B微合金化钢中厚板热处理工艺的研究

【摘要】大力发展海洋工程装备和关键材料的国产化是我国战略层面的重要转型。调质型高强韧性中厚钢板应用范围极广，且生产技术难度极大。本文首先对厚度为60mm的海洋工程中厚板开展了淬透性能的研究，重点研究了钢板1/4T及心部的力学性能及微观组织结构。根据中厚板的生产工艺特点，详细制定了热处理工艺，并对组织与力学性能的关系进行分析,为工业生产提供了理论依据和指导。为了研究中厚钢板的淬透性能，本文对几种常见B微合金化成分的实验钢做了端淬实验，实验结果证明了B对厚板淬透性的重要影响及合金元素如Al对B淬透性的影响。研究表明，微量的Ti及相对稍高含量稍高一点的Al可以有效抑制BN析出，从而确保B的有效固溶含量，强化B微合金化效果；而V对BN的抑制作用则很弱。而钢中B的晶界偏聚受淬火工艺影响明显。之后本文对相对淬透性较好的一种成分钢进行了CCT曲线的测定，连续冷却下得到的硬度及显微组织，从而得出实验钢的CCT曲线。在试验室进行了中厚板的淬火冷却试验，将试验钢经奥氏体化后分别进行水冷、油冷、空冷和炉冷，并测得这四种不同的冷却状态下的力学性能及显微组织，最终在油冷和水冷下获得了的板条马氏体/贝氏体混合组织。研究发现，冷却速度越小贝氏体含量越大，抗拉强度在小的变化范围有稍微的增加，但屈服强度降低，不过幅度较小，综上得出，油冷状态下得到最好的综合性能。随后对实验钢奥氏体化后油冷，之后进行不同温度的回火，从而得出最佳的热处理工艺。对于本成分体系下的中厚钢板，最佳淬火温度为900℃，最佳回火温度为640℃。综合分析试验结果还可以发现，造成钢板心部部位获得优良低温韧性的原因是钢板表面和心部的组织的不同。工业生产的60mm中厚板淬火处理后，心部得到板条马氏体/贝氏体的混合组织，表面到中心各部位的抗拉强度和屈服强度变化很小，而钢板心部部位低温韧性却明显优于表面，在试验温度为-60℃时，钢板心部冲击值达到130J，而表面仅为30J。
【作者】曹志娟；
【导师】王成彪；潘涛；
【作者基本信息】中国地质大学（北京），材料科学与工程，2014，硕士
【关键词】中厚板；强韧性；淬透性；B微合金化；

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