【新刊速览】墨康峰：550 MPa级海洋工程用钢板低温韧性颠簸原因阐发
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550 MPa级海洋工程用钢板低温韧性颠簸原因阐发
墨康峰 1,2，麻衡 3，宋新莉 1，贾涓 1，梁小凯 2，孙新军 2
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摘 要
550 MPa级海洋工程用钢在低温冲击功颠簸较大。为了进一步探究产生低温韧性颠簸的原因，在差别温度(-100 ℃~室温)对试验钢停止冲击试验。连系光学显微镜、扫描电子显微镜、透射电镜等设备，阐发冲击断口、显微组织、第二相、同化物。连系热力学计算等对低温韧性颠簸原因停止阐发讨论。成果表白，试验钢强度称心品级要求，跟着温度降低冲击吸收功不竭降低，韧脆改变温度为-50 ℃摆布。在-60 ℃下冲击功呈现较大颠簸，呈现了18 J的极低值，断口为准解理断裂，剪割断面率为8%，裂纹源处存在Ti，Nb(C，N)和MnS的复合同化。而在不异温度下冲击功为122 J的试验钢，剪割断面率为34%，断口发现有明显的韧窝。试验钢组织次要为回火贝氏体加少少量铁素体，贝氏体板条中存在高密度位错，晶界上有(Fe，Cr) 3C合金渗碳体与少量NbC和富Cu析出相。试验钢以小角度晶界为主，大角度晶界占比力低。基体中有少量(Ca，Al，Mg，Mn，S)等复合同化物，多呈近圆形和多边形，大小多为1~3 μm，占检测到的总数量的85.87%。占比例更高的是CaS-Oxide-MnS类同化，为31.2%。热力学计算成果表白试验钢凝聚过程中TiN先于MnS析出。晶界与晶内粗大的析出相、同化物、较高比例的小角度晶界与塞积的不成动位错等多种因素对低温冲击韧性产生倒霉影响，存在大颗粒含钛析出相是形成冲击韧性颠簸大的关键原因。
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关 键 词
海洋工程用钢；低温韧性；第二相；同化物；小角度晶界
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引 言
跟着中国由海洋大国向海洋强国迈进，海洋资本的开发越来越遭到国度的重视。国度中持久开展规划明白提出要加快建立海洋强国战略，向深海、极地高寒区域快速开展。关于具有高强度和优良低温韧性的海工钢的需求量越来越多，在北极地域，其情况恶劣，受海水、风波等的冲击，室温可低至-70 ℃。因而海工钢需具有优良的强塑性以外，还要求其具有优良的低温韧性。进步强度可通细致晶强化、析出强化、固溶强化、位错强化来实现；获得优良的低温韧性可通过掌握晶粒尺寸、同化物数量与大小、组织类型与平均性等。
海洋工程用低合金钢以C、Si、Mn为合金系统，添加微量碳化物构成元素Nb、V、Ti，结适宜当的轧造与热处置工艺调控组织与析出相大小与数量，从而实现强韧化婚配。关建辉等对含钛低碳微合金钢的力学行为停止研究，成果发现，钛次要通过沉淀强化来增加微合金化强度，有效钛量量分数小于0.052%时，每0.01%的钛增加44 MPa的强度，但会显著降低伸长率。赵培林等对400 MPa级海洋工程用钢的低温韧性停止了研究，成果发现，魏氏组织和粗大的第二相粒子会降低低温韧性。潘晓丽等对390 MPa级低合金高强钢低温韧性研究中指出藐小的有效晶粒尺寸能够使裂纹在扩展过程中频繁改动途径，从而消耗更多的能量，进步低温韧性；温永红等发现大角度晶界可以有效障碍裂纹的扩展，增加裂纹扩展功。甘贵平等发现较高温度的回火处置可促进低碳贝氏体钢小角度晶界的迁徙，大角度晶界增加，有效细化晶粒尺寸，进步低温韧性。影响低温韧性的因素有良多，同化物、晶粒大小、显微组织等城市影响素材的低温韧性。差别强度级别、差别成分的海工钢引起低温脆性的次要原因不尽不异。本文通过对让步强度品级为550 MPa的海洋工程用钢的组织、力学性能、析出等停止研究，探究差别温度对素材低温韧性的影响，阐发冲击韧性颠簸原因，扩大其应用范畴。
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精 选 图 表
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结 论
(1)试验钢让步强度为616 MPa，抗拉强度为701 MPa，称心550 MPa品级性能需求。试验钢冲击吸收功随温度下降不竭降低，在-60 ℃时呈现了18 J的极低值。
(2)脆性断裂断口为准解理断裂，能谱成分阐发可知，裂纹源存在Ti，Nb(C，N)和MnS的复合同化。试验钢中尺寸为1~3 μm的同化物所占比例更高，描摹呈近球形和多边形。
(3)试验钢组织以回火贝氏体为主，贝氏体板条中存在有高密度位错；试验钢小角度晶界占比更高；存在大颗粒含钛析出相是形成冲击韧性颠簸大的重要原因。
来源：《钢铁》2022年第10期
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