构类型和密度变化的影响较小,力学性能变化很小;控制热轧初轧温度为850℃,当热轧变形量为30%时,材料内主要含有再结晶织构和变形织构,{111}、{112}和{223}面织构及{001}<110>织构密度都大幅度增加,大角度晶界增加,重合点阵晶界Σ3含量增多。材料拉伸性能大幅度提升,冲击性能下降,研究表明{111}、{112}和{223}面织构增加促使材料拉伸性能大幅度提高,而{001}<110>织构是冲击性能敏感织构,试样容易在{001}面发生解理断裂导致材料冲击韧性降低;当热轧变形量为50%时,织构密度变化较小,热轧变形量与织构密度变化不成正比。热轧初轧温度固定时,适当的变形有利于织构的产生。 通过控制冷轧变形量,研究冷轧工艺与材料织构及性能变化的关系。研究表明:不同冷轧变形量处理该高强度低合金钢时,材料织构种类不发生变化,织构密度随变形量增加而增加,与热轧不同变形量时试样织构密度随变形量变化趋势相反。冷轧50%变形量时,材料织构增强,但位错密度也增加,材料强度提升,但延伸率下降,说明利用织构提高材料性能时,要控制材料内部位错密度,要两者相互结合才能提高材料综合性能。 由以上分析可见,可以通过材料先冷变形后再热处理促进材料内形成再结晶织构来强化材料综合性能,也可以选择在(α+γ)两相区热轧,热轧变形量的选择要遵循再结晶织构和变形织构可以配合生长的原则,不能过分追求大变形量。