EH36船板钢形变奥氏体动态再结晶行为的研究
2、钢的奥氏体形变与再结晶
图 (a)、(b)、(c)和(d)中实测的静
0.312、0.325和0.515。由图上还 可以看出,静态再结晶初期,形 核主要发生于晶界上,随着再结
(a)
态再结晶分数(XSRX)分别为0.208、
(b)
晶过程的进行,晶内变形带处也
开始形核,这是由于这些位置形 在静态再结晶初期和前期,再结 晶晶粒的分布明显呈现出不均匀 和局部化的特征,说明再结晶的 形核并不满足位置饱和 。
' y
σy:奥氏体的屈服应力
σ1:达到变形量ε1的应力 σy’:变形后保温一定时间后 再次发生塑性变形时的应力
当x=1 时表示加工硬化完全消除; 当x=0 时表示奥氏体没有任何软化; 当x=0~1时表示发生了不同程度的回复和再结晶。
热变形后的静态软化
热加工过程中所形成的不稳定组织, 在热加工的间隙时间里或加工后的缓冷 过程中将继续发生静态软化。以右图所 示0.68%C钢,780℃对应不同应变值变 形后保温不同时间的软化规律如下: (a)当变形量远小于静态再结晶的临界 变形量时,加工硬化组织不能完全 消除软化过程为:静态回复 (b)当变形量大于静态而小于动态再结 晶的临界变形量时,软化过程为: 静态回复+静态再结晶 (c)当变形量刚超过动态再结晶的临界 变形量时,软化过程为:静态回复 +亚动态再结晶+静态再结晶 (d)当变形量达到动态再结晶稳定阶段 的变形量时,软化过程为:静态回 复+亚动态再结晶
静态再结晶组织演变,N3钢,950℃变形 (a) 10s (XSRX=0.208),(b) 20s (XSRX=0.312),(c) 100s (XSRX=0.325),(d) 400s (XSRX=0.515)
左图所示为N3钢于950℃变 形后分别保温至10s、20s、100s 及400s的奥氏体的显微组织。上
4.钢的奥氏体形变与再结晶
晶晶粒尺寸随变形量增大
而细化,而受变形温度的
影响较小。
3.静态再结晶动力学
X=1-exp(-Ktn) X——再结晶分数 t——时间 K、n——常数
产生X=0.5的再结晶分数所需的时间为t0.5
0.5=1-exp(-Kt0.5n)→K=0.693/t0.5n X=1-exp[-0.693(t/t0.5)n] 图2--28可见计算值与实测值相符
6
4.再结晶速度
再结晶率XV和时间t的关系: XV =1-exp(-BtK) B、K-常数
6
温度高、变形量大,再结晶速度快
6
温度高、变形量大, 再结晶速度快
三.影响再结晶晶粒大小的因素 热加工:通过变形-再结晶获得细晶粒组织 控轧: 奥氏体再结晶区轧制→再结晶细化晶粒 →奥氏体未再结晶区轧制→细化的铁素体组织 可见,再结晶晶粒大小对最终得到的晶粒组织
2.软化过程中组织的变化
(a)未再结晶(晶粒伸长)→回复→静态再结晶→晶粒长大
(b)动态再结晶(等轴晶粒)→亚动态再结晶→晶粒长大
二.静态再结晶行为 驱动力:变形的贮存能 热加工中晶粒组织的变化见图2--19。 热状态下粗大的奥氏体晶粒→晶粒伸长→晶界上形核(开 始再结晶)→再结晶完成→晶粒长大
变形温度tc变形速度合金元素cc高温低速易发生动态再结晶原始奥氏体晶粒度再结晶后的晶粒尺寸d1logzd与原始晶粒度和变形量无关r0c动态再结晶晶粒静态再结晶晶粒d的影响因素变形速度tr0t形核方式凸出形核亚晶的成长完成方式成核长大成核长大位错密度分布不均低强度与硬度高低晶粒形态变形状态退火状态p衡量动态再结晶的难易程度图215示出了p与z的关系
6
③ ε> εc
静态回复
c点,软化分三段:
EH36级船板钢生产实践
( P l a t e Co .L t d .o f Ta n g S t e e l ,He b e i I r o n a n d S t e e l Gr o u p,T a n g s h a n ,He b e i ,0 6 3 0 0 0)
Abs t r a c t :I t i s i nt r od u c e d t h e p r o c e s s ,p r o c e d ur e c o n t r o l a n d p r o d uc t i o n s i t u a t i o n o f s h i p p l a t e s t e e l of EH 3 6 c l as s,a n a l yz e d t he pr o du c t s q u a l i t y.I t i s s h owe d f r om t h e p r od uc t i on t ha t wi t h LD —LF — CC pr o c e s s low , f a l l i s r e a s on a b l e f r o m t he c o mp os i t i on d e s i gn t o p r o c e s s c o n t r o l o f t he s t e e l a n d t h e a c t ua l o pe r a t i on a n d c on — t r o l pr o c e d ur e a r e s t ea dy, t h e c as t i n g bi l l e t h a s g o od qu a l i t y,a n d c a n me e t d e ma n d f r om t he c us t o me r s . Ke y Wo r ds:s hi p p l a t e s t e e l ; LD — LF — CC p r o c es s lo f w ;p r od u c t i o n;pr a c t i c e
船体EH36高强度钢焊接工艺认可试验
中图分类号:TG444 文献标识码:A 文章编号:1672-4801(2007)02-077-02
1 前言
高强度钢板进行焊接工艺认可试验,用以证明采
货轮的建造,各项技术性能指标要求严格, 在焊接舱口角隅、舱口围、挂舵臂等强力结构就 是用 EH36 高强度钢板。根据《钢质海船入级和建 造规范》〔1〕要求,应进行复盖全船用 EH36 钢焊接
Mo 0.011
Al 0.027
Cr 0.004
Ni 0.06
Nb 0.033
表 2 EH36 钢板的机械性能
Re(MPa) Rm(MPa) A(%) Akv(J) -40℃
