工藝條件對超低碳貝氏體鋼板組織與強度的影響(侯華興)

工藝條件對超低碳貝氏體鋼板(gāngbǎn)組織與強度的影響侯華興共二十三頁1．前言(qiányán)超低碳貝氏體鋼是近年來國內(nèi)外研究和應(yīng)用非常廣泛的一種新型高強度鋼材。很多學(xué)者對其進(jìn)行了深入的研究。本文選擇了一種含有Mn、Cu、Ni、Mo、Nb、B等化學(xué)元素的超低碳貝氏體鋼，對其在不同工藝條件下的組織特征和強度進(jìn)行了研究。采用一種成分的鋼坯通過不同的軋制工藝制度和軋后的控制冷卻工藝、回火工藝，最終獲得不同的性能組合，實現(xiàn)了鋼種的柔性化設(shè)計，便于組織生產(chǎn)，為經(jīng)濟地生產(chǎn)不同強度級別的鋼板以滿足用戶的不同需求提供了一條新途徑。在鞍鋼厚板廠采用控軋控冷或+回火方法生產(chǎn)了厚度達(dá)50mm的屈服強度在500～690N/mm2級別的鋼板，從而(cóngér)取代了原來采用再加熱淬火+回火方法生產(chǎn)的同等強度級別的焊接高強度鋼種。共二十三頁2．實驗(shíyàn)方法

2.1實驗室研究所采用試驗鋼的化學(xué)成分中C約0.030%（Wt%）,并含有少量Cu、Ni、Mo、Nb、B等。在180噸轉(zhuǎn)爐進(jìn)行冶煉，經(jīng)過連鑄成230mm厚度的鋼坯，然后(ránhòu)采用TMCP+RPC技術(shù)在實驗室進(jìn)行了軋制試驗并進(jìn)行了金相組織觀察。以探索不同工藝條件下，該成分鋼板的性能隨工藝條件的變化規(guī)律，優(yōu)化生產(chǎn)工藝。共二十三頁2.2工業(yè)試驗(shìyàn)鋼TMCP和回火工藝制度在鞍鋼厚板廠采用TMCP+RPC技術(shù)，在具有8000噸軋制力的4300mm厚板軋機上，將連鑄坯軋制成20mm厚板。不同試驗(shìyàn)序號的試驗(shìyàn)鋼采用的軋制工藝相同，控制終止冷卻溫度在330℃～700℃之間，平均冷卻速度大約在6℃/S～22℃/S之間。在終軋至層流冷卻開始期間，進(jìn)行一定時間的弛豫控制，以便獲得細(xì)化的組織。然后分別在500℃～680℃溫度區(qū)間進(jìn)行為期一個小時的回火處理。共二十三頁3．實驗結(jié)果與討論

3.1鋼板工藝、組織與強度(qiángdù)關(guān)系的實驗室研究結(jié)果編號加熱溫度℃冷速℃/S冷卻方式Rp0.2N/mm2RmN/mm2A%Z%Rp0.2/Rm1#10502空冷5356902375.50.77532#11502空冷5957351971.50.80953#115020水冷70580516.5750.87584#115040水冷87094016.575.50.9255實驗室軋制工藝(gōngyì)參數(shù)及鋼板性能共二十三頁屈強比隨冷卻(lěngquè)速度的變化共二十三頁實驗室軋制(zházhì)鋼板金相組織500×a）加熱溫度(wēndù)1050℃，軋后空冷b）加熱溫度(wēndù)1150℃，軋后空冷a）組織為準(zhǔn)多邊形鐵素體為主，少量粒貝，其島細(xì)小。b）組織為為粒狀貝氏體,島狀相粗大,形狀不規(guī)則。共二十三頁c）加熱溫度1150℃，冷卻(lěngquè)速度20℃/S

