煤礦機械用熱軋高強鋼板的研究.pdf

1、由于礦井救生艙的使用環(huán)境比較惡劣，因此要求救生艙用鋼板應具有足夠的強度、韌性、耐沖擊、耐腐蝕和耐火等綜合性能。目前，救生艙艙體用鋼通常采用Q235、Q345、Q460和Q550等普通碳素結構鋼和低合金高強鋼，這些材料的屈服強度為235～600MPa，韌性和彎曲等指標基本滿足要求。但是考慮到井下發(fā)生瓦斯爆炸時產生的瞬時高溫、甲烷以及H2S等腐蝕性環(huán)境以及對強度、輕量化要求更高等方面的影響，現(xiàn)有救生艙艙體材料難以滿足使用要求，為此，由礦井救

2、生艙用鋼切入，開發(fā)一種屈服強度高、耐沖擊、耐高溫、耐腐蝕、焊接性能等綜合性能良好的煤礦機械類專用熱軋鋼板是科技工作者面臨的一項重要任務和亟待解決的難題。低碳貝氏體鋼具有高強度、高韌性、優(yōu)良的焊接性能的優(yōu)勢，廣泛應用于工程機械、礦井設備、造船、海洋設施、石油天然氣管線用鋼等領域。本文針對于煤礦機械用高強鋼的技術特征，采用合理的成份設計、TMCP技術，在不同冷卻制度下獲得抗拉強度級別800～1000MPa的低碳貝氏體鋼，研究了其強度、耐熱性

3、能、韌性、焊接性能，并通過金相顯微鏡、掃描電鏡、透射電鏡觀察和研究了其組織形貌與強化機理。論文的主要工作及成果如下:
　　(1)針對煤礦機械用高強鋼的具體服役環(huán)境和技術特征，在了解每種合金元素的作用前提下，結合目前國內各大鋼廠高強鋼生產及技術指標，從成分及性能綜合考慮，設計了三種成分、代號為C56、C78、C89的煤礦機械用高強鋼。
　　(2)在熱模擬實驗機上進行單道次壓縮實驗，得出試驗鋼C89的應力-應變曲線，綜合研究分析

4、了變形溫度、變形速率和變形程度對變形抗力的影響規(guī)律，建立了C89的變形抗力數(shù)學模型。
　　(3)在熱模擬實驗機上進行雙道次壓縮實驗，主要分析不同變形溫度、道次間隔時間對鋼的靜態(tài)再結晶的影響，計算出C89靜態(tài)再結晶激活能400.89 kJ/mol，回歸了靜態(tài)再結晶動力學方程。
　　(4)利用熱膨脹實驗，結合金相組織及硬度檢測，分別得到試驗鋼的靜態(tài)CCT曲線和動態(tài)CCT曲線，研究分析了試驗鋼C89在不同冷卻條件下的過冷奧氏體組織

5、轉變規(guī)律。
　　(5)在熱模擬實驗的基礎上，通過實驗室熱軋實驗，針對C56、C78、C89制定不同軋制、冷卻工藝，并對不同工藝的板材進行組織觀察與性能測試，得到了滿足800～1000MPa級別煤礦機械用高強鋼的生產工藝，為今后更系統(tǒng)、深入的研究提供參考和依據(jù)。
　　(6)對C89試驗鋼的焊接性能做了初步探討，在焊接線能量12.5～13.8kJ/cm時，測定了焊縫、熱影響區(qū)的組織及力學性能，得到與母材性能匹配的焊接接頭，為下一