375
510
30 88 77
碳当量:Ceq=C+Mn/6+﹙Cr+Mo+V﹚/ 5+﹙Ni+Cu﹚/15=0.406(%),由此可知材料 的淬硬倾向比较大,焊接接头的韧性成为本工艺 关注的焦点。根据《钢质海船入级和建造规范》 要求,焊接接头应与母材等强度,冲击韧性为-20 ℃夏比 V 型缺口冲击≥47J,为保证焊接接头的强 度和韧性,焊接材料应与母材相匹配。试验选择 国产焊条 E5015﹙J507﹚,其机械性能见表 3。
表 3 E5015 焊条熔敷金属机械性能
бs (N/mm2)
≥400
бb (N/mm2)
≥490
δ (%) ≥22
夏比 V 型缺口冲 击 Ev-30℃(J)
≥47
图 1 坡口型式
4.焊接过程控制
4.1 预热温度 该板刚性大,淬硬倾向也比较大,预热温度
参照德国劳氏船级社的船规约为 80℃~90℃,但 考虑到该钢种的冲击温度对预热温度的要求,试 验选定的预热温度为 100℃~110℃,层间温度不 低于预热温度。 4.2 焊接位置
济钢第三炼钢厂EH36高强度船板生产工艺研究与实践
E 6 Hih S r n t ik P a e o i a g H3 g t e g h Th c lt fJg n
W ANG u—o g F tn
( ehooyC ne gn ru o p n t. J a 5 11 C ia Tc nl e t o J agGopC m ayLd , i n2 0 0 ,hn ) g rfi n
艺 流程环节 进行 了系 统 分析 研究 和实 践 , 出并 确 找 定各 工序 关 键 参 数 和操 作 控 制 要 点 。5 m H3 0m E 6 级船板 钢化学 成分与 力学性 能见表 1 。
,
E3 H 6厚 规 格 5 高强 度 船板 对 钢 的组 织 均 0mm
匀性 、 强度 、 温 冲击 韧性 的要求非 常高 , 低 而钢 中 硫 化物 和氧 化物夹 杂物在铸 坯 中的行为直接 影响到 钢板 的塑性 和韧性 , 降低 了钢 的塑性 、 强韧性 和延伸
Ke rsedpi ot lw t s et g vcundg s gagns e i ;i t g hppa yWod :n o t n o;h e l tai ;aui ea i ;ro h l n h hs h s lt n c r i a r n g s n i d g g  ̄n i e
第3 2卷第 4期
金
V 13 N . o. 2 o4
A g ,0 0 u .2 1
GANS U M ETAL LURGY
文章 编 号 :6 246 (00 0 -040 17 -4 12 1 )40 1-4
济钢 第三炼 钢厂 E 3 H 6高 强度船 板 生产 工 艺研 究 与 实践
1 引 言
造船 用 中厚 板始终 是济 钢重点发展 的品种板 之
80mm厚度EH36高强度船体结构用钢的研制
≤ Q1 8≤ 0 5 0 C t 9 0 一 L 6 0≤ n
≤ Q 0 ≤ a 4 0 Q ∞一 Q 0 5 n 0 5 一 n1 0≤ Q 1 1 2 ̄. 0 1 5
表 2 主 要 性 能 指 标
热和轧 制 时 的晶粒长 大 ,有助 于改 善韧性 ,提高 强 度 ,同时 还可提 高钢 的抗 时效 性能 ,抑 制钢 在热 加
工和 焊接 过程 晶粒 的长大 ,改 善焊 缝及 热影 响 区 的
需要 说 明 的是 ,进 行船 级社认 证 时 ,需 要 附加
低温韧 性 。
z 向 要 求 、 时 效 冲 击 、 裂 纹 尖 端 开 口 位 移
作者简介 :陈爱娇 ( 1 9 8 0一) ,女 ,2 0 0 5年 7月毕 业于东北大学 冶
国标 G B 7 1 2 - 2 0 1 1《 船 舶及 海洋 工程 用结 构 钢 》 对E H 3 6高强 度船 板钢 的化 学成 分 和 主要 性 能指 标
的规 定见 表 1和表 2 。
表 1 化 学成 分
C S i Mn P S N i Nb V
关 键词 :E H 3 6高强船板 ;低 温韧 性 ;抗 层状 撕 裂性 能 ;焊接 性 能
0 前 言
近年 来 ,船舶 及海洋 平 台逐渐 向大 型化 、轻型 化方 向发 展 ,一般 强度船 板 钢 已不 能满 足船 体结 构
( C T O D) 、焊接 等特 殊性 能要求 。
1 . 2 化 学成分 设计 由于 E H 3 6高强度 船 板 要 求 一4 0℃ 冲 击试 验 ,
1 主要技术要求及化学成分设计
1 . 1 主要 技术 要求
入 铁素 体起 固溶 强化 作 用 ,可 显 著 提 高钢 的 强度 , 但 在一 定程 度上 降低 钢 的韧性 、塑性 。
EH36船板钢大线能量焊接连续冷却转变行为研究
却 转 变行 为和 不 同冷却速度 下模拟 焊接 热影 响 区的相 变组织进行 了研 究 。 结果表 明 。 当冷 速足 够大时, 在4 4 0℃发 生马 氏体 转 变, 相 变组 织均 为马 氏体 ; 随着冷 速逐 渐 下降 , 相 变组 织 由以马 氏体和 贝 氏体 为主 变为铁 素体和 贝氏体 。 冷却 速度在 2 ~ 5 ̄ C / s 范 围 内, 焊接 热影响 区具有 优 良
ma r t e n s i t e .W h i l e t h e mi c r o s t r u c t u r e s o f p h a s e t r a n s or f ma t i o n s g r a d u a l l y b e c o me i n t o f e r r i t e a n d
的性 能。 根据 S H — C C T曲线选择 的焊接 工 艺合 理 , 大线能 量焊接 热影 响 区性 能满足船 级社 规 范
要 求。
关键词 : E H3 6船板 ; 大线能量 焊接 ; 热模拟 ; 连 续冷却 ; 转 变行 为 中图分 类号 : T G 4 5 7 文献标 识码 : A 文章编 号 : 1 0 0 6 — 4 6 1 3 【 2 0 1 3 ) 0 1 — 0 0 3 2 — 0 4
c o o l i n g s p e e d i s f a s t e n o u g h,wh i c h me a n s t ha t t h e mi c r o s t r u c t u r e o f a l l p h a s e t r a n s f o r ma t i o n s i s
