学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

Zr-Ti复合脱氧对高强度钢力学性能与焊接性能的影响

作　者: 卢伟煜
导　师: 吴开明
学　校: 武汉科技大学
专　业: 金属材料工程
关键词: 低合金高强度钢 Zr-Ti复合脱氧 Al脱氧 力学性能 埋弧焊
分类号: TG142.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 41次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


虽然低合金高强度钢的发展历史已有百余年,但是随着社会的发展,人们对低合金高强度钢力学性能的要求越来越高。通常情况下在满足高强度的同时,往往会影响钢的韧性及焊接性能。因此,如何改善韧性与焊接性能成为低合金高强度钢等钢铁材料研究与开发的重要理论与工程问题。试验钢板采用南钢试制的低合金高强度钢Q690基板钢A钢(Zr-Ti复合脱氧处理)和B钢(传统Al脱氧处理),两种钢为同一浇次浇铸的同一钢种。本文对比研究了两种脱氧方式(Zr-Ti复合脱氧和常规Al脱氧)对Q690基板钢的力学性能以及对不同线能量条件下埋弧焊焊接热影响区粗晶区低温冲击韧性的影响。实验结果表明:A钢(Zr-Ti复合脱氧)基板的强度与B钢(Al脱氧)差别不大,但是其稳定性比B钢好。A钢平均屈服强度是801 MPa,偏差是28 MPa,而B钢的平均屈服强度是802 MPa,但是偏差比A钢大得多,为66 MPa。抗拉强度也有同样的现象,A、B两钢的平均抗拉强度相差不大,分别为845 MPa和839 MPa,但是抗拉强度的偏差较大,A钢抗拉强度的偏差(15MPa)比B钢的偏差(50MPa)小。A钢的延伸率及稳定性比B钢好,A钢的低温冲击韧性稳定性也比B钢好,这与A钢经过Zr-Ti复合脱氧后形成了细小弥散的Zr-Ti复合氧化物所导致的MnS的球化和分散有关。A钢的平均延伸率为35.2%,延伸率平均偏差为2.0%,而B钢的平均延伸率为26.9%,延伸率平均偏差为2.2%,可见,A钢的平均延伸率明显比B钢的大且稳定性略好。A钢板厚方向-60℃下的低温冲击韧性为136.8 J,偏差为14.5%,而B钢板厚方向-40℃下的低温冲击韧性为154.3 J,偏差为66.9%。很明显A钢的低温冲击韧性稳定性比B钢好。两种钢经过20、35和51kJ/cm三种线能量的埋弧焊焊接后,粗晶区晶粒和组织都有粗化现象,但是B钢的粗化现象明显比A钢严重。同一线能量下,A钢粗晶区的平均奥氏体晶粒比B钢的小,并且随着线能量的增加,A钢粗晶区的平均奥氏体晶粒的长大倾向比B钢小。此外,A钢的平均冲击性能值均大于B钢。随着线能量的增加,两种钢的平均冲击性能值均有一定程度的减小,但是A钢减小得较少。这主要是因为A钢中形成了较多高温稳定的微米级、亚微米级与纳米级Zr-Ti复合氧化物粒子,它们在焊接过程中对奥氏体晶粒起到了较好的钉扎效果。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-9
第一章 文献综述  9-16
  1.1 低合金高强度钢的定义与分类  9
  1.2 低合金高强度钢的发展历史  9-10
  1.3 改善低合金高强度钢焊接热影响区韧性的途径  10-14
    1.3.1 低碳的设计及微合金化  10-11
    1.3.2 奥氏体晶粒的细化  11-12
    1.3.3 促进晶内针状铁素体的形成  12-14
    1.3.4 M-A组元的分散  14
  1.4 研究目的和内容  14-16
第二章 690MPa级低合金高强度钢的设计  16-18
  2.1 成分设计  16
    2.1.1 C含量的成分设计  16
    2.1.2 其它合金元素的成分设计  16
  2.2 工艺设计  16
  2.3 强度预测  16-18
第三章 Q690钢基板的组织和力学性能的研究  18-33
  3.1 实验材料  18
  3.2 实验方法  18-19
    3.2.1 组织及夹杂物观察与分析  18
    3.2.2 维氏硬度测试  18
    3.2.3 力学性能测试  18-19
  3.3 实验结果与分析  19-29
    3.3.1 显微组织及夹杂物特征  19-25
      3.3.1.1 光学显微组织及夹杂物特征  19-20
      3.3.1.2 扫描电镜下显微组织及夹杂物特征  20-23
      3.3.1.3 透射电镜下显微组织及夹杂物特征  23-25
    3.3.2 硬度特征  25-26
    3.3.3 力学性能结果与分析  26-29
      3.3.3.1 强度结果与分析  26-27
      3.3.3.2 延伸率结果与分析  27
      3.3.3.3 冲击实验结果与分析  27-29
  3.4 讨论  29-31
    3.4.1 通过 Zr-Ti复合脱氧控制夹杂物的形成  29-30
    3.4.2 复合氧化物的均匀分布  30
    3.4.3 MnS的球化和分散  30-31
  3.5 本章小结  31-33
第四章 埋弧焊焊接热影响区的组织和焊接性能的研究  33-56
  4.1 实验材料  33
  4.2 实验方法  33-36
    4.2.1 埋弧焊焊接实验  33-34
    4.2.2 奥氏体晶粒大小的测量实验  34
    4.2.3 组织及夹杂物实验  34
    4.2.4 冲击实验  34-36
  4.3 实验结果和分析  36-53
    4.3.1 奥氏体晶粒测量结果  36
    4.3.2 组织观察与分析结果  36-48
      4.3.2.1 光学显微组织及夹杂物特征  36-39
      4.3.2.2 扫描电镜下显微组织及夹杂物特征  39-45
      4.3.2.3 透射电镜下显微组织及夹杂物特征  45-48
    4.3.3 冲击实验结果与分析  48-53
      4.3.3.1 冲击性能结果与分析  48-49
      4.3.3.2 冲击断口结果与分析  49-53
  4.4 讨论  53-55
    4.4.1 低碳的设计对钢焊接性能的影响  53-54
    4.4.2 Zr-Ti复合脱氧对钢焊接性能的影响  54
    4.4.3 钢的纯净度对钢焊接性能的影响  54-55
  4.5 本章小结  55-56
第五章 全文结论  56-57
参考文献  57-61
致谢  61-62
附录  62

