轧制工艺对Nb-V微合金化船体钢组织及韧性研究

作     者：秦庆冬 

作者单位：中国石油大学(北京) 

学位级别：硕士

导师姓名：詹洪磊;罗小兵

授予年度：2023年

学科分类：080503[工学-材料加工工程] 08[工学] 080502[工学-材料学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

主      题：极地环境用钢 再加热温度 终轧温度 精轧变形量 低温韧性 

摘      要：极地探测是我国七项科技前沿领域攻关技术之一,极地环境用船体钢是极地探测的基石。目前,我国低温船体钢开发处于起步阶段,与国际领先水平存在较大差距,研究优异低温韧性的船体钢具有重要意义。本文研究了再加热温度、终轧温度、精轧变形量等对船体钢组织及低温韧性的影响规律。阐明了轧制工艺关键参数、组织和低温韧性的关系,确定最佳的轧制工艺参数。本文主要结论如下:1、实验钢的组织是铁素体和少量的珠光体。再加热温度从1100℃升高至1230℃,冲击功先增大后减小,铁素体晶粒尺寸先增大后减小,FATT可以达到-103℃。再加热温度控制在1150℃-1200℃最佳。再加热温度超过1200℃,（Ti,Nb）(C,N)绝大部分溶解在基体中,对于奥氏体晶粒的钉扎作用小,母相晶粒尺寸粗大导致最终得到的铁素体晶粒尺寸粗大。温度小于1150℃,（Ti,Nb）(C,N)部分固溶于基体中,在奥氏体变形中固溶的（Ti,Nb）(C,N)析出的数量少,对于奥氏体晶粒的钉扎作用小,使奥氏体再结晶后的晶粒相对1150℃和1200℃实验钢粗大。2、终轧温度从830℃降低至770℃,冲击功增大。终轧温度从830℃降低770℃,-100℃的冲击功从105J升高至261J,FATT从-96℃降低至-120℃。终轧温度从830℃降低至770℃,铁素体晶粒尺寸逐渐减小,铁素体晶粒尺寸从7.7μm细化至4.9μm;终轧温度在770℃-830℃范围内越低越好。温度处于奥氏体未再结晶区内,发生形变诱导相变机制。温度在两相区内,晶粒的细化机制为铁素体连续动态再结晶。在变形的作用下,位错逐渐累积且由于晶界的限制无法滑移形成亚晶界,应力逐渐增大,亚晶界变为真正的晶界,晶粒得到细化。3、精轧变形量从40%提高至61%,冲击功逐渐增大,在60%-70%之间趋于稳定。精轧变形量从40%提高至61%,-100℃的冲击功从97J升高至194J,FATT从-97℃降低至-104℃。最佳精轧变形量从40%提高至61%,铁素体晶粒尺寸逐渐减小,铁素体晶粒尺寸从7.3μm细化至5.8μm。精轧变形量控制在60%-70%范围内最佳。