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高性能fh36船板钢的工艺控制和组织性能研究

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高性能FH36船板钢的工艺控制和组织性能研究

作者：安苏华东北大学

学位级别：硕士

船板钢作为船舶工业用钢,其强韧性和焊接性等综合性能的要求不断提高。常用的fh36船板钢原有的成分设计、工艺控制和性能已不能满足市场的需求。本研究旨在开发出一种新型的具有优良的低温韧性、焊接性能及抗层状撕裂性能的低碳贝氏体... 详细信息

船板钢作为船舶工业用钢,其强韧性和焊接性等综合性能的要求不断提高。常用的fh36船板钢原有的成分设计、工艺控制和性能已不能满足市场的需求。本研究旨在开发出一种新型的具有优良的低温韧性、焊接性能及抗层状撕裂性能的低碳贝氏体型船板钢。此新型船板钢的开发将使fh36船板钢产品的生产工艺实现新的突破,由传统的正火工艺升级转型为TMCP工艺生产,同时大大的降低钢板的碳含量,明显改善船板钢韧塑性、焊接性能及抗层状撕裂性能。此外,本新型低碳贝氏体fh36船板钢的开发对后续TMCP型的高强结构钢、低屈强比建筑用钢的开发也具有重要的指导意义。本文获得的主要研究结果如下:(1)所开发的低碳贝氏体型fh36船板钢成分设计的总体思路为:在低碳硅锰的基础上,以固溶强化和相变强化为主要强化机制,以细晶强化和析出强化为辅助强化机制。其中C含量为0.06%～0.08%,远低于国标≤0.16%的要求,Si含量为0.30%～0.40%,Mn 含量为 1.45%～1.55%,Ni 添加量控制在 0.10%～0.20%,Nb 含量为 0.015%～0.025%,Ti 含量为 0.010%～0.020%。(2)通过热模拟实验绘制了低碳贝氏体型fh36船板钢的动态CCT曲线,并结合金相显微组织分析,确定最佳冷速为5～15℃/s;对轧制过程中的轧制及冷却工艺进行了研究,确定了最佳的轧制工艺:终轧温度为860℃左右、弛豫工艺在750℃～700℃范围内、终冷温度为580℃左右、冷速为8～12℃/s。(3)通过低碳贝氏体型fh36船板钢的试生产,确定了影响组织与性能的关键工艺:采用大坯料轧制,增大压缩比;轧制过程中根据终轧温度随钢板厚度及温降的不同,将终轧温度控制在830～890℃之间;加速冷却过程中采用阶梯水量控制法及头尾水量遮挡工艺,保证钢板终冷温度稳定控制在520-590℃;在热矫直过程中采用第一道次空过,第二道次反向矫直工艺进行矫直,矫直辊按喇叭口状进行设置,保证钢板不平度满足客户要求。(4)对工厂试生产的成品进行了统计分析,fh36钢的拉伸性能与冲击性能以及厚度方向的Z向拉伸性能,均能满足船级社的交货标准,并且有很大余量,金相组织为优异的铁素体加贝氏体的双相组织。(5)研究了低碳贝氏体型fh36船板钢的冷成型性以及焊接后性,按照本文确定的工艺生产的产品均未发现冷弯不合问题,表明钢板冷弯性能良好。火焰矫正温度在800℃及以下钢板的各项性能均满足要求。

关键词： fh36 船板钢热模拟轧制组织

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fh36船板钢抗疲劳性能分析

铸造技术 2022年第7期43卷 531-536页

作者：王孙中彭兴东张鹏辽宁科技大学材料与冶金学院辽宁鞍山114051 海洋装备用金属材料及其应用国家重点实验室辽宁鞍山114001

采用双对数线性拟合和J积分法计算了fh36钢的Paris公式与疲劳断裂韧性值,结合试验和SEM表征了fh36钢疲劳裂纹扩展和疲劳断裂韧性断口的特征。基于ANSYS对疲劳裂纹扩展过程进行了数值模拟分析。结果表明,疲劳断裂的韧性断口为微孔聚集断... 详细信息

