微合金钢Q345的CCT曲线及断裂韧性研究

发布时间：2017-03-23 04:18

  本文关键词：微合金钢Q345的CCT曲线及断裂韧性研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】： 微合金钢Q345的产量大、涵盖的品种规格范围广。在钢中加入Nb、V、Ti等微合金元素进行控轧控冷,和进行相应的热处理,是有效地改善钢材的组织与性能的主要途径,要有效地进行控制冷却和热处理必须参考相应的CCT图,而断裂是该合金钢加工和使用过程中经常面临的问题。但是,目前对Q345钢过冷奥氏体连续冷却转变以及断裂韧性的研究比较少。本文针对Q345钢过冷奥氏体连续冷却转变、以及热处理对该钢断裂韧性的影响做了相关研究。 1.通过膨胀法,结合金相—硬度法、示差热分析法测定了Q345钢的连续冷却转变曲线(CCT曲线),研究了连续冷却过程中奥氏体转变及转变产物的组织形态,并与同类钢的转变曲线进行了比较分析。根据所测得的CCT图可知,在不同的冷却速度下Q345钢的转变产物包括铁素体、珠光体、贝氏体和马氏体,其中贝氏体的转变范围非常大,当冷却速度大于0.5℃/s时即会出现贝氏体,其形成温度大约在450～600℃。 2.在Instron8032电液伺服试验机上,研究了3种不同状态的延性断裂韧度J_(IC)和疲劳裂纹扩展速率da/dN。通过金相显微镜、扫描电镜和透射电镜等观察其组织结构及断口形貌,发现950℃正火处理能够细化组织并改善组织组成,在一定的范围内增加冷却速度可以提高延性断裂韧度,这对钢材生产具有重要的参考价值,以较快的冷却速度冷却的风冷试样,虽然强度提高,但硬度也较高,具有较大的缺口敏感性,和空冷试样相比,疲劳裂纹扩展门槛值降低,裂纹扩展速度也较快。 3.通过与16MnR钢(未加微合金元素)比较,分析了微合金元素对CCT图的影响,总结了微合金元素的强韧化机理,微合金元素主要是通过细化晶粒、析出强化和产生针状铁素体和贝氏体组织产生影响。
【关键词】：Q345钢 CCT曲线 热处理 延性断裂韧度J_(IC) 疲劳裂纹扩展速率
【学位授予单位】：中南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：TG142.33
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-5
• 目录5-7
• 第一章 文献综述7-22
• 1.1 Q345钢介绍7-8
• 1.2 微合金钢概述8-10
• 1.2.1 微合金钢及其特点8-9
• 1.2.2 微合金钢的发展现状9-10
• 1.3 钢的过冷奥氏体转变概述10-14
• 1.3.1 过冷奥氏体转变图10-12
• 1.3.2 CCT曲线的影响因素12-13
• 1.3.3 微合金钢连续冷却转变的特征13-14
• 1.4 断裂韧度J积分概述14-17
• 1.4.1 J积分的定义14-15
• 1.4.2 J积分的性质15-16
• 1.4.3 延性断裂韧度J_(IC)的研究现状16
• 1.4.4 影响断裂韧度的因素16-17
• 1.5 金属疲劳裂纹扩展速率17-21
• 1.5.1 疲劳裂纹扩展速率研究的进展17-18
• 1.5.2 疲劳裂纹扩展的一般规律18-20
• 1.5.3 影响疲劳裂纹扩展的因素20-21
• 1.6 本课题研究意义、目的及主要研究内容21-22
• 第二章 Q345钢过冷奥氏体连续冷却转变曲线的测定与分析22-31
• 2.1 实验方法22
• 2.2 实验结果22-28
• 2.2.1 差热分析实验结果22-23
• 2.2.2 连续冷却膨胀曲线23-25
• 2.2.3 金相观察和硬度测试结果25-27
• 2.2.4 CCT图的绘制27-28
• 2.3 分析与讨论28-30
• 2.3.1 CCT图分析28-29
• 2.3.2 Q345过冷奥氏体转变产物分析29
• 2.3.3 测得的CCT图与文献报道的CCT图比较29-30
• 2.4 本章小结30-31
• 第三章 Q345钢断裂韧度J_(IC)研究31-43
• 3.1 实验方法31-32
• 3.1.1 热处理及常温拉伸实验31
• 3.1.2 延性断裂韧度J_(IC)试验31-32
• 3.1.3 显微组织及断口观察32
• 3.2 实验结果32-39
• 3.2.1 拉伸实验结果32-33
• 3.2.2 J积分实验结果33-39
• 3.3 分析与讨论39-42
• 3.3.1 J_(IC)的确定39-40
• 3.3.2 热处理对材料J_(IC)的影响40-42
• 3.4 本章小结42-43
• 第四章 Q345钢疲劳裂纹扩展速率研究43-53
• 4.1 实验方法43-44
• 4.1.1 疲劳裂纹扩展实验43
• 4.1.2 断口扫描及透射电镜观察43-44
• 4.2 实验结果44-45
• 4.3 分析与讨论45-52
• 4.3.1 a-N曲线分析45-46
• 4.3.2 疲劳裂纹扩展速率46-49
• 4.3.3 热处理对疲劳裂纹扩展速率的影响49-52
• 4.4 本章小结52-53
• 第五章 微合金元素对连续冷却转变的影响及其强韧化作用53-57
• 5.1 微合金元素对连续冷却转变的影响53-55
• 5.1.1 Q345钢和16MnR钢连续冷却转变产物比较53-55
• 5.1.2 Q345钢和16MnR钢CCT图比较55
• 5.2 微合金元素对断裂韧性的作用55-56
• 5.3 本章小节56-57
• 第六章 结论57-58
• 参考文献58-62
• 致谢62-63
• 攻读学位期间主要研究成果63

【引证文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 彭艳杰;余新泉;陈锋;张友法;;热处理对冷拔异型钢管(JD500)组织和性能的影响[J];热加工工艺;2010年04期

中国博士学位论文全文数据库 前2条

1 陈景浒;中高碳合金钢薄板坯连铸连轧新工艺的研究[D];广东工业大学;2011年

2 崔国涛;加硼低合金高强度H型钢的研究与开发[D];山东大学;2012年

中国硕士学位论文全文数据库 前4条

1 齐菲;新型射孔枪用高强低合金钢的制备及强韧性的研究[D];天津理工大学;2010年

2 李显达;B-Ni复合添加的低合金高强度钢调质工艺的研究[D];山东大学;2011年

3 王怡然;硼及硼镍处理Q345E大H型钢热力物理模拟实验研究[D];山东大学;2010年

4 杨乔;方矩形管焊接温度场模拟[D];武汉科技大学;2010年

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本文编号：262925