AH32船板钢强化及二次正火温度对组织及力学性能影响的机理

作     者：张琨 

作者单位：辽宁科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：王东

授予年度：2023年

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

主      题：AH32船板钢 微观组织 强化机理 二次正火 力学性能 

摘      要：在船舶制造以及海洋平台的建设中,AH32高强度船板钢起到了不可或缺的作用,其突出的强度、塑性、耐腐蚀性、冲击韧性以及良好的焊接性能使其被广泛应用在各种特种船舶的生产中。为了进一步提高AH32船板钢的强度与韧性,使其能够更好地服役于海洋平台以及特种船舶,本文探究了AH32船板钢的综合强化机理,同时通过研究不同的二次正火温度探究了其对AH32船板钢强度以及韧性的影响。为了研究AH32船板钢析出相的类型以及各个元素在析出相中的分布,本文利用JMat Pro热力学软件模拟了AH32船板钢的扎后冷却过程,绘制了相关相图,对析出相进行分析的同时佐以TEM检测验证热力学分析的合理性,通过热力学分析发现,AH32船板钢生成的平衡相主要由奥氏体、铁素体、渗碳体、M（C,N）相以及MC相组成。为了研究AH32船板钢的微观组织及其强化机理,本文对AH32船板钢进行了金相观察、SEM观察、XRD分析以及TEM分析,在对AH32船板钢进行微观组织观察分析的同时结合四种强化机制的强度贡献公式对AH32船板钢进行了强化机理的分析,修正了计算屈服强度的公式,经过验证,修正结果具有实际意义。为了研究不同二次正火温度对AH32船板钢微观组织以及力学性能的影响,本文设计了六种热处理方案,在保证正火时间与一次正火温度一致的情况下,通过调整二次正火的温度,探究提升AH32船板钢力学性能的最佳二次正火温度区间。对热处理后的试样用金相显微镜观察后,利用Nano-measurer软件对晶粒尺寸进行测量,同时利用维氏硬度计进行硬度的测量,发现当二次正火温度为870℃时,试样的晶粒尺寸与其他试样相比最细小,平均粒径达到了3.4μm,硬度与其他试样相比最大,平均硬度为164.3 HV。同时,为了探究二次正火温度对AH32船板钢韧性的影响,将热处理后的试样制成冲击试样进行温度环境为0℃的冲击实验,并且对冲击实验得到的断口进行SEM观察与EDS能谱分析,发现当二次正火温度为870℃时,AH32船板钢的冲击功最大,平均冲击功达到了141 J,夹杂物与其他试样相比较少。综上所述,当二次正火温度为870℃时对AH32船板钢的力学性能的提升最为明显。