壓力容器用鋼氧化物冶金技術(shù)研究.pdf

1、隨著壓力容器工業(yè)的發(fā)展及大線能量焊接技術(shù)的不斷應(yīng)用，對(duì)壓力容器用鋼提出了更高的要求，在具有高強(qiáng)度、高韌性的同時(shí)保證良好的焊接性。在大線能量焊接條件下，鋼板的焊接熱影響區(qū)(HAZ)出現(xiàn)晶粒粗化、易產(chǎn)生焊接裂紋等問題，嚴(yán)重惡化HAZ的韌性，成為制約鋼板應(yīng)用大線能量焊接技術(shù)的關(guān)鍵因素。氧化物冶金技術(shù)利用鋼中細(xì)小的夾雜物粒子，抑制奧氏體粗化，促進(jìn)晶內(nèi)針狀鐵素體的形核，從而改善焊接熱影響區(qū)的組織，是目前有效提高鋼板焊接熱影響區(qū)韌性的關(guān)鍵技術(shù)。

2、r>　　本文針對(duì)壓力容器用鋼，利用氧化物冶金的思想，采用Ti、Zr、Mg、B等合金元素進(jìn)行復(fù)合脫氧，利用真空感應(yīng)爐制備了六爐實(shí)驗(yàn)鋼。通過優(yōu)化研究脫氧工藝對(duì)鋼中夾雜物、析出相、鋼的組織、力學(xué)性能及焊接性能的影響規(guī)律，確定了工業(yè)試驗(yàn)方案，開展了工業(yè)試驗(yàn)，并對(duì)工業(yè)試驗(yàn)鋼的力學(xué)性能及焊接性能進(jìn)行了研究。論文獲得的主要結(jié)論如下:
　　(1)B元素對(duì)夾雜物的平均直徑及分布有較大影響，B的加入可以降低鋼中夾雜物的平均直徑，提高單位面積夾雜物的個(gè)

3、數(shù)。Ti-Zr-Mg和Ti-Zr-Mg-B脫氧工藝相比，夾雜物的平均直徑由0.85μm降到0.69μm，單位面積夾雜物的個(gè)數(shù)由2878個(gè)/mm2提高到7914個(gè)/mm2。
　　(2)計(jì)算分析表明，實(shí)驗(yàn)鋼中的主要析出相有MnS、Ti(CN)、Nb(CN)、BN、MC、M7C3等。隨著實(shí)驗(yàn)鋼中C質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，奧氏體相區(qū)間增大，奧氏體向鐵素體轉(zhuǎn)變溫度降低，MnS、Ti(CN)的析出溫度會(huì)有一定降低，Nb(CN)的析出溫度會(huì)有一定升高。

4、
　　(3)六組實(shí)驗(yàn)鋼中，3#Ti-Zr-Mg脫氧實(shí)驗(yàn)鋼具有最好的強(qiáng)度與韌性匹配，其抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度分別為680MPa及520MPa，其-20℃沖擊功達(dá)到了142.3J。
　　(4)不同脫氧工藝實(shí)驗(yàn)鋼在不同線能量熱模擬后具有不同的性能。采用Ti-Zr-Mg脫氧工藝的鋼樣，經(jīng)過100kJ/cm線能量熱模擬焊接后，熱影響區(qū)的低溫沖擊功大于100J，滿足國家標(biāo)準(zhǔn)要求。
　　(5)Ti-Zr-Mg脫氧產(chǎn)物在大線能量焊接條件下