铌和热处理工艺对低温钢组织和性能影响.pdf

摘要碳钢及低合金钢在低温工况下的开裂问题与钢材的强度和低温韧性有关,而材料的强度与低温韧性与材料的化学成分、显微组织和钢液质量有关,目世界各国通过合金化、热处理及控轧控冷等措施来开发高强高韧性低温钢。课题在∩希呕饕:辖鹪K亍⑻砑覱~サ奈⒑辖鹪K仡辏杓拼火髦省⑼嘶调质、正火髦嗜秩却砉ひ眨ü鹣嘧橹鄄臁扫描及能谱分析、治觥⒌臀鲁寤魇匝楹屠焓匝椋芯苛祟旰腿却砉ひ对低温钢组织和性能的影响规律。本课题低温钢化学成分为.%,块状铁素体减少,组织细化。热处理后的试样组织均为回火索氏体,淬火髦侍鼗鹚魇咸逯刑靥寤疚6啾咝巫矗笮【龋煌火髦侍鼗鹚魇咸逯刑靥宥辔0逄踝矗啾咝翁靥褰仙伲徽调质态为多边形铁素体加少量板条铁素体,板条长度比退火髦侍亩獭该低温钢淬火髦侍臀鲁寤鞴λ孀藕炅康脑黾酉壬吆蠼档停℃比一℃下降的程度更快。含铌%时,.℃、鍭达最高值,.。试样一℃冲击断口形貌以解理为主,同时有少量的准解理,解理台阶上主要为扇状花样,内部有撕裂岭。随着含铌量的增加,撕裂岭的长度和数量也逐渐增加,韧窝带加大,当含铌量超过%时,解理面上出现河流花样。该低温钢三种热处理状态低温冲击功的变化规律基本相似,含铌量相同时淬火髦侍臀鲁寤鞴ψ罡撸调质念次之,退火髦侍系汀:.时三种热处理状态试样镒罡咧担媸狈直鹞一℃分别为.、.和.。淬火髦侍驼调质态.℃冲击断口形貌中撕裂岭数量明显大于退火髦侍嘶调质念断几形貌解理台阶上为扇状花样,解理面上为河流花样。低温冲击功和断形貌均表明含铌%时淬火髦省⑼嘶调质和正火髦使ひ站苈愕臀赂侄宰橹托阅艿囊G螅.%,.%,%~%,ァ.%,%~%,ァ
度分别为、,⑶慷纫约岸虾笊斐ぢ示孀藕炅的增加呈现先增加后降低的变化规律。抗拉强度和屈服强度的变化规律非常相似,含铌量为%时抗拉强度和屈服强度达到最大值含铌量为%时断后伸长率达到最大值%。拉伸试样断口宏观形貌为典型的杯锥状断口,微观断口形貌为等轴韧窝,呈现韧性断裂的典型特征。随着锟含量的增加,粗大韧窝数量先减少后增加。该低温钢含铌%经正火髦使ひ沾砗螅竦昧饲慷取⑺苄院偷臀鲁击韧性的较好匹配,妗℃的冲击功为.、.,抗拉强度和屈服强该低温钢综合性能良好,可应用于石油天然气管道输送系统中的低温阀门零部件上,具有良好的发展前景。关键词:低温钢铌低温冲击韧性抗拉强度屈服强度断后伸长率摘要
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、腐蚀及磨损C拦估计这三类失效方式造成的当年国民经济的损失均超过亿美元,断裂是首当其冲的,年损失近亿美元【俊K孀藕附咏峁沟拇笮突⒏纸峁菇孛娴脑厚以及设备与结构使用条件的严酷化露取⒔橹省⒍稍氐,金属装备及其构件会在服役期内甚至试压时更加频繁的发生断裂破坏。例如由于压力容器、管道和阀门的大型化以及石油化工工业中低温压力容器和低温阀门的使用,脆断事故日益增加,这些事故引起世界各国的关注【。材料和构件的断裂给国民经济建设带来巨大的破坏,。深入的调查研究分析表明,碳钢及低合金钢在低温工况下的开裂问题与钢材的强度和低温韧性有关,而材料的强度与低温韧性与材料的化学成分、显微组织和钢液质量有关,因此目前世界各国都在通过合金化、钢液净化、热处理及控轧控冷等措施来开发高强高韧性的低温钢2牧献氨讣肮件断裂带来直接及间接的经济损失,开发新型高强度高韧性低温用钢将提高装备构件质量,增加其使用寿命,降低维修费用,提高产品质量信誉,这将带来可观的经济效益。通常将各种液化石油气、液氨、液氧、液氮等生产、储存容器和输送管道以及在寒冷地区服役的设备,称为低温容器,制造这些容器所用的钢,统称为低温钢=蒲Ъ际醯姆伤俜⒄勾俳艘夯推纳胗τ茫突设备的广泛应用,使低温钢的需求量同益增加,同时也促进了低温及超低温钢的发展,我国目前已初步形成了低温用钢系列,按照合会元素含量我国低温用铸钢目前分为三大类。髀
.臀赂值那咳突芯肯肿低温用铸造碳钢,钢中碳的质量分数通常小于ィ痰闹柿糠质%.ブ洌N驴估慷却笾略洌托院芎茫淝度往往偏低,适用于一℃以上,其.℃夏氏稳笨诔寤鞴稍以上。低温用低合金铸钢主要有低镍钢、锰镍钼钢、镍铬钼钢等。低温用合金铸钢的特点是碳的含量低、加入适量的合金元素,钢中加入合金元素的目的是在保持适当的强度而进一步降低碳的含量,以改善