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N、C在SWRH82B钢中的存在形式及对组织和性能的影响

作　者: 吴莉莉
导　师: 盛光敏
学　校: 重庆大学
专　业: 材料科学与工程
关键词: SWRH82B钢碳氮组织性能
分类号: TG142.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

高强度低松弛预应力钢绞线是公路、铁路、建筑、桥梁和一些大型场馆等建设必须的结构材料,作为其原材料的SWRH82B钢盘条的质量对钢绞线的性能有着直接的影响,因此研究SWRH82B钢盘条具有十分重要的意义,本文所用材料由首钢水城钢铁集团有限公司提供。本文主要研究C和N元素在SWRH82B钢中的存在形式及对组织和力学性能的影响。根据铁氮相图、铁碳相图以及SWRH82B的成分可以确定氮、碳在钢中主要以四种形式存在。通过透射电镜观察可知,含氮量不同的两种盘条其析出物的尺寸及数量不同,但两种盘条的析出物位置大都位于原奥氏体晶界和位错线上。通过金相显微镜观察可知,低氮铸坯和高氮铸坯的中心位置均有细微缩孔,显微组织中有网状二次渗碳体,但是两种盘条中的组织大部分是索氏体,除此之外含有少量珠光体和铁素体,未发现明显的二次渗碳体。拉伸试验结果表明,高氮盘条的屈服强度、抗拉强度比低氮盘条高,但延伸率和断面收缩率有所降低。通过扫描电镜和能谱分析可知,高氮盘条的拉伸断口上有更多的夹杂物,两种盘条的断口面上都有富含Al、Si的大块夹杂物。经过化学分析和荧光分析结果确定了钢中的C、Mn、Si、V、Cr等元素的偏析在正常范围内。加热温度为800℃、保温时间为30min的工艺不能使奥氏体均匀化,也不能使原先铸坯组织中的二次渗碳体溶解,加热温度为900℃、保温2h可以使钢中奥氏体化程度均匀。通过热模拟试验可知冷却速度对组织有着非常重要的影响,为确定合理的冷却速度提供一定的依据。对经过热模拟试验处理的试样进行硬度分析,可知随着冷却速度的提高其硬度值不断增大,但对同一冷速不同氮含量的铸坯来讲,低氮铸坯的硬度值较高。

全文目录

中文摘要  3-4
英文摘要  4-8
1 绪论  8-22
  1.1 国内外线材生产的发展情况  8-10
    1.1.1 国外线材生产的发展情况  8-9
    1.1.2 国内线材生产的发展情况  9-10
  1.2 SWRH82B 盘条的生产流程  10-16
    1.2.1 水钢SWRH82B 盘条生产流程  10-11
    1.2.2 浇注前的生产流程解析  11-12
    1.2.3 连铸连轧过程  12-14
    1.2.4 控轧控冷工艺  14-16
  1.3 SWRH82B 钢中各元素的作用  16-20
    1.3.1 微合金元素的作用  16-18
    1.3.2 其它元素的作用  18-20
  1.4 本课题研究的背景和意义  20-21
  1.5 本课题研究的内容  21-22
2 试验材料及方法  22-26
  2.1 试验材料  22
  2.2 试验方法  22-26
    2.2.1 钢中氮元素分析  22
    2.2.2 透射电镜分析  22-23
    2.2.3 金相组织分析  23
    2.2.4 拉伸试验  23
    2.2.5 扫描电镜分析  23
    2.2.6 能谱分析  23-24
    2.2.7 化学分析  24
    2.2.8 荧光分析  24
    2.2.9 退火试验  24
    2.2.10 正火试验  24
    2.2.11 热模拟试验  24
    2.2.12 洛氏硬度试验  24-26
3 N 在 SWRH82B 钢中的存在形式  26-38
  3.1 Fe-N 二元相图  26-27
  3.2 SWRH82B 钢中氮含量的测定  27-28
  3.3 VC 和VN 在SWRH82B 钢中的固溶度积  28-33
    3.3.1 V 在奥氏体和铁素体中的最大溶解度  28-29
    3.3.2 盘条1 固溶度积计算结果  29-31
    3.3.3 盘条2 固溶度积计算结果  31-33
  3.4 SWRH82B 钢中碳氮化钒的析出  33-36
  3.5 本章小结  36-38
4 N 对 SWRH82B 钢组织和性能的影响  38-54
  4.1 SWRH82B 钢的微观组织  38-43
  4.2 SWRH82B 盘条的力学性能  43-46
  4.3 拉伸断口扫描电镜分析  46-50
    4.3.1 断裂的类型  46-47
    4.3.2 断口的SEM 分析  47-50
  4.4 断口能谱分析  50-53
  4.5 本章小结  53-54
5 碳的分布状态及盘条热处理工艺  54-74
  5.1 Fe-C 二元相图  54-55
  5.2 SWRH82B 盘条横截面上C 的分布  55-57
  5.3 元素荧光分析  57
  5.4 各元素对形成不良组织的影响  57-59
  5.5 SWRH82B 钢热处理试验  59-66
    5.5.1 第一次退火试验  59-62
    5.5.2 第一次正火试验  62-63
    5.5.3 第二次退火试验  63-65
    5.5.4 第二次正火试验  65-66
  5.6 SWRH82B 钢热模拟试验  66-72
    5.6.1 热模拟试验方案的设计  66-68
    5.6.2 温度时间曲线及应力应变曲线  68-70
    5.6.3 冷却速度对SWRH82B 组织的影响  70-72
    5.6.4 冷却速度对SWRH82B 硬度的影响  72
  5.7 本章小结  72-74
6 结论  74-76
致谢  76-78
参考文献  78-84
附录  84

N、C在SWRH82B钢中的存在形式及对组织和性能的影响

内容摘要

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