采用双对数线性拟合和J积分法计算了fh36钢的Paris公式与疲劳断裂韧性值,结合试验和SEM表征了fh36钢疲劳裂纹扩展和疲劳断裂韧性断口的特征。基于ANSYS对疲劳裂纹扩展过程进行了数值模拟分析。结果表明,疲劳断裂的韧性断口为微孔聚集断裂机制,模拟的裂纹前沿应力强度因子幅值随裂纹长度的变化趋势与试验结果一致。

关键词： fh36 疲劳裂纹扩展速率断裂韧性应力强度因子 ANSYS

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fh36耐低温高强度船板钢的试制

山东冶金 2011年第5期33卷 36-37页

作者：陈爱娇马光亭周平任继银石大勇莱芜钢铁集团有限公司技术中心山东莱芜271104

介绍了莱钢试制fh36耐低温高强度船板钢的实践。通过设计合理的化学成分,采用LF+RH双精炼工艺冶炼,TMCP工艺轧制,成功开发出fh36高强度船板钢,各项性能指标满足标准要求,-60℃冲击功达到200J。

关键词：船板板 fh36 双精炼 TMCP

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fh36高强度船板组织和性能研究

中国材料科技与设备 2012年第6期8卷 76-78页

作者：朱丛茂严翔陈颜堂武汉钢铁(集团)公司研究院湖北武汉430080

采用NbTi微合全化成分设计以及TMCP工艺轧制，在实验室成功研制了TMCP-fh36船体结构用钢。试验钢轧态组织为“铁素体＋贝氏体＋珠光体”，晶粒细小，综合力学性能完全满足船级社规范要求，特别是在-60℃试验温度下，冲击功达到200J以上。

关键词： fh36 微合金化 TMCP

差温轧制工艺对fh36厚板组织与性能的影响

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金属材料与冶金工程 2024年第4期52卷 21-24页

作者：冯赞湘潭钢铁集团有限公司湖南有湘潭411101

为提高特厚钢板的心部性能,对150 mm厚调质fh36的粗轧采用正常大压下工艺、差温小压下轧制工艺、差温大压下轧制工艺,轧制后采用同样的热处理工艺进行调质热处理。试验表明:正常大压下工艺,轧制最大单道次压下率22%,轧制扭矩达4000 N·m... 详细信息

为提高特厚钢板的心部性能,对150 mm厚调质fh36的粗轧采用正常大压下工艺、差温小压下轧制工艺、差温大压下轧制工艺,轧制后采用同样的热处理工艺进行调质热处理。试验表明:正常大压下工艺,轧制最大单道次压下率22%,轧制扭矩达4000 N·m,轧制调质热处理后钢板晶粒度约9级,各项性能良好;采用差温大压下轧制工艺生产的钢板经调质热处理后,与正常大压下工艺相比,心部晶粒变小达到10.5级,钢板心部的冲击韧性和强度明显提升;采用差温小压下轧制工艺生产的钢板经调质后,心部冲击韧性与强度变化较小。因此差温小压下轧制工艺可以有效降低轧制生产负荷,或在生产特殊钢种时充分利用轧制能力有效增加压下量。

关键词：差温轧制 fh36 特厚板冲击韧性

正火工艺对fh36级高强船板组织和性能的影响

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宽厚板 2012年第6期18卷 12-15页

作者：王克柱济南钢铁股份有限公司

采用光学显微镜和力学性能测试设备研究了不同正火工艺对fh36级高强度船体用结构钢板组织和性能的影响。试验结果表明,随着正火温度的提高,钢板强度有所降低,伸长率逐步提高,低温冲击韧性得到改善;随着正火时间的延长,钢板强度、伸长率... 详细信息

采用光学显微镜和力学性能测试设备研究了不同正火工艺对fh36级高强度船体用结构钢板组织和性能的影响。试验结果表明,随着正火温度的提高,钢板强度有所降低,伸长率逐步提高,低温冲击韧性得到改善;随着正火时间的延长,钢板强度、伸长率、低温冲击韧性先升高后降低。

关键词： fh36 船板正火组织