【摘 要】
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随着科学技术的高速发展,液化气体的生产和使用量逐渐增大,因此对这些液化气体的储存和运输必将是人们关注的焦点。传统的用于零下100℃及更低温度的钢种主要为镍系低温钢,此类低温钢镍含量高,合金成本亦较高,因此,降低镍含量成为低温钢发展的一个重要方向。本文通过以锰代镍的设计思路,采用C/Mn低成本合金成分设计,重点研究热处理工艺对中锰低温钢组织性能演变规律的影响,揭示了中锰低温钢强韧化机理。本文主要研究
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随着科学技术的高速发展,液化气体的生产和使用量逐渐增大,因此对这些液化气体的储存和运输必将是人们关注的焦点。传统的用于零下100℃及更低温度的钢种主要为镍系低温钢,此类低温钢镍含量高,合金成本亦较高,因此,降低镍含量成为低温钢发展的一个重要方向。本文通过以锰代镍的设计思路,采用C/Mn低成本合金成分设计,重点研究热处理工艺对中锰低温钢组织性能演变规律的影响,揭示了中锰低温钢强韧化机理。本文主要研究工作如下:（1）通过模拟轧制实验,研究实验钢的动态再结晶行为,建立中锰低温钢动态再结晶模型及变形抗力模型。实验钢动态再结晶激活能Q=527.92kJ/mol,得到的回归模型具有较好的可信度。（2）模拟实验钢板炉中加热升温,获得中锰低温钢铁素体-奥氏体两相区温度区间为596～747℃;实验测定中锰低温钢静态CCT曲线,在0.1～50℃/s连续冷却过程中仅发生马氏体相变。（3）研究实验钢淬火态经过不同回火温度制度组织与力学性能变化规律。淬火态组织主要为伴随高位错密度的板条马氏体,回火后形成亚微米尺度回火马氏体（宽度≤600 nm）-逆转变奥氏体（宽度≤250nm）复合层状组织。随着回火温度升高,实验钢的屈服强度降低,延伸率逐渐升高,冲击功呈现先增大再减小的趋势,620℃回火后获得最佳强韧性组合。（4）实验钢亚稳奥氏体含量变化规律研究发现,随实验钢回火温度升高,组织中亚稳奥氏体体积分数不断升高,最高可达28%。奥氏体中C、Mn含量随回火温度的升高而减少,实验钢中亚稳奥氏体稳定性减弱,容易在低温或受到较小载荷时自发相变为马氏体。通过分析Mn配分机制、亚稳奥氏体体积分数以及稳定性、大角度晶界韧化机制、加工硬化行为、亚稳奥氏体的TRIP效应以及“有效晶粒”尺寸等,阐述了中锰低温钢强韧化机理。（5）研究离线热处理（QT、QQT、QLT）制度实验钢组织演变与力学性能变化规律发现,实验钢经过多级热处理后低温韧性有了明显的提高,-100℃冲击功均达到137 J以上,在-120℃冲击功高于118 J以及-150℃冲击功高于68 J。
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