高强度船板钢EH36的开发
第24卷第3期 • 8 • 2018 年 6 月宽厚板WIDE AND HEAVY PLATEVol.24,No.3June 2018高强度船板钢EH36的开发安海玉郝鑫尹绍江张书新王强(河钢集团唐钢公司)摘要采用低C、高Mn以及Nb、Ti微合金化的成分设计,通过铁水预处理—120 t顶底复吹转炉初炼^ 120 t LF炉精炼—板坯连铸—3 500 mm轧机轧制的工艺路线,成功开发高强度船板钢EH36,实物质量水平满 足GB712标准和中国船级社规范要求,具有良好的低温韧性和抗层状撕裂性能。
关键词高强船板微合金化低温钿性抗层状撕裂Development of High Strength Hull Steel EH36An Haiyu,Hao Xin,Yin Shaojiang,Zhang Shuxin and Wang Qiang(HBIS Tangsteel Company)Abstract Taking process route of hot metal pretreatment, 120 t BOF melting, 120 t LF refining, slab continuous casting and 3 500 mm plate mill rolling,high strength hull steel EH36 is successfully developed by composition design of low carbon and high manganese content, niobium and titanium microalloying. The actual product quality satisfies the requirements of GB 712 standard and CCS rules with good low temperature toughness and lamellar tearing resistance.Keywords High strength hull plate, Microalloying, Low temperature toughness, Lamellar tearing resistance〇前言船板钢,即船体结构用钢,主要用于制造远 洋、沿海和内河航运船舶的船体、甲板。
EH36级船体结构用钢的小轧机实验研究
ExperimentalStudyonEH36GradeHull-structureSteelwithSmallMill
XuQiang1,YangXiao-dong2,LiuXia3
(1.TechnicalCenterofInnerMongoliaBaotouSteelUnionCo.,Ltd.,Baotou014010, InnerMongoliaAutonomousRegion,China;
实验用钢采用厚度 250mm的中厚钢坯为实验 基料,表 1为实验钢实测化学成分。
编号 1 2
编号 1 2
C 0.140 0.075
Ca 0.002 0.002
Si 0.220 0.270
O 0.002 0.001
表 1 化学成分(质量分数)
Mn
P
1.050
0.013
1.500
0.010
N
Nb
0.004
<0.005
0.004
0.043
S <0.002 <0.002
V 0.008 0.056
Alt 0.025 0.027
Ti 0.004 0.009
%
Als 0.023 0.026
2 实验工艺过程
控轧控 冷 试 验 在 包 钢 技 术 中 心 冶 轧 实 验 室
Φ750mm×550mm热轧试验机组上进行,图 1为 Φ750mm×550mm试验轧机组设备布置简图。
2.பைடு நூலகம்SPPlantofInnerMongoliaBaotouSteelUnionCo.,Ltd.,Baotou014010, InnerMongoliaAutonomousRegion,China;
3.BaotouShaoxianRoadPrimarySchool,Baotou014010,InnerMongoliaAutonomousRegion,China)
EH36船板钢形变奥氏体动态再结晶行为的研究
A* =3.17率 较 低 时,经 历 了 加 工 硬 化、动 态 再 结 晶 过 程,应 变 速 率 较 大 时,不 能 发 生 动 态 再 结 晶 ;低 温 时 没 有 发 生 动 态 再 结 晶 。
(2)微合金化元素的固溶拖曳 作 用 和 沉 淀 析 出作用对再结晶有强烈的抑制作用,与普通 C-Mn 钢 相 比 ,微 合 金 化 钢 的 再 结 晶 激 活 能 要 高 很 多 ,其 值为 381.1kJ/mol。
EH36高强度船板钢的轧制与热处理的研究
密级
学位论文 EH36 高强度船板钢的轧制与热处理的研究
作 者 姓 名 :张 丽
指 导 教 师 : 邱春林 副教授
东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室
申请学位级别: 硕士
学 科 类 别 : 工学
学科专业名称: 材料加工工程
论文提交日期: 2008 年 6 月
论 文 答 辩 日 期 : 2008 年 6 月
III
东北大学硕士学位论文
Abstract
temperature is 1200℃;and the opening rolling is 1100~1150℃;the second opening rolling 860~910℃; the finishing temperature of finish rolling is 810~850℃; then adopted cooling under the air or water. Cooperated with heat treatment, attained to eligibility high ship plate.Appled the normalizing technics for thick high ship plate, the better heat temperature is 910℃ and the time of heat preservation is1.7~2min/mm.
