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《合金成分钢性能研究论文：合金成分对贝氏体h型钢的组织和性能的影响》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、文章源于科技论文发表网：www.59168.netQQ:100359168合金成分钢性能研究论文：合金成分对贝氏体H型钢的组织和性能的影响摘 要:以开发与研究贝氏体H型钢为目标,通过热轧试验,研究了3个钢种的不同合金成分对贝氏体H型钢组织性能的影响,研究结果表明:超低碳以及适量B和Nb是保证贝氏体H型钢高强度和高韧性的关键。通过研究找到适应贝氏体H型钢要求的低成本的合金成分。关键词:粒状贝氏体;H型钢;成分;组织;性能 H型钢由于其具有断面经济、力学性能优越、重量轻、施工快捷、抗震性能好、节能降耗等优点,已广泛应用于高层建筑、机械制造、海
2、洋工程、桥梁闸坝、地铁工程等。随着H型钢逐步被国内市场所接受,产销量不断扩大,用户对产品性能的要求也越来越高,要求钢厂提供高强度、高韧性的H型钢。铁素体-珠光体组织,虽然其具有满意的韧性,但因强度一般不超过350MPa而应用受到限制。贝氏体组织在具有屈服强度450~900MPa的同时,还具有满意的韧性和优良的焊接性能[1]。因此,研究开发贝氏体组织H型钢具有重要意义。1 合金成分和试验方法试验钢合金成分分别见表1~3。文章源于科技论文发表网：www.59168.netQQ:100359168 试验用钢坯由50kg真空炉冶炼,铸造后锻成50
3、mm×60mm×150mm的钢坯,然后进行轧制试验。试验中加热温度1250℃(炉内温度),保温时间为30min。轧制规程采用两阶段轧制,第一阶段即高温区(再结晶区)是在出炉后立即进行轧制,第二阶段即低温区(未再结晶区)开轧温度取为950℃。终轧温度分别选取700~900℃。然后模拟现场冷却速度空冷。对轧后钢材做金相检验和性能测试。2 试验结果与分析本课题的贝氏体H型钢的成分设计基本思路是通过C、Mn、B、Nb、Mo、Cu等合金元素的相互作用,经过控制轧制及空气自然冷却下得到贝氏体组织及所需要的性能;同时考虑合金成本和炼钢成本。文章源于科技论
4、文发表网：www.59168.netQQ:1003591682.1 试验钢A合金成分对材料组织和性能的影响为了不增加炼钢成本,试验钢A合金设计没有采用超低碳,具体成分见表1。图1(a)是试验钢A01在加热温度1250℃、终轧温度820、950℃以下温度变形量50%左右条件下组织,从照片上看为粒状贝氏体组织,没有出现珠光体组织。从组织形态看,无论贝氏体铁素体还是M/A岛的尺寸都比较细小且分布尚均匀。但是M/A岛的数量较多。由于合金化元素添加的适当,B、Nb、Mn、Mo的共同作用,显著推迟在奥氏体晶粒形核的多边形铁素体的转变。即使碳含量增加,笔
5、者在空冷条件下,即在一个较宽的冷却速度范围内得到的全部是粒状贝氏体组织,从而避免珠光体组织的出现。文章源于科技论文发表网：www.59168.netQQ:100359168由于笔者采用的轧后空冷工艺冷却速度较慢,碳有足够的时间由奥氏体/铁素体相变前沿界面向奥氏体内以较快速度扩散,从而避免了碳化物析出,结果导致残余奥氏体中碳含量升高[2]。碳含量的增加会更加增多高碳残余奥氏体数量,同时也会使得残余奥氏体进一步稳定化。由于笔者在合金元素中又添加Mo,笔者知道还是由于原子尺寸的因素,Mo原子象B和Nb一样偏聚在奥氏体晶界上,这样对C曲线珠光体部分
6、有强烈推迟作用;另一方面,Mo有相当低的扩散性,阻碍珠光体的长大,同时对碳在奥氏体扩散能力有较强的降低作用。Mo影响着残余奥氏体的转变,在高碳残余奥氏体中碳含量也不是均匀分布,沿着铁素体/残余奥氏体边界碳含量较高,残余奥氏体中心部位碳含量较低。Mo的加入会对碳的扩散有较强的降低作用[1]。这样会加剧这种碳含量的不均匀分布。沿着边界的残余奥氏体会进一步稳定化,中心部位相对贫碳的残余奥氏体在随后的冷却过程中转化成孪晶马氏体组织。因此,由于Mo的加入,使得粒状贝氏体M/A岛中马氏体含量增加,相对残余奥氏体含量减少。 如果笔者在碳含量较高的条件下
7、逐渐减少Mo的含量(其他元素含量不变,具体成分见表1)直至完全取消Mo,是否会出现珠光体组织呢。图1(b)和(c)是A02和A03试验钢在加热温度1250℃、终轧温度820、950℃以下温度变形量50%左右条件下组织。从照片上看出,随着Mo含量进一步降低直至取消,多边铁素体和珠光体在增加,晶粒也在增大。因此,此类钢在碳含量较高的情况下,B、Nb、Mn共同作用不能足以推迟在奥氏体晶粒形核的多边形铁素体的转变,Mo在形成粒状贝氏体组织中起到了很关键的作用。文章源于科技论文发表网：www.59168.netQQ:100359168组织决定性能,从
8、表4中可以看出A01钢有很高的强度指标。由于该钢种碳含量较高,与其他试验钢比M/A岛数量较多;并且M/A岛成分也不一样,M/A岛中孪晶马氏体含量较高。M/A岛比铁素体具有更高的强
