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高强度船体钢及其超细晶强化工艺研究
| 论文题名： | 高强度船体钢及其超细晶强化工艺研究 |
| 关键词： | 高强度船体钢;微合金化;细晶化;焊接性 |
| 摘要： | 随着船舶工业的蓬勃发展，船舶的吨位越来越大，高强度船体结构钢的需求也随之加大，因此，开发高强度船体钢具有广阔的市场前景。本文就高强度船体结构钢的特性进行了基本的阐述，并从钢的强韧化机理角度，对高强度结构钢的微合金化和细晶化进行了分析和研究。其中微合金化元素铌、钒、钛，其特点是能与碳、氮结合成碳化物、氮化物和碳氮化物，这些化合物作用表现在：(1)加热时，阻碍原始奥氏体晶粒长大，(2)在轧制过程中抑制再结晶及结晶后的晶粒长大，(3)在低温时起到析出强化的作用。在高强度船体结构钢中，藉助于添加合金元素而使钢得以强化的主要机制有晶粒细化、析出强化和固溶强化。而其中的细晶强化不但可以提高钢的强度，而且还可以提高其塑性和韧性。 本文分析和总结了钢中杂质元素对钢的综合性能的影响。钢的性能主要是了取决于钢的化学成分和组织状态，钢中存在的非金属夹杂物和气体，破坏了钢的基体的连续性，造成组织上的不均匀，从而降低了钢的强韧性和疲劳性能。因此，钢的洁净度是影响钢性能的关键因素。提高钢的洁净度是改善钢性能的重要途径，在冶炼工艺技术方面充分发挥铁水予处理和炉外精炼等技术潜力，以提高钢的洁净度。本文对宝钢公司提高洁净化钢的生产技术进行了分析和研究，各种洁净化冶金工艺技术的开发，为优化炼钢工艺流程及高强度船体钢的轧制奠定了良好的基础。 本文对宝钢试制的高强度船体结构钢的化学成分、组织、力学性能等进行了试验分析和研究，从试制产品性能看，各项指标达到了有关规范或标准的要求。焊接性对高强度船体结构钢至关重要，通过对高强度船体结构钢的焊接性分析，以及对其焊接接头性能试验，试验结果表明，焊接接头也具有良好的综合力学性能，证明宝钢公司试制的高强度船板具有良好的焊接性。 随着现代工业的发展，船舶结构对材料的要求也越来越高，船体结构钢也面临着大发展，未来新一代钢铁材料的特征具有超细化，超洁净，超均质的组织和成份特征，在制造成本基本不增加，少用合金资源和能源，塑性和韧性基本不降低条件下，强度翻番和使用寿命翻番，其核心理论和技术就是实现钢材的超细晶。本文介绍了获取超细化晶粒的方法，并对微合金钢热机械加工结合再结晶处理的新工艺组合，生产的超细晶结构钢进行了分析和研究，其优良韧性大大超过相同成份的微合金钢。预计在船舶、石油平台等结构钢中将发挥重要作用。 |
| 作者： | 芮孟暧 |
| 专业： | 船舶与海洋工程 |
| 导师： | 顾卓明;陈小虎 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 上海海事大学 |
| 学位年度： | 2006 |
| 正文语种： | 中文 |
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