(1)通过热模拟实验,测试了EH36钢的动态CCT曲线。分析了不同冷却速率度对 EH36船板钢组织的影响规律;同时采用加热淬火法测定出EH36奥氏体晶粒粗化温度为 1200℃以上。
(2)在热模拟实验的基础上,进行了实验室轧制实验。分别采用常规轧制,控制 轧制、控轧控冷三种不同的轧制工艺进行了试轧,成品厚度分别为 20mm、30mm、40mm。 从轧后钢板性能测试的结果可以看出,采用控制轧制和控轧控冷工艺的钢板性能明显高 于普通轧制。
高强度船体结构用钢 EH36超厚板焊接工艺研究
高强度船体结构用钢 EH36超厚板焊接工艺研究赵洁;徐得志;涂永彬【摘要】为研究船用高强钢EH36100 mm厚拼板平对接焊焊接工艺,应用埋弧自动焊,选择合适的焊接参数,制定焊接工艺,对焊接接头进行力学性能试验,试验结果证明,该工艺能满足深水三用工作船对船体局部强度的要求,成功解决了船用高强钢超厚板的焊接工艺难题。
%In order to study the thick plate flat butt welding process of the high strength marine steel EH 36 100 mm, the pa-per has utilized the auto submerged arc welding , selected the appropriate welding parameters and welding procedure , as well as realized the welding joints mechancal test .The results showed that ,the process can satisfy with local strength requirements for the Anchor Handling Towing Supply ( AHTS) vessel work in deep seawater .【期刊名称】《船海工程》【年(卷),期】2014(000)003【总页数】4页(P44-47)【关键词】焊接工艺;残余应力;高强钢【作者】赵洁;徐得志;涂永彬【作者单位】武汉交通职业学院,武汉430065;武汉交通职业学院,武汉430065;武昌船舶重工有限责任公司,武汉430064【正文语种】中文【中图分类】U671.83随着三用工作船作业水深的不断增加,半潜平台锚和锚链对大型拖缆机的工作负荷不断增加,导致船体对局部强度的要求越来越高,同时考虑到空船重量,普通强度船体用钢的强度难以满足船舶功能要求,从而使得高强度船体结构用钢越来越受到设计者的青睐,应用日趋广泛。
正火对EH36级船板钢低温时效冲击性能的影响
正火对EH36级船板钢低温时效冲击性能的影响刘年富;廖卫团;温志红;杨太阳【摘要】针对韶钢热轧宽板厂生产的60 mm厚EH36级船板钢,分别取正火前后的试样进行时效冲击试验.试验结果表明,正火后的EH36级船板钢,从表面至心部组织一致,晶粒细小且均匀分布,-40℃时效冲击合格,低温时效性能得到了显著提高.对正火处理后的EH36级船板钢的间隙原子C、N的分布、位错的变化及组织演化对时效性能的影响进行了初步的分析和讨论.分析结果表明,正火后铁素体中C、N原子的过饱和度下降,以及位错形态的变化、位错密度的降低是导致时效冲击性能提高的主要原因.【期刊名称】《宝钢技术》【年(卷),期】2012(000)006【总页数】5页(P27-31)【关键词】正火;EH36级船板钢;时效冲击性能【作者】刘年富;廖卫团;温志红;杨太阳【作者单位】广东韶关钢铁有限公司特钢事业部广东韶关512122;广东韶关钢铁有限公司技术研究中心,广东韶关512122;广东韶关钢铁有限公司技术研究中心,广东韶关512122;广东韶关钢铁有限公司技术研究中心,广东韶关512122【正文语种】中文【中图分类】TG142.10 前言在船舶的生产制造过程中,钢板要经过各种预处理、加工、冷弯成形、装配、焊接等工艺过程,由于冷加工塑性变形及焊接内应力变形使钢材强度与硬度升高而塑性与韧性下降的现象称为应变时效[1]。
船板钢的应变时效试验主要就是为了模拟其在船舶制造过程中的应变时效作用而进行的人工时效。
在船用结构钢板的各国船级社规范中都明确规定了在进行船板工厂认可时需要进行系列温度的应变时效冲击试验,而且应变时效冲击值必须满足船规的要求,可见船板钢的应变时效性能是钢厂顺利通过船级社认证的一个难点。
文章介绍韶钢热轧宽板厂分别采用TMCP工艺及TMCP工艺结合正火热处理工艺生产的60 mm厚规格EH36船板钢,分析了TMCP工艺及正火工艺的EH36船板钢的力学性能及微观组织情况,并探讨正火工艺对厚规格EH36级船板钢的低温时效性能的影响。
奥氏体动态再结晶晶粒超细化及其马氏体相变研究的开题报告
