Q345E钢奥氏体晶粒长大规律研究

以大型风电法兰常用材料Q345E钢为研究对象,应用金相显微镜分析研究了1 050~1 200℃区间内加热温度与保温时间对Q345E钢奥氏体晶粒长大的影响,并探讨了其动力学规律,获得了该钢奥氏体晶粒在高温下的长大规律,建立了晶粒长大的动力学模型,为Q345E钢大型锻件热加工工艺的制定提供了理论依据。     

带状组织对Q345E钢力学性能的影响

以风电法兰用钢Q345E为研究对象,研究了带状组织等级对Q345E钢纵向和横向拉伸性能与低温冲击性能的影响。研究结果表明,带状组织越严重,材料的低温冲击性能越差,而且横向试样的冲击功明显低于纵向试样的冲击功。带状组织对材料的拉伸性能虽有影响,但幅值较小。试样的取向对材料的拉伸性能影响不明显。     

热轧温度对Q345E力学性能的影响

探讨了热轧过程中的几个关键温度对武钢热轧Q345E钢力学性能的影响,以期能对该钢种的生产过程有指导作用。结果表明,在试验范围内,随着加热温度的提高,钢的强度提高;随着终轧温度、卷取温度的提高,钢的强度降低而伸长率提高。     

热调修次数对Q345E低合金钢组织与力学性能的影响

通过拉伸、弯曲、硬度、旋转弯曲疲劳试验以及显微组织分析,研究不同热调修温度下的Q345E低合金钢的拉伸、弯曲、硬度、疲劳性能和显微组织。结果表明:Q345E低合金钢在800℃一次、三次热调修后的组织均为铁素体和珠光体沿轧制方向呈带状分布,但三次热调修显微组织更加均匀细小;800℃三次热调修的Q345E低合金钢硬度值相比一次热调修硬度值提高了19.3 HV,疲劳强度提高了19.4 MPa;热调修次数对拉伸性能、弯曲性能影响不大。     

模拟正火温度对Q355E钢锻件组织和性能的影响

利用模拟程控热处理炉进行300 mm×300 mm截面Q355E钢锻件心部材料的模拟正火处理试验,通过光学显微镜、扫描电镜、拉伸和冲击试验机,研究模拟正火温度对厚截面风电法兰用Q355E钢锻件组织和性能的影响。结果表明,模拟正火温度由780 ℃升高至900 ℃,并经580 ℃回火后,材料-50 ℃冲击吸收能量呈现先增加后降低的趋势,铁素体平均尺寸由14.73 μm降低至12.07 μm又增大至15.02 μm,珠光体的平均尺寸从3.69 μm增大至10.51 μm;模拟正火温度为820 ℃和840 ℃时,铁素体和珠光体组织均匀细小,珠光体呈条状和近等轴状分布,-50 ℃冲击吸收能量为183.8~211.1 J,试样剪切断面率在50%以上。对于300 mm×300 mm截面Q355E钢锻件,可选择820~840 ℃正火处理,以获得优良稳定的低温冲击吸收能量。     

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 应用Gleeble3800热模拟试验机测试了Q345E钢连铸坯的高温力学性能,通过观察试样断口形貌分析变形断裂机理。试验结果表明：在600℃~1300℃范围内Q345E钢的脆性温度区间为750℃~900℃,塑性温度区间为950℃~1300℃,为指导Q345E钢的连铸生产提供理论依据。     

Q345钢焊接裂纹分析

通过对Q345钢焊接裂纹处的金相组织检验、断口扫描分析及母材的化学成分检验,验证了生产过程中Q345钢焊接开裂主要是因母材中有害元素P含量较高,焊接的最后凝固位置形成低熔点的共晶组织,同时在焊接母材可焊性较差情况下,焊接工艺没有做出相应的调整而引起的.     

大型风电法兰用Q345E钢动态再结晶行为研究

在不同温度、不同应变速率条件下进行了热压缩试验,并对各种条件下的应力-应变曲线进行了分析,研究表明当温度高于1 000℃时材料均发生了不同程度的再结晶。通过对不同变形条件下材料的晶粒尺寸分析,建立了Q345E钢动态再结晶分数模型、晶粒尺寸模型以及力学模型,为热加工工艺的制定提供了理论基础。     

国家体育场Q460E及Q345GJ-D钢厚板焊接工艺

针对国家体育场钢结构工程使用的低合金高强钢Q460E及Q345GJ-D钢厚板进行了焊条电弧焊及CO2气体保护焊焊接工艺研究,通过试验确定了Q460E及Q345GJ-D钢厚板焊接工艺,并成功应用于国家体育场钢结构安装工程.     

