海洋平台用钢E690工艺优化研究

发布时间：2017-07-29 03:19

  本文关键词：海洋平台用钢E690工艺优化研究

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【摘要】：海洋平台用钢E690的屈服强度可达到690MPa,属于超高强度钢板,该钢种在国外的生产技术已相对成熟,而国内只有极少数企业能生产该级别海洋平台用钢,且生产工艺技术还不够完善。本课题对新钢试生产的海洋平台用钢E690进行基础特性研究,并提出相关工艺优化方案,具体研究内容和结论如下:利用Thermo-calc对钢中第二相析出进行理论计算,并计算各析出相中元素含量及种类随温度的变化和钢中关键元素Ni、Cu、Ti含量变化时对第二相析出的影响,为实验钢的成分和连铸工艺优化提供依据,计算结果表明,各析出物的析出顺序为: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。钢中合金元素Ni、Cu、Ti含量的变化对钢中各析出相均有一定的影响,钢中Cu含量可适当增加至0.2%。通过设计正交实验,充分考虑影响奥氏体动态再结晶的各个工艺参数,如变形温度、变形量和变形速率,利用Gleeble-3800热模拟试验机对试验钢进行单道次压缩实验,研究不同变形参数对再结晶规律的影响,通过观察实验后试样的奥氏体晶粒形貌,以晶粒度作为衡量再结晶效果的标准,结合分析真应力-真应变曲线,为TMCP工艺优化提供依据。研究结果表明,影响奥氏体再结晶因素最大的是变形温度,变形量次之,变形速率影响最小。在极低的变形速率下,易导致发生间断式动态再结晶,在实际生产中应尽量避免。在实际生产中为了得到晶粒度高、均匀性好的晶粒,需要控制合理的工艺参数,最佳组合是变形温度950℃,变形量50%,变形速率0.1s-1,晶粒度可达到9.7。结合析出计算、奥氏体动态再结晶规律以及本课题的另一个子课题对E690钢的高温塑性和相变规律研究及热处理工艺研究成果,对E690钢的成分、连铸、TMCP及热处理工艺提出的优化方案为:成分优化方面,适当降低钢中Ni含量至2.00%,并适当提高Cu含量至0.2%,适当提高钢中Ti含量至0.02%。连铸过程中,减少铸坯纵向、横向温度波动,避免Al N、BN和Nb(C、N)相在晶界大量析出,避免BN和Mn S形成复合析出;铸坯矫直温度应控制在950℃-990℃之间,避开第三脆性区。控冷控轧过程中,变形温度在950℃时应达到累积变形量50%及以上,在轧机允许的情况下变形速率应尽量靠近0.1s-1。热处理过程中,优化后参数为淬火温度880℃、回火温度630℃,回火时间120min,控制冷却速度为1-3℃/s,以得到均匀贝氏体组织。经工业化试验可知,工艺优化方案对产品性能提高有重要指导意义。
【关键词】：海洋平台用钢 第二相析出 再结晶规律 工艺优化
【学位授予单位】：江西理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG142.1
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 文献综述9-21
• 1.1 选题背景9
• 1.2 课题来源9
• 1.3 高强度海洋平台用钢研究现状9-12
• 1.3.1 国外研究现状9-11
• 1.3.2 国内研究状况11-12
• 1.4 海洋平台用钢发展趋势12-13
• 1.5 海洋平台用钢成分13-16
• 1.5.1 海洋平台用钢成分特点13-14
• 1.5.2 海洋平台用钢元素作用14-16
• 1.6 海洋平台用钢生产工艺16-17
• 1.7 第二相析出计算研究现状17-18
• 1.8 动态再结晶规律研究现状18-19
• 1.9 研究内容和意义19-21
• 1.9.1 研究内容19-20
• 1.9.2 研究意义20-21
• 第二章 E690 钢第二相析出计算研究21-52
• 2.1 试验方法21-22
• 2.2 计算结果和分析22-50
• 2.2.1 钢中的平衡析出相22-23
• 2.2.2 温度对平衡相的影响23-31
• 2.2.3 合金含量变化对析出相的影响31-50
• 2.2.4 Cu含量对Cu析出量的影响50
• 2.3 本章小结50-52
• 第三章 E690 钢再结晶规律研究52-62
• 3.1 试验方法52-54
• 3.2 试验结果与分析54-61
• 3.2.1 工艺参数对原奥氏体晶粒度的影响54-59
• 3.2.2 工艺参数对动态再结晶行为的影响59-61
• 3.3 本章小结61-62
• 第四章 E690 钢工艺优化研究62-67
• 4.1 成分和连铸工艺优化62-63
• 4.2 TMCP和热处理工艺优化63-64
• 4.3 工艺优化效果64-65
• 4.4 本章小结65-67
• 第五章 结论67-68
• 参考文献68-73
• 致谢73-74
• 攻读学位期间的研究成果74-75

【参考文献】

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本文编号：587283