奥氏体动态再结晶晶粒超细化及其马氏体相变研究的开题报告一、研究背景随着工业的发展,金属材料在机械、航空航天、军事等领域得到广泛应用。
在这些应用中,金属材料的微观结构和力学性能常常会对整个系统产生重要影响。
奥氏体动态再结晶是一种重要的金属微观结构调控技术,能够显著地改善金属材料的机械性能。
然而,在奥氏体动态再结晶过程中,晶粒尺寸的超细化和马氏体相变的问题仍然需要解决。
二、研究内容和意义本文研究奥氏体动态再结晶晶粒超细化及其马氏体相变的问题。
研究内容包括以下三个方面:1、实验研究奥氏体动态再结晶晶粒超细化的机制及其影响因素。
本文将通过改变奥氏体动态再结晶的各种条件(如变形量、变形速率、退火温度等),探讨其对再结晶晶粒尺寸的影响,以及奥氏体动态再结晶超细化晶粒的机制。
2、数值模拟奥氏体动态再结晶晶粒超细化的机制。
本文将运用有限元数值模拟的方法,模拟奥氏体动态再结晶过程中的晶粒生长、再结晶和晶粒尺寸超细化等现象,进一步揭示奥氏体动态再结晶晶粒超细化的机制。
3、研究奥氏体动态再结晶晶粒超细化对马氏体相变的影响。
本文将探究奥氏体动态再结晶晶粒超细化后,马氏体相变的变化规律,并分析奥氏体动态再结晶晶粒超细化对马氏体相变的影响机制,为进一步提高金属材料的力学性能提供理论基础。
三、研究方法本文将采用实验和数值模拟相结合的方法,探讨奥氏体动态再结晶晶粒超细化及其马氏体相变的问题。
具体方法如下:1、实验方面:选择合适的金属材料,利用恒应变速率下力学加载设备,通过改变退火温度、变形量、变形速率等参数,实验得到奥氏体动态再结晶材料的晶粒尺寸及其分布规律。
2、数值模拟方面:首先搭建金属材料的有限元模型,模拟不同加载条件下材料晶粒的生长和再结晶过程,并分析超细化晶粒的机制。
3、数据处理和分析:通过实验和数值模拟数据的处理和分析,得出奥氏体动态再结晶晶粒超细化及其马氏体相变的影响因素和机制。
四、研究的预期成果本文将探讨奥氏体动态再结晶晶粒超细化及其马氏体相变的问题,得出以下预期成果:1、揭示奥氏体动态再结晶晶粒超细化的机制及其影响因素。
船用E36钢的动态力学行为及本构关系
船用E36钢的动态力学行为及本构关系
张玮;毛柳伟;杨坤;李营
【期刊名称】《船舶力学》
【年(卷),期】2022(26)6
【摘要】为了得到船用E36钢的动态力学性能及本构关系,本文运用静态试验机及分离式Hopkinson压杆加载装置,在应变率为0.000 33~2330 s-1范围内得到了准静态拉伸及动态压缩条件下的应力应变曲线,同时对Cowper-Symonds材料模型进行了修正,得到了两种形式的本构关系,并讨论了模型的适用性。
结果表明:船用E36钢具有明显的应变率强化效应和非线性应变硬化效应;两种动态本构关系可以描述材料在冲击荷载下的力学性能,但应用范围不同。
【总页数】7页(P912-918)
【作者】张玮;毛柳伟;杨坤;李营
【作者单位】海军研究院;北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室;北京理工大学先进结构技术研究院
【正文语种】中文
【中图分类】U661.4
【相关文献】
1.船用907 A钢的动态力学性能和本构关系
2.E36船板钢动态再结晶行为研究
3.热连轧E36船板钢连续冷却相变行为
4.合金元素和碳含量对E36船板钢腐蚀行为的影响
5.某型船用钢的动态力学性能和本构关系
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奥氏体不锈钢动态再结晶
奥氏体不锈钢的变形与再结晶一、引言奥氏体不锈钢在不锈钢中一直扮演着最重要的角色,是不锈钢家族中最为重要的类型,钢号特别的多。
之所以称其为奥氏体不锈钢是因为它在常温下是稳定的奥氏体组织。
奥氏体组织具有面心立方(FCC)的晶体结构,具有众多的滑移系,因此冷加工能力特别的好。
当前我国常用奥氏体不锈钢的牌号有40多个,奥氏体不锈钢具有高塑性韧性、抗腐蚀性、冷加工能力以及无磁性,但是强度偏低。
奥氏体不锈钢主要有200、300和超级不锈钢三大系列, 300系列不锈钢是国内最常用的奥氏体系列不锈钢,是以18-8(304奥氏体不锈钢,又称18-8)为基础发展起来的,在304奥氏体不锈钢的基础上增加Ni的含量就能够生成305不锈钢,为了提高不锈钢的抗点蚀能力常在305不锈钢的基础上加入MO制造出316、317不锈钢,321不锈钢是在305的基础上加入了Ti,目的就是提高抗晶界腐蚀性及高温强度。
对于奥氏体不锈钢这种应用广泛的材料,它不仅具有高的耐蚀性、塑性和良好的可焊性,而且经过锻造、挤压后强度可以成倍提高。
正因为如此,许多研究者研究了奥氏体不锈钢的变形行为,其中尤以冷变形和温变形研究得较多,本文中,将通过举例对常见的3种奥氏体不锈钢(304奥氏体不锈钢、316LN不锈钢和321奥氏体不锈钢)的高温变形进行系统的分析。