d）加熱溫度1150℃，冷卻速度40℃/Sc）組織主要為長條狀(tiáozhuànɡ)粒狀貝氏體和部分板條狀(tiáozhuànɡ)貝氏體束的混合組織，原始奧氏體晶粒被壓扁，晶界顯示明顯。晶粒內(nèi)不規(guī)則條狀(tiáozhuànɡ)或塊狀粒貝沿不同方向分布，粒貝團內(nèi)有殘余奧氏體小島，尺寸細(xì)小，分布混亂，有的成串。板條貝氏體束分布在交叉混亂分布的粒貝之間，板條束內(nèi)板條尺寸較寬，由殘余奧氏體小島勾畫出的板條邊界不太平直。d）組織主要為板條狀貝氏體組織和少量粒狀貝氏體，板條平直。共二十三頁3.2不同終止冷卻(lěngquè)溫度對應(yīng)的組織與性能在金相顯微鏡下觀察工業(yè)試制鋼板的組織差別。鋼板組織主要由粒狀貝氏體、板條貝氏體、針狀鐵素體等類型的組織構(gòu)成。終止冷卻溫度在550℃以上(yǐshàng)時，鋼板組織以粒狀貝氏體為主，同時有一定比例的板條貝氏體，但是板條比較寬大，長度也較長，邊界不太平直。隨著終止冷卻溫度的降低，組織中板條貝氏體比例越來越大，板條逐漸變窄變短，邊界平直。到終止冷卻溫度為330℃時，組織基本是板條貝氏體，有少量針狀鐵素體，有個別形狀不規(guī)則的小塊的粒狀貝氏體存在，貝氏體板條束細(xì)小，相互交叉，方向性強。共二十三頁

冷卻終止(zhōngzhǐ)溫度330℃共二十三頁冷卻終止溫度對軋態(tài)屈服(qūfú)強度的影響共二十三頁冷卻終止(zhōngzhǐ)溫度對軋態(tài)抗拉強度的影響共二十三頁冷卻終止溫度(wēndù)對軋態(tài)屈強比的影響共二十三頁3.3不同終止冷卻溫度的鋼板回火(huíhuǒ)后組織性能的變化冷卻(lěngquè)終止溫度：330℃回火溫度：680℃共二十三頁冷卻終止溫度(wēndù)：330℃；

回火溫度：640℃共二十三頁不同冷卻終止溫度鋼板回火后屈服(qūfú)強度的變化共二十三頁不同冷卻終止溫度鋼板回火(huíhuǒ)后抗拉強度的變化共二十三頁不同冷卻終止(zhōngzhǐ)溫度鋼板回火后屈強比的變化共二十三頁回火過程鋼中Nb的析出物數(shù)量及形態(tài)(xíngtài)變化共二十三頁不同狀態(tài)(zhuàngtài)鋼中析出物形態(tài)及分布a）控軋控冷態(tài)，10000×c）600℃50min回火(huíhuǒ)，6000×共二十三頁4．結(jié)論(jiélùn)4.1在本文的試驗條件下，加熱溫度對該鋼的最終組織和強度有明顯影響；4.2隨著冷速的提高和終止冷卻溫度的降低，該鋼種的軋態(tài)和回火態(tài)的屈服強度、抗拉強度和屈強(qūqiánɡ)比上升；4.3經(jīng)過回火可使屈強比較軋態(tài)有明顯提高，但是屈強比隨回火溫度變化不大；4.4加熱過程中固溶的Nb在控軋、控冷結(jié)束后大部分仍然以固溶形式存在,在隨后的回火過程中繼續(xù)析出?；鼗饻囟葘b析出數(shù)量的影響不明顯；4.5利用不同工藝參數(shù)的組合，可實現(xiàn)高強度鋼種的柔性化設(shè)計。共二十三頁謝謝(xièxie)！謝謝(xièxie)！共二十三頁內(nèi)容(nèiróng)總結(jié)工藝條件對超低碳貝氏體鋼板組織與強度的影響。本文選擇(xuǎnzé)了一種含有Mn、Cu、Ni、Mo、Nb、B等化學(xué)元素的超低碳貝氏體