Q345E热丝TIG焊接头微观组织与力学性能研究

采用传统TIG焊接工艺和热丝TIG焊接工艺对12 mm厚Q345E钢板进行了焊接,并对焊接接头进行了金相组织分析和拉伸、硬度、-40℃冲击等力学性能测试。组织分析结果表明,两种工艺焊接接头组织类型和晶粒大小基本一致;焊缝组织以铁素体和珠光体为主,表层焊缝中有少量无碳贝氏体和粒状贝氏体;热影响区组织为铁素体和珠光体,粗晶区中有少量粒状贝氏体。力学性能测试结果表明,两种工艺焊接接头拉伸试验断裂位置均位于母材,抗拉强度为530～545 MPa;硬度分布趋势基本一致,盖面焊焊缝中心处硬度最高,硬度值为221 HV10,低于350 HV10;焊接接头冲击吸收能量均大于34 J,断口形貌为韧窝型塑性断口;强度、硬度、冲击韧性等力学性能均满足要求。在相同电弧功率条件下,热丝TIG焊接头微观组织和力学性能与传统TIG焊接头无明显差距,热丝TIG焊接效率是传统TIG焊接效率的1. 6～2倍以上。     

微合金元素对Q345E棒材低温韧性的影响

在未控轧控冷的轧制工艺条件下,研究了Nb/V复合微合金化、Nb微合金化、V微合金化对Q345E棒材热轧态-40℃低温韧性的影响.结果表明,Nb/V复合微合金化钢和Nb微合金化钢强度高于V微合金化钢,V微合金化钢-40℃的低温韧性满足标准要求,Nb/V复合微合金化钢和Nb微合金化钢均不能满足标准要求.在未控轧控冷的工艺条件下,采用V微合金化Q345E钢是可行的.     

提高Q345D锻造圆钢力学性能的措施

由16MN精锻机生产的Q345D圆钢,经锻后正火处理,其力学性能偏低。对钢材化学成分、非金属夹杂物、显微组织、低倍组织等进行分析,找出了钢材力学性能不合的原因并提出了改进措施。     

筒类锻件的锻造工艺

通过控制化学成分及制定合理的工艺路线,制造出合格的筒类锻件.     

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 研究了相同成分体系下不同轧制工艺对Q345R钢板组织性能的影响。采用控轧工艺可提高热轧态力学性能,为后续热处理提供了良好的遗传组织基体。研究了不同的热处理工艺对Q345R压力容器板性能的影响。研究表明,经正火后压力容器板屈服强度和抗拉强度降低,伸长率和韧性明显提高。实现了Q345R压力容器板的稳定生产。     

微合金化对大规格Q345E锻材组织及性能的影响

通过在Q345E钢中加入微合金化元素,研究了微合金化对该钢组织和性能的影响。结果表明,Q345E钢中加入微合金化元素后,组织得到细化,强度随微合金化元素的增加而升高,伸长率与冲击韧性随微合金化元素的增加而降低。V含量为0.03%,Nb含量为0.03%时,910℃正火态下,钢的塑韧性可达到最佳匹配,-40℃低温冲击吸收能量可达100 J以上。     

微合金元素对Q345钢奥氏体晶粒粗化行为的影响

研究了单独与复合添加V/Nb/Al元素对Q345钢奥氏体晶粒长大行为的影响规律。以ASTM晶粒度级别等于6.0定义实验用钢的实用奥氏体晶粒粗化温度。结果表明:和Fe-V处理相比,以VN12进行微合金化可使Q345钢的奥体氏晶粒粗化温度提高约40℃;和Fe-Nb处理相比,Nb和V复合加入对Q345钢晶粒粗化温度无显著影响;Al微合金化Q345钢中复合添加微量Nb对其晶粒粗化温度无明显影响。Nb、V、Al的抗奥氏体晶粒粗化能力依次为:Nb>Al>V。     

低合金钢Q345E静态再结晶模型研究

利用Gleeble-1500D热模拟试验机对低合金高强度结构钢Q345E进行高温双道次热压缩试验,研究不同变形参数下Q345E钢在变形奥氏体区的软化行为,分析各变形参数对该钢静态软化的影响。通过采用0.2%应力补偿法计算得到静态再结晶百分数,确定了Q345E钢的静态再结晶激活能,建立了静态再结晶动力学方程和晶粒尺寸演变模型。     

Q345钢板卷曲裂纹分析

对18mm厚度规格的Q345热轧钢板卷曲裂纹试样进行了金相分析.结果表明,钢板板边存在严重的剪切缺陷(台阶和小裂纹)以及由冷剪切引起的性能变化(硬度增高,塑性降低)是导致钢板在卷曲过程中产生裂纹的主要原因.建议对冷剪切后的板边进行适当热处理,以消除冷剪切造成的不良影响.