主要通过热模拟试验机研究不锈钢单道次高温时的动态再结晶,得到热变形条件下的真应力-真应变曲线,结合显微组织分析,得出动态再结晶规律和流变应力。
2、金属材料的热变形行为热变形是指在钢的再结晶温度以上进行的加工过程。
不同变形温度及应变速率下的流变曲线是研究热变形条件下金属材料力学行为的主要内容之一。
在热变形过程中,加工硬化与软化过程同时进行,并且决定了此时材料的变形抗力。
通常,变形过程的软化取决于钢的动态回复和动态再结晶过程。
2.1 基本概念动态回复:动态回复是在热加工过程中伴随发生的回复过程。
对于层错能较高的材料,在热加工过程中,位错易发生交滑移和攀移,在热变形时容易发生动态回复。
大线能量焊接EH36船板钢FCB焊接接头组织与性能
大线能量焊接EH36船板钢FCB焊接接头组织与性能李文晓;郭慧英;陈刚;张宇【摘要】对工业化试制的32 mm厚大线能量船板钢EH36进行热输入为228kJ/cm的FCB法焊接试验,并研究了焊接接头的组织和力学性能.结果表明:焊接热影响区的过热粗晶区原奥氏体晶粒尺寸达到300~500μm,组织主要由少量晶界铁素体和晶内形核铁素体(约60%~80%)组成,是该区焊接时峰值温度达到δ相转变温度以上并停留较长时间造成的,并给出δ相转变温度及奥氏体晶粒尺寸与峰值温度之间的关系;粗晶区由15~30 μm的多边形铁素体与3~10 μm的针状铁素体(10%~20%)构成;细晶区包含10~20μm的多边形铁素体和小于等于10 μm的珠光体;临界区表现为混晶组织.焊接接头热影响区的冲击功Akv≥100 J(-20℃),拉伸试样断裂于母材,接头性能满足要求.%FCB welding with an heat input of 228 kJ/cm was applied to butt weld newly developed 32 mm thick shipbuilding steel plate EH36,and the microstructure and mechanical properties of the weld joint were examined.Super coarse grain heat affected zone of the weld joint mainly consists of intra-granular nucleated ferrite and small amount of grain boundary ferrite.The size of prior austenite grain is 300~500 μm,which is caused by longer soaking at high temperatures during thermal cycle.In this paper,δ phase-transition temperature and relationships between austenite grain size and peak temperatures are given.Coarse grain heat affected zone mainly consists of 15~30 μm acicular ferrite and 3~10 μm acicular ferrite.A microstructure consisting of 10~20 μm acicular ferrite and ≤ 10 μm pearlite is observed in fine grain heat affected zone.Inter-critical heat affected zone consists of mixedgrains.The heat affected zone exhibits an absorbed energy larger than 100 J at-20 ℃ during CVN impact test.The weld joint failed in the base metal during transverse tensile testing,and other properties meet the requirement.【期刊名称】《电焊机》【年(卷),期】2017(047)008【总页数】8页(P1-8)【关键词】FCB焊接;船板钢EH36;原奥氏体晶粒;热影响区【作者】李文晓;郭慧英;陈刚;张宇【作者单位】江苏省(沙钢)钢铁研究院,江苏张家港215625;江苏省(沙钢)钢铁研究院,江苏张家港215625;江苏省(沙钢)钢铁研究院,江苏张家港215625;江苏省(沙钢)钢铁研究院,江苏张家港215625【正文语种】中文【中图分类】TG457.1在船舶行业中,焊接工序约占整个造船周期的20%~30%,其成本约占整个船舶制造成本的17%[1-3]。
