《多變數梯度條件下中錳鋼相變機理及強韌性控制研究》是依託東北大學，由胡軍擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：多變數梯度條件下中錳鋼相變機理及強韌性控制研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：胡軍
- 依託單位：東北大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
特厚板厚度方向存在顯著的熱軋變形量、淬火冷卻速率、回火升溫速率、合金成分等多變數梯度，其組織性能均勻性控制是長久以來關鍵的共性技術難題，而且傳統特厚板存在合金成本高、屈強比高、心部強韌性差、熱處理工序複雜等不足。為此，本課題創新地將中錳合金化顯著提高奧氏體穩定性作用套用於增強特厚板組織性能均勻性，並採用超低碳含量改善鋼板焊接性能。研究特厚板厚度方向不同變形量及冷卻速率梯度條件下的奧氏體再結晶行為及馬氏體相變行為。基於特厚板兩相區回火過程中表層向心部傳熱速率低的特點，研究不同升溫速率梯度條件下馬氏體再結晶及奧氏體逆轉變熱/動力學機制。探索回火馬氏體板條-逆轉變奧氏體薄膜雙相組織的應力配分行為，揭示晶粒亞微米化、亞穩奧氏體TRIP效應對提高特厚板心部強韌性的作用。本課題的開展為新型特厚板合金成分設計及組織性能均勻性控制提供理論基礎，熱軋後線上淬火及短時回火短流程工藝符合國家鋼鐵業綠色發展要求。
結題摘要
特厚板厚度方向存在顯著的熱軋變形量、淬火冷卻速率、回火升溫速率、合金成分等多變數梯度，其組織性能均勻性控制是長久以來關鍵的共性技術難題，而且傳統特厚板存在合金成本高、屈強比高、心部強韌性差、熱處理工序複雜等不足。為此，本課題創新地將中錳合金化顯著提高奧氏體穩定性作用套用於增強特厚板組織性能均勻性，並採用超低碳含量改善鋼板焊接性能。確定了0.04~0.06%C、5.0~5.5%Mn成分體系及軋後直接淬火回火的工藝。研究了80~100mm中錳特厚鋼板不同熱軋變形量梯度條件下的奧氏體再結晶行為、不同冷卻速率梯度條件下的馬氏體相變行為，變形速率為5s-1時，低於950℃為加工硬化型，冷卻速率為0.1~60°C/s時，變形奧氏體向馬氏體相變開始溫度為370~390°C，高淬透性有助於提高特厚板組織性能均勻性。分析了淬火馬氏體板條形態、位錯組態及晶體學特徵，並重點研究了回火溫度、時間對組織性能的影響，定量測定逆轉變奧氏體體積分數、分布、形態以及元素富集。通過低溫等溫及間斷拉伸實驗，定量分析了奧氏體的低溫穩定性及機械穩定性，隨著回火溫度的提高，逆轉變奧氏體尺寸增大、C-Mn元素富集程度降低，奧氏體熱穩定性及機械穩定性減弱。中錳合金化提高了特厚板厚度方向的性能均勻性，1/2厚度的屈服強度、抗拉強度、延伸率分別為714MPa、814MPa、24.2%，屈強比0.88，而且-60℃低溫衝擊功＞80J。揭示了亞穩奧氏體TRIP效應機理及其對強度、塑性、韌性的作用，適度穩定的逆轉變奧氏體大幅提高加工硬化率，緩解尖端應力集中，延遲裂紋萌生，其形變誘發馬氏體轉變引起的體積膨脹起到鈍化裂紋擴展作用，從而提高韌塑性能。納米尺度TiC析出相通過細晶強化、析出強化作用可顯著提高屈服強度，進一步提高Ti含量，奧氏體中的C富集程度減弱，不但強度增加量有限，而且降低奧氏體穩定性，從而惡化韌塑性能。針對多變數梯度條件下中錳鋼的相變機理及強韌性控制方法研究所形成的規律及機理可為特厚板組織性能控制提供理論基礎及工藝參考，線上淬火及短時兩相區回火滿足國家鋼鐵行業綠色發展的要求。
