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钒氮微合金化77B、82B钢组织和性能的研究

作　者: 付博
导　师: 刘龙玉；马党参
学　校: 昆明理工大学
专　业: 钢铁冶金
关键词: 线材 钒氮微合金化 热模拟 控轧控冷 组织和性能
分类号: TG142.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 110次
引　用: 2次
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内容摘要


预应力线材由于具有高强度、低松弛的特点,用于大跨度桥梁、高速公路、铁路、高层建筑、电视塔、核电站、水利工程等现代化重要工程,目前国内通用高强度钢绞线级别为1860Mpa。近年来,随着建筑业对预应力钢材规格和强度指标要求的提高,2000MPa以上超高强度钢绞线及镀锌钢丝的需求量在逐渐增加,这就要求预应力线材用盘条具有更高的强度和韧性。目前,国内外对于钒在中、低碳钢中的应用研究较多,技术也较成熟,但在高碳钢中的应用研究较少,通过研究钒及钒氮微合金化对77B钢和82B钢组织和性能的影响,掌握其强韧化机理,可以为生产控制提供理论依据。本研究以非真空冶炼炉生产的77B钢和82B钢为试验原材料。通过Gleeble热模拟试验机模拟高碳线材控轧控冷生产工艺、盐浴等温实验研究了钒氮微合金化对77B钢和82B钢的组织和性能的影响。最终探讨了钒氮微合金化硬线钢的强韧化机制。通过分析主要得出以下结论：(1)钒氮微合金化77B钢相变前的冷却速度为12℃/s-15℃/s时,综合力学性能匹配更好,随着相变前冷却速度的增大先共析铁素体的析出得到有效的控制；钒氮微合金化77B钢、82B钢相变过程中冷却速度为2℃/s-3℃/s时,综合力学性能匹配最好。(2)单独加钒后77B、82B钢索氏体团细化,索氏体片层间距变细。钒氮复合微合金化77B、82B钢索氏体团更加细化,索氏体片层间距有所增大。(3)加氮后促进钒的析出,更加充分发挥钒的沉淀强化作用,析出物类型主要为V(CN),大部分在铁素体界面上析出,尺寸为几个nm左右。(4)钒氮复合添加后77B、82B钢抗拉强度和断面收缩率比钒微合金化77B、82B钢抗拉强度和断面收缩率匹配效果更好。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-6
目录  6-8
第一章 绪论  8-26
  1.1 高速线材  8-16
    1.1.1 国内外线材的发展情况  8-9
    1.1.2 高速线材生产的控制轧制和控制冷却  9-10
    1.1.3 高碳钢线材轧制工艺、组织和性能之间的关系  10-16
  1.2 钒氮微合金钢的发展  16-20
    1.2.1 微合金化概述  17
    1.2.2 钒氮微合金化的发展  17-18
    1.2.3 钒氮微合金化与TMCP  18-20
  1.3 钒氮微合金钢的热力学描述  20-21
  1.4 钒氮微合金化钢的强化机制  21-23
    1.4.1 细晶强化  22
    1.4.2 析出强化  22-23
  1.5 钒氮微合金化的应用前景  23-24
  1.6 本文研究的目的和主要内容  24-26
第二章 试验材料与方法  26-31
  2.1 试验材料  26-28
  2.2 试验方法  28-31
    2.2.1 热模拟试样的制备  28
    2.2.2 热模拟试验  28-29
    2.2.3 等温试验  29
    2.2.4 变形等温试验  29
    2.2.5 金相组织观察  29
    2.2.6 SEM、TEM电子显微观察与分析  29
    2.2.7 力学性能试验与硬度测试  29-30
    2.2.8 相分析  30-31
第三章 试验结果及分析  31-55
  3.1 钒氮微合金化77B钢的退火组织和硬度  31-32
  3.2 钒氮微合金化77B钢、82B钢奥氏体晶粒度  32-33
  3.3 热模拟试验  33-41
    3.3.1 相变前冷却速度对钒氮微合金化77B钢组织性能的影响  33-35
    3.3.2 相变过程中冷却速度对钒氮微合金化77B、82B钢组织性能的影响  35-38
    3.3.3 钒氮微合金化对77B钢组织和力学性能影响  38-41
  3.4 盐浴等温试验  41-51
    3.4.1 钒氮微合金化对77B、82B钢力组织和学性能的影响  41-51
  3.5 变形等温试验  51-55
    3.5.1 变形等温试验对钒氮微合金化77B钢力学性能影响  51-52
    3.5.2 钒氮微合金化对77B钢组织与力学性能影响  52-55
第四章 讨论  55-58
  4.1 加氮对碳氮化钒析出的影响  55-56
  4.2 钒氮微合金化钢强韧化机理的探讨  56-58
第五章 全文总结  58-59
致谢  59-60
参考文献  60-63
附录 攻读学位期间所承担的科研任务与发表的文章  63

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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
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