论文部分内容阅读
随着工业技术和各种液化石油气、液氨、液氧、液氢、液氮等的生产、储存和输送的发展,对低温压力容器用钢提出了越来越高的要求,具有良好低温性能的钢种需求量与日俱增。在中国普钢产能过剩的情况下,开发低温性能的钢种具有良好的市场前景和可观的经济效益。本论文结合国内某宽厚板厂的装备条件,采取实验室研究及工业试制相结合的方式,开发出的07MnNiMoVDR钢在-40℃具有良好的低温冲击韧性、强度、延伸率等性能,各项指标均达到或超过GB19189-2003所要求的水平。论文研究的主要内容有：1.在热模拟试验机MMS-300上进行热模拟实验,利用热膨胀法测定奥氏体连续转变静态CCT曲线,研究分析不同冷却条件下的过冷奥氏体组织转变规律。结果表明：试验钢在较宽的冷却速度范围内(5-30℃/s)都形成贝氏体组织；冷速大于50℃/s发生马氏体相变,冷速大于150℃/s组织中绝大部分为马氏体；当冷速为1-30℃/s之间时,随着冷速的增加,贝氏体开始转变温度先增加后下降,贝氏体相变的终止温度随着冷速的增加,前期变化不大,后期逐渐升高。2.通过热膨胀试验、TEM检测和金相组织观察,研究07MnNiMoVDR钢调质过程中的相变动力学及其调质过程的相变和碳化物析出规律。结果表明：回火过程中回火转变主要发生在升温阶段。在200℃-300℃之间,残余奥氏体分解,转变为回火马氏体或贝氏体。马氏体通过碳原子连续式分解,长距离扩散形成θ-碳化物；当温度达到400℃以上,马氏体通过长程扩散形成晶界和晶内的θ-碳化物；当温度升高到650℃,θ-碳化物变成粒状渗碳体,板条α相已经发生再结晶形成回火索氏体。3在相同的轧制条件下,通过变化淬火温度、淬火时间、回火温度、回火时间等调质参数,研究回火过程力学性能变化规律,得出回火质量P参数和P曲线。试验结果为：920℃淬火时,回火硬度H=735.97173-27.81462*p；970℃淬火时,回火硬度H=711.12514-27.48573*p。4采用相同的轧制制度及冷却制度在实验室Φ450实验机组上进行轧制试验,研究不同淬火温度、回火温度对实验钢力学性能和碳化物析出行为的影响。结果表明：随着淬火温度增加,马氏体中固溶的合金含量增加,在回火加热过程中碳化物析出量增加,试验钢的屈服强度提高,马氏体板条束宽度变大,造成韧性下降；P、S等杂质元素向奥氏体晶界扩散,合金碳化物及杂质元素偏聚于晶界处,最终保留至回火组织中使冲击功下降。回火温度不超过650℃时,碳化物球化长大,使强度下降、冲击功增加；回火温度超过650℃时,铁素体发生再结晶,造成强度下降。回火温度超过680℃时,铁素体部分发生奥氏体化,冲击功和屈服强度急剧下降。5采用不同轧制方案和不同冷却方式,研究试验钢力学性能变化规律,并比较不同方案下其组织和力学性能的区别,分析调质状态下组织和力学性能的变化规律。结果表明：采用两阶段轧制+轧后控冷方式,粗轧终轧温度大于1000℃,粗轧总压下率大于67%,精轧开轧温度控制在880℃左右,终轧温度控制在840℃左右,精轧压下率大于50%,精轧平均道次变形量控制在20%-30%之间,轧后冷速10℃/s左右,淬火温度在910℃-970℃之间、固溶时间0.5h-1h,回火温度620℃-680℃、回火时间0.5h-1h。在以上工艺参数下钢板综合力学性能良好,较GB19189-2003标准要求的各项力学性能有较多富余。6在实验室研究的基础上,经国内某宽厚板厂4300mm生产线的批量工业试制,结果表明所开发的07MnNiMoVDR钢工艺参数合理,试制钢的各项性能指标均达到甚至超过GB19189-2003标准要求。