硼及其它合金元素对钢组织性能的影响.ppt

2-13 硼对低碳钢晶粒尺寸的影响 为了保证B元素的有利作用，减少有害作用，须添加合金元素Ti来固定杂质元素O、N，从而使B处于固溶态，并偏聚于晶界以发挥其长处；并且形成的TiN、TiO能有效的起到细化晶粒的作用；同时Ti能抑制加热时奥氏体晶粒的长大，并且微量的Ti也有利于改善焊接热影响区的韧性。 * * 2-13 硼对低碳钢晶粒尺寸的影响 抑制铁素体形核的可能代价：晶粒粗大！ 单位体积内晶粒的平均数量用Z表示，则在均匀条件下形核和成长时，Z与N和G的关系为：Z=K(N/G)3/4，其中K为比例常数，约为0.9。因此，在结晶过程中凡是减小N而增大G，即：使N/G减小的方法，都可以使晶粒变粗大。 硼钢中固溶硼在降温过程中能够在奥氏体晶界偏聚，降低了晶界能，可以阻碍先共析铁素体在奥氏体晶界形核，因而在奥氏体向铁素体转变时，形核率N降低；而且，硼对晶粒的长大速度没有影响，则平均长大速度G不变，从而使N/G变小，晶粒数Z小，平均晶粒尺寸大。 * * 2-13 硼对低碳钢组织性能的影响 综上所述，硼对钢组织性能的影响取决于： 钢的化学成分 轧制工艺，包括： 终轧温度 开冷温度 终冷温度 冷却速度，等等 * * * * 3-1 Case Study： Q690CFD钢 材料化学成分 试样号 炉号 C% Si% Mn% P% S% Ni% Cr% Cu% Nb% Mo% Ti% V% Ca% B% 1# 9P04850 0.073 0.28 1.66 0.008 0.0026 0.24 0.28 0.39 0.054 0.21 0.015 .002 0.0016 0.0012 4# 9P04852 0.055 0.28 1.71 0.008 0.0033 0.24 0.28 0.40 0.051 0.22 0.016 .002 0.0013 0.0009 2#、3# 9P05202 0.060 0.32 1.74 0.009 0.0024 0.11 0.045 0.23 0.02 0.06 .002 0.0018 5# 9Q05395 0.052 0.36 1.70 0.008 0.0021 0.13 0.042 0.22 0.01 0.06 .002 0.0019 * * 3-2 Q690CFD的力学性能 材料力学性能：问题—不稳定 试样号 炉号 坯号 板号 力学性能 屈服强度（MPa） 抗拉强度（MPa） 延伸率 （%） 冲击功（J） 1# 9P04850B41 9P04850B11 0194328000 705 825 18.0 48 50 46 2# 9P05202B23 9P05202B11 0194337000 730 805 19.5 39 22 23 3# 9P05202B13 9P05202B11 0194339000 735 810 20.0 17 190 207 4# 9P04852B22 9P04852B11 0194341000 705 815 19.5 180 242 230 5# 9Q05395B13 9Q05395B11 0194356000 675 775 19.0 248 228 139 对试制的Q690CFD钢板进行冲击试验，发现试样冲击功值差距较大，其中两个试 样的冲击功值远远小于钢板设计值，说明试制钢板的韧度不达标。其中2#和3#试样成 分相同，但是经控轧控冷加工后，其冲击功值差距较大，说明3#试样的韧度高于2#试 样，为了找出其中的原因，进行了一下研究。 * * 3-3 Q690CFD钢组织分析 材料组织观察 2#试样200倍光学显微组织 3#试样200倍光学显微组织 * * 3-3 Q690CFD钢组织分析 2#试样500倍光学显微组织 3#试样500倍光学显微组织 * * 3-3 Q690CFD钢组织分析 2#试样二次电子成像显微组织 3#试样二次电子成像显微组织 * * 3-3 Q690CFD钢组织分析 2#试样二次电子成像显微组织 2#试样二次电子成像显微组织 3#试样二次电子成像显微组织 3#试样二次电子成像显微组织 * * 3-3 Q690CFD钢组织分析 从图中的微观组织结构可以看出，2#试样和3#试样的组织都为呈片状的贝氏体+银白色铁素体结构。但比较两个试样的光学显微组织和二次电子成像显微组织发现，两个试样的组织结构有较大差别，2#试样，铁素体晶粒较大、含量较多，且铁素体和贝氏体沿晶界两侧分布，组织不均匀。3#试样，铁素体晶粒小、含量少，且均匀弥散分布于贝氏体组织中。 * * 3-4 Q690CFD钢断裂微观分析 断裂形貌观察