發(fā)布時間：2023-11-12 15:09

　　新世紀以來,我國橋梁的建設日新月異,橋梁技術的發(fā)展也讓國外傳統(tǒng)橋梁強國刮目相看�，F(xiàn)代橋梁大多具有很大的跨度,并要求能夠承受較高的車速、較大的載荷等,因此橋梁用鋼也必需具有高強度、低屈強比、良好的低溫韌性和優(yōu)異的焊接性能等特點。縱觀我國橋梁鋼的發(fā)展,呈現(xiàn)低碳-低合金-低碳高強的發(fā)展趨勢,其中應用廣泛的Q370qE,存在焊接性能差、低溫沖擊韌性波動較大、厚板強度正火無法保證等問題,為此本文研究開發(fā)了新一代高性能低碳微合金橋梁鋼Q370qE-HPS,通過降低碳含量,增加微合金元素Nb、Ti等合金元素,利用控軋控冷工藝優(yōu)化提高了該鋼種的各項性能,取代傳統(tǒng)的Q370qE,并取得良好的經(jīng)濟效益。本文綜合屈服強度、抗拉強度、低溫韌性、屈強比等多項力學性能指標對組織的要求,首先通過理論計算,設計了 Q370qE-HPS鋼的鐵素體晶粒大小需控制在7～1Oμm的范圍,珠光體的含量需內(nèi)控在3.5%～13.5%的范圍。通過坯料加熱工藝研究,要保證80%以上的Nb的固溶,同時避免原奧氏體晶粒長大,Q370qE-HPS鋼坯加熱時均熱段溫度應設計為1200±20℃,加熱段溫度設計≤1250℃。通過靜態(tài)再結(jié)晶和動態(tài)C...

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 國內(nèi)外橋梁鋼發(fā)展概況
        1.1.1 國外橋梁鋼發(fā)展概況
        1.1.2 我國橋梁鋼發(fā)展概況
        1.1.3 南鋼橋梁鋼概況
        1.1.4 橋梁鋼發(fā)展趨勢及存在的問題
    1.2 控軋控冷技術
        1.2.1 控軋控冷的概念
        1.2.2 控軋控冷的基本原理
        1.2.3 控軋控冷工藝要點
    1.3 合金元素在橋梁鋼中的作用
    1.4 物理模擬技術
        1.4.1 物理模擬的概念
        1.4.2 熱模擬試驗機介紹
        1.4.3 南鋼Gleeble3800熱模擬試驗機簡介
    1.5 低碳鋼組織及性能的關系
        1.5.1 鐵素體+珠光體組織對屈服強度的影響
        1.5.2 鐵素體+珠光體組織對屈強比的影響
        1.5.3 屈服強度的影響因素及預測式
        1.5.4 抗拉強度的影響因素及預測式
        1.5.5 低溫韌性的影響因素及預測式
        1.5.6 屈強比的影響因素及預測式
    1.6 課題背景及意義
    1.7 課題研究目標及內(nèi)容
        1.7.1 研究目標
        1.7.2 研究內(nèi)容
2 Q370qE-HPS鋼的組織設計
    2.1 滿足強度及韌性要求的組織設計
        2.1.1 滿足屈服強度的鐵素晶粒尺寸設計
        2.1.2 滿足抗拉強度的鐵素晶粒尺寸設計
        2.1.3 滿足低溫韌性的鐵素晶粒尺寸和珠光體含量設計
        2.1.4 不同珠光體含量下的鐵素體晶粒尺寸設計
        2.1.5 不同鐵素體晶粒尺寸下的珠光體含量設計
        2.1.6 強度和韌性對鐵素晶粒尺寸和珠光體含量的要求
    2.2 滿足屈強比的鐵素體-珠光體組織設計
        2.2.1 滿足屈強比的鐵素體晶粒尺寸設計
        2.2.2 滿足屈強比的珠光體含量設計
        2.2.3 屈強比對鐵素體晶粒尺寸和珠光體含量的要求
    2.3 本章小結(jié)
3 坯料加熱工藝研究
    3.1 Q370qE-HPS鋼加熱過程中奧氏體晶粒長大規(guī)律研究
        3.1.1 加熱溫度對初始奧氏體晶粒尺寸的影響
        3.1.2 原始鑄坯中第二相粒子的TEM觀察
        3.1.3 加熱溫度對第二相粒子的影響
    3.2 本章小結(jié)
4 Q370qE-HPS鋼軋制工藝研究
    4.1 Q370qE-HPS鋼靜態(tài)再結(jié)晶規(guī)律研究
        4.1.1 試驗材料與試驗方法
        4.1.2 雙道次壓縮模擬試驗結(jié)果
        4.1.3 Q370qE-HPS鋼的靜態(tài)軟化率與再結(jié)晶體積分數(shù)
        4.1.4 Q370qE-HPS鋼的靜態(tài)再結(jié)晶圖
        4.1.5 Q370qE-HPS鋼的粗軋和精軋溫度研究
    4.2 Q370qE-HPS鋼連續(xù)冷卻相變規(guī)律研究
        4.2.1 試驗材料與試驗方法
        4.2.2 不同冷速下的金相組織
        4.2.3 Q370qE-HPS動態(tài)CCT曲線
        4.2.4 Q370qE-HPS鋼控冷工藝分析
    4.3 本章小結(jié)
5 Nb的強韌化作用機理研究
    5.1 第二相粒子溶解溫度的固溶度積公式計算
    5.2 第二相粒子溶解行為的熱力學計算
        5.2.1 鋼的相組成和沉淀相的化學組成計算
        5.2.2 相關元素含量對沉淀相溶解溫度的影響
    5.3 第二相粒子析出行為TEM觀察
        5.3.1 冷速對組織的影響
        5.3.2 冷速對第二相的影響
    5.4 本章小結(jié)
6 控軋控冷工藝-組織-性能關系研究
    6.1 試驗方法及目的
    6.2 試驗工藝
    6.3 終軋溫度對組織、性能的影響
        6.3.1 不同終軋溫度下的組織變化
        6.3.2 不同終軋溫度下的力學性能變化
        6.3.3 組織與終軋溫度之間的關系討論
        6.3.4 組織與力學性能的關系討論
    6.4 開冷溫度對組織、性能的影響
        6.4.1 不同開冷溫度下的組織形態(tài)
        6.4.2 不同開冷溫度下的力學性能變化
        6.4.3 組織與開冷溫度之間的關系討論
        6.4.4 組織與力學性能的關系討論
    6.5 返紅溫度對組織、性能的影響
        6.5.1 不同返紅溫度下的組織形態(tài)
        6.5.2 停冷/返紅溫度對試驗鋼力學性能的影響
        6.5.3 組織與返紅溫度的關系討論
        6.5.4 組織與力學性能的關系討論
    6.6 控冷冷速對-組織、性能的影響
        6.6.1 不同控冷冷速下的組織形態(tài)
        6.6.2 控冷冷速對試驗鋼力學性能的影響
        6.6.3 組織與控冷冷速的關系討論
        6.6.4 組織與力學性能的關系討論
    6.7 本章小結(jié)
結(jié)論
致謝
參考文獻
附錄



本文編號：3863401