海洋平臺(tái)用鋼E690工藝優(yōu)化研究
本文關(guān)鍵詞:海洋平臺(tái)用鋼E690工藝優(yōu)化研究
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【摘要】:海洋平臺(tái)用鋼E690的屈服強(qiáng)度可達(dá)到690MPa,屬于超高強(qiáng)度鋼板,該鋼種在國(guó)外的生產(chǎn)技術(shù)已相對(duì)成熟,而國(guó)內(nèi)只有極少數(shù)企業(yè)能生產(chǎn)該級(jí)別海洋平臺(tái)用鋼,且生產(chǎn)工藝技術(shù)還不夠完善。本課題對(duì)新鋼試生產(chǎn)的海洋平臺(tái)用鋼E690進(jìn)行基礎(chǔ)特性研究,并提出相關(guān)工藝優(yōu)化方案,具體研究?jī)?nèi)容和結(jié)論如下:利用Thermo-calc對(duì)鋼中第二相析出進(jìn)行理論計(jì)算,并計(jì)算各析出相中元素含量及種類隨溫度的變化和鋼中關(guān)鍵元素Ni、Cu、Ti含量變化時(shí)對(duì)第二相析出的影響,為實(shí)驗(yàn)鋼的成分和連鑄工藝優(yōu)化提供依據(jù),計(jì)算結(jié)果表明,各析出物的析出順序?yàn)?Ti4C2S2,FCC_A1#2,Mn S,B2M,M3B2,BN_HP4,FCC_A1#3,Al N,HCP_A3#2,KSI_CARBIDE,MC_ETA,M23C6,M7C3,MC_SHP,M3P。鋼中合金元素Ni、Cu、Ti含量的變化對(duì)鋼中各析出相均有一定的影響,鋼中Cu含量可適當(dāng)增加至0.2%。通過設(shè)計(jì)正交實(shí)驗(yàn),充分考慮影響奧氏體動(dòng)態(tài)再結(jié)晶的各個(gè)工藝參數(shù),如變形溫度、變形量和變形速率,利用Gleeble-3800熱模擬試驗(yàn)機(jī)對(duì)試驗(yàn)鋼進(jìn)行單道次壓縮實(shí)驗(yàn),研究不同變形參數(shù)對(duì)再結(jié)晶規(guī)律的影響,通過觀察實(shí)驗(yàn)后試樣的奧氏體晶粒形貌,以晶粒度作為衡量再結(jié)晶效果的標(biāo)準(zhǔn),結(jié)合分析真應(yīng)力-真應(yīng)變曲線,為TMCP工藝優(yōu)化提供依據(jù)。研究結(jié)果表明,影響奧氏體再結(jié)晶因素最大的是變形溫度,變形量次之,變形速率影響最小。在極低的變形速率下,易導(dǎo)致發(fā)生間斷式動(dòng)態(tài)再結(jié)晶,在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)盡量避免。在實(shí)際生產(chǎn)中為了得到晶粒度高、均勻性好的晶粒,需要控制合理的工藝參數(shù),最佳組合是變形溫度950℃,變形量50%,變形速率0.1s-1,晶粒度可達(dá)到9.7。結(jié)合析出計(jì)算、奧氏體動(dòng)態(tài)再結(jié)晶規(guī)律以及本課題的另一個(gè)子課題對(duì)E690鋼的高溫塑性和相變規(guī)律研究及熱處理工藝研究成果,對(duì)E690鋼的成分、連鑄、TMCP及熱處理工藝提出的優(yōu)化方案為:成分優(yōu)化方面,適當(dāng)降低鋼中Ni含量至2.00%,并適當(dāng)提高Cu含量至0.2%,適當(dāng)提高鋼中Ti含量至0.02%。連鑄過程中,減少鑄坯縱向、橫向溫度波動(dòng),避免Al N、BN和Nb(C、N)相在晶界大量析出,避免BN和Mn S形成復(fù)合析出;鑄坯矯直溫度應(yīng)控制在950℃-990℃之間,避開第三脆性區(qū)。控冷控軋過程中,變形溫度在950℃時(shí)應(yīng)達(dá)到累積變形量50%及以上,在軋機(jī)允許的情況下變形速率應(yīng)盡量靠近0.1s-1。熱處理過程中,優(yōu)化后參數(shù)為淬火溫度880℃、回火溫度630℃,回火時(shí)間120min,控制冷卻速度為1-3℃/s,以得到均勻貝氏體組織。經(jīng)工業(yè)化試驗(yàn)可知,工藝優(yōu)化方案對(duì)產(chǎn)品性能提高有重要指導(dǎo)意義。
【關(guān)鍵詞】:海洋平臺(tái)用鋼 第二相析出 再結(jié)晶規(guī)律 工藝優(yōu)化
【學(xué)位授予單位】:江西理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2015
【分類號(hào)】:TG142.1
【目錄】:
- 摘要4-5
- Abstract5-9
- 第一章 文獻(xiàn)綜述9-21
- 1.1 選題背景9
- 1.2 課題來(lái)源9
- 1.3 高強(qiáng)度海洋平臺(tái)用鋼研究現(xiàn)狀9-12
- 1.3.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀9-11
- 1.3.2 國(guó)內(nèi)研究狀況11-12
- 1.4 海洋平臺(tái)用鋼發(fā)展趨勢(shì)12-13
- 1.5 海洋平臺(tái)用鋼成分13-16
- 1.5.1 海洋平臺(tái)用鋼成分特點(diǎn)13-14
- 1.5.2 海洋平臺(tái)用鋼元素作用14-16
- 1.6 海洋平臺(tái)用鋼生產(chǎn)工藝16-17
- 1.7 第二相析出計(jì)算研究現(xiàn)狀17-18
- 1.8 動(dòng)態(tài)再結(jié)晶規(guī)律研究現(xiàn)狀18-19
- 1.9 研究?jī)?nèi)容和意義19-21
- 1.9.1 研究?jī)?nèi)容19-20
- 1.9.2 研究意義20-21
- 第二章 E690 鋼第二相析出計(jì)算研究21-52
- 2.1 試驗(yàn)方法21-22
- 2.2 計(jì)算結(jié)果和分析22-50
- 2.2.1 鋼中的平衡析出相22-23
- 2.2.2 溫度對(duì)平衡相的影響23-31
- 2.2.3 合金含量變化對(duì)析出相的影響31-50
- 2.2.4 Cu含量對(duì)Cu析出量的影響50
- 2.3 本章小結(jié)50-52
- 第三章 E690 鋼再結(jié)晶規(guī)律研究52-62
- 3.1 試驗(yàn)方法52-54
- 3.2 試驗(yàn)結(jié)果與分析54-61
- 3.2.1 工藝參數(shù)對(duì)原奧氏體晶粒度的影響54-59
- 3.2.2 工藝參數(shù)對(duì)動(dòng)態(tài)再結(jié)晶行為的影響59-61
- 3.3 本章小結(jié)61-62
- 第四章 E690 鋼工藝優(yōu)化研究62-67
- 4.1 成分和連鑄工藝優(yōu)化62-63
- 4.2 TMCP和熱處理工藝優(yōu)化63-64
- 4.3 工藝優(yōu)化效果64-65
- 4.4 本章小結(jié)65-67
- 第五章 結(jié)論67-68
- 參考文獻(xiàn)68-73
- 致謝73-74
- 攻讀學(xué)位期間的研究成果74-75
【參考文獻(xiàn)】
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,本文編號(hào):587283
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