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現代310S不銹鋼管的重大進展
信息瀏覽:   更新時間:2014/5/19 10:59:38



  自20世紀70年代以來,世界范圍內310S不銹鋼管的發展進入了一個全新時期,以控制軋制技術和微合金化的冶金學為基礎,形成了現代低合金高強度鋼即微合金化鋼的新概念。進入80年代,一個涉及廣泛工業領域和專用材料門類的品種開發,借助于冶金工藝技術方面的成就達到了****。在鋼的化學成分—工藝—組織—性能的四位一體的關系中,****次突出了鋼的組織和微觀精細結構的主導地位,也表明低合金鋼的基礎研究已趨于成熟,以********的新的概念進行合金設計。
  低合金鋼的現代進展有哪些呢?主要表現有:
  (1) 微合金化鋼基礎研究的新成就。
  首先,對微合金化元素,尤其是Nb、V、Ti、及Al的溶解一析出行為的研究取得顯著的成果,這些元素的碳化物和氮化物的形成及其數量、尺寸、分布取決于冷卻過程的形變溫度和形變量,而加熱過程中碳、氮化物的存在及其特性表現在回火的二次硬化、正火的晶粒重結晶細化、焊接熱循環作用下晶粒尺寸的控制3個主要方面。
  其二、重視含Nb微合金化鋼、Nb-V和Nb-Ti復合微合金鋼的開發,據統計幾乎占有近20年來新開發微合金化鋼全部牌號的75%和微合金化鋼總產量的60%。近幾年注意到了微量Ti(≤0.015%)十分有益的作用,Ti的微處理不僅改變鋼中硫化物的形態,而且TiO2或Ti2O3成為奧氏體晶內鐵素體晶粒生核的質點,Nb-Ti復合微合金化構成超深沖汽車板IF鋼的冶金基礎,還顯著改善了Nb鋼連鑄的裂紋敏感性。
  其三,對低碳鋼強化的Hall-Petch關系式進行了系統總結,對加速冷卻原理作了更深入的研究。人們十分有興趣采用分階段加速冷卻工藝的應用,前期加速冷卻用于抑制鐵素體轉變,后期加速冷卻目的在于控制中、低溫產物的晶粒尺寸和精細結構的組成,從而達到在較寬范圍內調整鋼的強度和強度/韌性匹配。
  350MP***高強度鋼:微合金化+熱機械處理,機制為晶粒細化+析出強度。
  500MP***高強度鋼:鐵素鐵+貝氏體、馬氏體,強化機制為晶粒細化、并晶界強化和位錯強化。
  700MP***高強度鋼:淬火回火組織,機制為相變強化+析出強化。
  (2) 工藝技術的進步
  頂底復吹轉爐冶煉,鋼的碳含量可控制在0.02~0.03%,精煉的應用可生產出碳含量在0.002~0.003%,雜質含量達到<0.001%S、<0.003%P、<0.003%N,2~3ppm[0]和<1ppm[H]的潔凈鋼。
  連鑄的成功經驗是低的過熱度、緩流澆注和適宜的二次冷卻,采用低頻率、高質量的電磁攪拌,可以得到均勻的等軸的凝固區。
  在再結晶控軋的基礎上,應變誘導相變和析出的非再結晶控軋,以及(g+a)兩相區形變,已成為目前控軋厚鋼板生產主要方向。薄板坯連鑄連軋流程和薄帶連鑄工藝的實用化,使低合金鋼生產進入了又一個新境界。
  (3) 低合金鋼合金設計新觀點
  首先是鋼的低碳化和超低碳趨勢,例如60年代X60級管線鋼碳含量為0.19%,70年代為0.10%,80年即使 X70和X80級管線鋼碳含量降至0.03%以下。
  根據微合金化元素在鋼中的基本作用和次生作用,提出了“奧氏體調節”的概念,有意識地控制加入微合金化元素,使鋼適于一定的熱機械處理工藝,以發展新的性能更好的鋼種。
  傳統控制軋制的合金設計:微合金化的重要目的是提高再結晶停止溫度,利用非再結晶區的形變誘導相變和析出,Nb是**理想的微合金化元素。
  再結晶控制軋制的合金設計:它的目的是盡量降低再結晶停止溫度,并形成阻礙晶粒粗化的系統。其中一種辦法是以TiN為晶粒粗化阻止劑,以V(CN)作為鐵素體強化。另一種方案是Nb-Mo的微合金化,具有較寬闊的可以加工的窗口。這種工藝特別適合于不能進行低溫軋制的低功率的老舊軋機生產。


 

(來源:http://www.xttwfo.tw
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