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对式 4取对数后,得到如下关系式:
·
lnεp=ln(A* ·d00.5)+0.16lnε+0.16Qd/RT (6)
即 lnεp 与 0.16/RT之 间 呈 线 性 关 系,直 线 的
斜率为 Qd。
将 各 温 度 下 的 εp 值 代 入 式 6,可 以 回 归 出 直
线 的 斜 率,即 Qd= 381.1kJ/mol。 取 d0= 40µm,则
邢 相 勤,工 程 师,1995年 毕 业 于 东 北 大 学 金 属 压 力 加 工 系, 现工作于济南钢铁股份有限公司 技 术 中 心,从 事 新 产 品 技 术 开 发 工 作 (250101)。
2 实验材料与实验方法
试 样 取 自 连 铸 坯 ,加 工 成 热 模 拟 实 验 用 试 样 , 即 Φ10mm×12mm的圆柱体。试样化学成分见表 1所 示 。
关键词 EH36船板钢 形变 动态再结晶 中图分类号:TG156.93 文献标识码:A 文章编号:1006-4613teDynamicRecrystallizationBehavior duringDeformationinsideEH36ShipPlateSteel
动态再结晶动力学可以通过应力-应变曲
线 ,采 用 以 下 方 程 描 述 :
式中
XD= 1- exp[- M(ε/εs)n] XD-- 动态再结晶分数; ε-- 应变;
(1)
εs-- 动态再结晶完成时的应变; n-- 常数,n为 4.702。
εs与 动 态 再 结 晶 临 界 应 变 εc和 峰 值 应 力 对 应 的应变 εp之间的关系为 : [6]
A* =3.17×10-4。
4 结论
(1)实验钢在高温、应变 速 率 较 低 时,经 历 了 加 工 硬 化、动 态 再 结 晶 过 程,应 变 速 率 较 大 时,不 能 发 生 动 态 再 结 晶 ;低 温 时 没 有 发 生 动 态 再 结 晶 。
(2)微合金化元素的固溶拖曳 作 用 和 沉 淀 析 出作用对再结晶有强烈的抑制作用,与普通 C-Mn 钢 相 比 ,微 合 金 化 钢 的 再 结 晶 激 活 能 要 高 很 多 ,其 值为 381.1kJ/mol。
表 1 试样化学成分/%
C
Si Mn P
S Nb V Ti
0.13 0.29 1.46 0.015 0.005 0.03 0.03 0.012
实验在 Gleeble-2000热模拟实验机 上进行。 将 试 样 以 20℃/s的 速 度 加 热 到 1150℃,保 温 5min后,以 5℃/s的 速 度 冷 却 到 不 同 温 度。 保 温 30s后 进 行 单 道 次 压 缩,变 形 温 度 范 围 为 900~ 1100℃,应 变 速 率 为 0.1、1、10/s,变 形 程 度 为 40%。 将 压 缩 后 的 试 样 沿 轴 向 剖 开,经 过 表 面 研
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鞍钢技术
ANGANG TECHNOLOGY
2006年第 3期 总第 339期
EH36船板钢形变奥氏体动态再结晶行为的研究
邢相勤1 王建刚2 宋振官2 (1.济南钢铁股份有限公司 2.东北大学)
摘要 在单道次压缩变形实验中,利用 Gleeble-2000热 模 拟 实 验 机 测 定 了 EH36船 板 钢 的 应 力-应 变 曲 线,研 究 了 变 形 温 度、变 形 速 率 对 实 验 钢 再 结 晶 行 为 的 影 响,建 立 了 EH36船 板钢的动态再结晶模型。
KeyWords EH36shipplatesteel deformation dynamicrecrystallization
1 前言
EH36微 合 金 化 船 板 钢 要 求 具 有 足 够 高 的 强 度 、良 好 的 韧 性 以 及 优 良 的 焊 接 性 能 。这 些 主 要 取 决 于 最 终 的 显 微 组 织 ,即 铁 素 体 晶 粒 尺 寸 及 形 貌 , 而最终的铁素体显微组织又与相变前的奥氏体状 态有关。因此了解奥氏体相变与再结晶规律是合 理制定 EH36船板钢控轧控冷工艺的基础[1,2]。奥 氏体动态再结晶的规律便是制定微合金化钢 TMCP工艺的基础之一。本文以 EH36微合金化钢为 研 究 对 象 ,通 过 研 究 形 变 速 率 、形 变 温 度 等 形 变 参 数 对该钢 热 变 形 奥 氏 体 晶 粒 特 征 的 影 响,了 解 其 动态再结晶规律,为制定合理的 TMCP工艺,生产 出综合性能优良的 EH36船板钢提供依据。
oftechnology.MPTInternational,2000,1 5 刘雅政,何建中等.含 Nb管线钢动态再结晶特性的实验 研 究.