相似论文

  1. (ZrB2-ZrO2)/BN复合材料的反应热压烧结及其力学性能,TB332
  2. 超低碳贝氏体钢CO2激光-GMA复合焊接特性研究,TG456.7
  3. Mg-Zn-Y-Zr镁合金的组织结构和力学性能,TG146.22
  4. 废旧聚酯纺织品的回收再利用研究,X791
  5. 凝胶注模SiC-AlN复相陶瓷的制备工艺与性能研究,TQ174.62
  6. ODPA/异构ODA共聚酰亚胺的合成及其性能研究,TQ323.7
  7. 镁合金板状坯材挤压参数的研究,TG379
  8. 芳纶1313织物及其增强硅橡胶复合材料的性能研究,TB332
  9. 滑石粉的改性研究及其对回收PP的增强增韧,TQ325.14
  10. 普碳钢中添加ZrO2纳米粒子对其组织和力学性能的影响,TB383.1
  11. 表面修饰石墨烯的制备及其对复合材料力学性能的影响,TB332
  12. 低摩擦高耐磨高纯氧化铝陶瓷的制备研究,TQ174.1
  13. 大直径PTT/PET皮芯型复合单丝成形工艺及性能的研究,TQ340.64
  14. 粘扣带结构与力学性能研究,TE931.2
  15. 稀土Ce对大热输入埋弧焊焊缝金属显微组织与性能的影响,TG445
  16. 轧制Mg-Zn-Ce-Zr（Mn）合金微观组织及力学性能研究,TG339
  17. 模拟月球环境温度下的镁合金显微组织与力学性能研究,TG146.22
  18. 应用于窄间隙埋弧焊的图像采集及预处理系统研究,TG445
  19. 基于富勒烯的纳米复合聚合物的研究,TB383.1
  20. 船用E级钢三丝GMAW对接焊工艺研究,TG457.11
  21. VARTM用不饱和聚酯树脂阻燃性能的研究,TQ323.41

中图分类: > 工业技术 > 金属学与金属工艺 > 金属学与热处理 > 金属材料 > 钢 > 钢的组织与性能
© 2012 www.xueweilunwen.com