轧 钢 ,2005,4 6 N.Komatsubara,K.Kunishige,S.Okaguchi,T.Hashimoto,K.
putermodellingforthepredictionand controlofmechanicalpropertiesinplateandsheetsteelproduction.
a-应变速率为 0.1/s
b-应变速率为 1.0/s
c-应变速率为 10/s 图 1 不同温度单道次压缩的应力-应变曲线 1- 900℃ ;2- 950℃ ;3- 1000℃ ;4- 1050℃ ;5- 1100℃
由 以 上 可 知 ,发 生 动 态 再 结 晶 的 条 件 为 :变 形 温 度 足 够 高 、应 变 速 率 足 够 低 且 变 形 程 度 足 够 大 。 因 此,在通 常 的 中 厚 板 轧 制 中,变 形 程 度 较 低 (通 常 小于 25%)和应变速率较大(通常大于 5/s)时, 动态再结 晶 将 很 难 发 生,取 而 代 之 的 是 另 一 种 动 态 软 化 行 为 ,即 动 态 回 复 。 3.3 动态再结晶模型
SumitomoMetals,1990,42
(编辑 许平静) 收 稿 日 期 :2006- 01- 15
εs= 1.9εp
(2)
εc= 0.8εp
(3)
而 εp与初始奥氏体晶粒直径 d0和参数 Z之间
的关系为:
εp=
A*
·
d Z 0.5 0.16 0
(4)
式中
·
Z= εexp(Qd/RT)
A* -- 常数;
·
ε-- 应变速率;
(5)
Qd-- 动态再结晶激活能,kJ/mol; R-- 气体常数;
T-- 绝对温度,K。
参考文献
1 梁雨峰,王有铭等.热轧船板钢 时 奥 氏 体 组 织 变 化 规 律.钢 铁,
1996,6 2 张向葵,蔡庆伍等.超低碳贝氏体 钢 形 变 奥 氏 体 再 结 晶 规 律 的
研 究 .上 海 金 属 ,2005,3 3 熊尚武.变形抗力数学模型研究.沈阳:东北工学院,1991 4 FlemmingG,HensgerK.Extensionofproductrangeandperpectives
通 过 对 实 验 钢 动 态 再 结 晶 规 律 的 研 究,建 立 了实验钢 动 态 再 结 晶 模 型,确 定 了 描 述 动 态 再 结 晶 的 特 征 参 量 ,为 制 定 合 理 的 热 轧 工 艺 提 供 依 据 。
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《鞍钢技术》2006年第 3期 总第 339期
图 2 不同应变速率下单道次压缩的应力-应变曲线 1- 1/s;2- 0.1/s
影 响 趋 势 ,即 峰 值 应 变 越 大 ,再 结 晶 越 难 进 行 。 3.2 变形速率对动态再结晶的影响
变形速率对再结晶也会产生一定的影响。在 相 同 的 变 形 温 度 下 ,当 应 变 值 一 定 时 ,变 形 速 率 越 高,所对应的应力值越大。同时,由图 2可看出,随 着 应 变速 率 的 提 高,应 力 峰 值 向 应 变 增 大 的 方 向 移 动 。这 说 明 随 着 应 变 速 率 的 增 大 ,奥 氏 体 不 易 发 生 动 态 再 结 晶 。这 是 由 于 随 着 应 变 速 率 的 增 大 ,再 结 晶 的 驱 动 力 增 加 ,而 加 工 硬 化 的 作 用 随 之 增 强 。 因 此,动态 再 结 晶 软 化 与 加 工 硬 化 二 者 的 作 用 相 互 平 衡 时 ,峰 值 应 力 与 峰 值 应 变 均 将 增 大 。
XingXiangqin1 WangJiangang2 SongZhenguan2 (1.JinanIronandSteelCo.,Ltd.2.NortheastUniversity)
Abstract Thestress-straincurvesofEH36shipplatesteelaredeterminedbyGleeble- 2000hot simulatingexperimentmachineinsinglepasscompressdeformationtest.Theinfluenceofdeformation temperatureandrateonrecrystallizationbehaviorofexperimentsteelarestudiedandadynamicrecrystallizationmodelforthesteelisestablished.
图 1为不同温度下单道次压缩的应力-应变 曲 线。从图 1中可以看出,当应变速率为 10/s和 1 /s时,在 各 个 实 验 温 度 下 均 不 会 发 生 动 态 再 结 晶 ,而 只 发 生 动 态 回 复 ,得 到 的 应 力 - 应 变 曲 线 均 为动态回复型;当应变速率为 0.1/s时,1000℃以 上 的 应 力 - 应 变 曲 线 表 现 为 动 态 再 结 晶 型, 1000℃ 及 其 以 下 的 曲 线 表 现 为 动 态 回 复 型 。 由 此 得 知 ,变 形 温 度 、变 形 程 度 和 变 形 速 率 等 工 艺 参 数 对 变 形抗 力 值、热 变 形 奥 氏 体 的 动 态 再 结 晶 行 为 都 有 明 显 的 影 响 。在 同 一 变 形 速 率 下 ,对 应 于 同 一 应 变 值,变 形 温 度 越 高,所 对 应 的 应 力 值 越 低,并 且 随 着变 形 温 度 的 降 低,应 力 峰 值 向 应 变 增 大 的 方 向 移 动 。这 是 由 于 在 较 低 温 度 下 变 形 时 ,加 工 硬 化 率 较 高 ,回 复 软 化 进 行 得 比 较 困 难 。而 变 形 温 度 越 高,空位 原 子 扩 散 和 位 错 进 行 交 滑 移 及 攀 移 的 驱 动 力 越 大 ,因 而 就 更 易 发 生 动 态 再 结 晶 。当 变 形 温 度 降 低 时 ,应 力 峰 值 向 应 变 增 大 的 方 向 移 动 ,表 明了变形温度对动态再结晶发生的临界变形量的