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收稿日期2006202209作者简介刘小林19692,男,江西吉水人,高级工程师,现主要从事新产品开发研究工作。文章编号10062277720070520001203420MPA级高强度船板钢形变后控冷过程相变研究刘小林新余钢铁有限责任公司,江西新余338001摘要利用热模拟技术研究了超高强度船板钢形变后控冷过程中相变行为。结果表明随着冷速的提高,实验钢相变点FS,FF,BF逐渐降低,而BS是先升后降,仅从5/S以后才随冷速提高而降低。在冷速小于5/S时,其室温组织为FPB,而大于5/S时,其室温组织为FB或FBM。关键词超高强度船板钢控冷相变中图分类号TG113文献标识码ASTUDYONPHASETRANSFORMATIONOF420MPAHIGHSTRENGTHSTRUCTURALSHIPSTEELINCONTROLLEDCOOLINGAFTERDEFORMATIONLIUXIAO2LINXINYUIRONANDSTEELCO,LTD,JIANGXIXINYU338001,CHINAABSTRACTPHASETRANSFORMATIONBEHAVIOROFULTRAHIGHSTRENGTHSTRUCTURALSHIPSTEELINCONTROLLEDCOOLINGAFTERDEFORMATIONARESTUDIEDBYMEANOFHOT2SIMULATIONTECHNOLOGYTHERESULTSSHOWTHATWITHTHECOOLINGRATEINCREASED,THEPHASETRANSFORMATIONTEMPERATUREFS,FF,BFAREREDUCING,BUTBSISINCREASINGBEFOREREDUCING,ANDJUSTREDUCINGAFTERTHECOOLINGRATEOF5/SWHENTHECOOLINGRATEISLESSTHAN5/S,THERECRYSTALLZATIONOFULTRAHIGHSTRENGTHSTRUCTURALSHIPSTEELISFPB,WHENEXCEED5/S,THERECRYSTALLZATIONISFBORFBMKEYWORDSULTRAHIGHSTRENGTHSTRUCTURALSHIPSTEELCONTROLLEDCOOLINGPHASETRANSFORMATION1概述国内船板钢标准GB7122000所涉及的最高强度级别为400MPA的高强度船板钢,而近年来国内外造船业对强度级别高于400MPA的超高强度船板钢也提出了需求。挪威船级社规范DNVA对于E42级船用钢板的要求为S大于等于420MPAB为530680MPA40平均冲击功大于等于28J横向和大于等于42J纵向。如此高性能要求的船板钢必须要有合适的室温组织形态,而要得到合适的室温组织则必须要有适当的生产工艺作保证。为此有必要对超高强度船板钢形变后控冷过程中的相变行为进行研究,以期为制订合适的轧后控冷工艺提供实验依据。2实验材料及方法21实验材料实验材料取自新余钢铁有限责任公司210MM厚的连铸板坯轧制而成的20MM厚钢板,其化学成分见表1。第27卷第5期2007年10月江西冶金JIANGXIMETALLURGYVOL27,NO5OCTOBER2007表1实验料化学成分,元素成分元素成分C0112SI0134MN1143P01016S01009NB01037TI01014ALS0101122实验方法采用热膨胀法1测试动态CCT曲线。实验是在GLEEBLE1500热模拟机上进行的,热模拟试样尺寸如图1。利用GLEEBLE1500热模拟机进行变形和控制冷却,同时采集温度、膨胀量数据。其工艺参数为以10/S的速度将试样加热到1250,保温5MIN,再以7/S的速度将试样冷到900,变形量40,变形速率5S1变形后分别以015,110,210,510,1010,1510,2010,2510,3010/S的冷速冷至300,再空冷至室温。然后将变形后的试样沿垂直于轴向的截面剖切制成金相观察面。利用光学显微镜进行组织形态观察。图1测动态CCT曲线热模拟试样3实验结果31实验钢种的连续冷却转变曲线根据热变形后试样以不同冷速冷却时测得的温度膨胀量曲线的拐折情况,确定出某种组织转变的开始温度和完了温度,再结合室温组织分析,便可确定出各温度范围所对应的组织,由此便可得到实验钢900形变时的动态CCT曲线,见图2。图2实验钢的动态CCT曲线从动态CCT曲线可以看出随着形变后冷却速度的提高,铁素体和珠光体逐渐减少,贝氏体逐渐增多。到5/S冷速时,珠光体量几乎为零。32不同冷速对实验钢相变点的影响相变区冷却速度决定着奥氏体分解转变温度和时间,也决定着钢材的室温组织形态。一般地,冷速越大,奥氏体稳定性越强,相变开始温度越低。本试验中所测得不同冷速下的相变点FS,FF,BS,BF分别见图3图6。从图3图6可以看出随着冷却速度的提高,相变点FS,FF,BF逐渐降低,从015/S到30/S,FS降低了164,FF降低了144,BF降低了255而BS是先升后降,仅仅从5/S以后才随冷速提高而降低。造成这一现象的主要原因实验钢在900压缩变形40后在较低的冷速下,钢中NB的析出量较少,而其固溶量较多,固溶在奥氏体中的NB提高了钢的淬透性2。图3不同冷速对相变点FS的影响图4不同冷速对相变点FF的影响2江西冶金2007年10月图5不同冷速对相变点BS的影响图6不同冷速对相变点BF的影响33不同冷速对组织形态的影响在热模拟实验后,对不同冷速下的热模拟样进行了光学显微镜分析。各冷速下的试样金相组织见图7。从图7可以发现,015/S和1/S冷速下,室温组织主要是大块状铁素体珠光体,并有少量的粒状贝氏体当冷速达到2/S时,室温组织中大块状铁素体和珠光体明显减少,出现的是沿原奥氏体晶界析出的网状铁素体和部分的羽毛状贝氏体,同时还有少量的粒状贝氏体到5/S冷速时,室温组织中羽毛状贝氏体明显增多,珠光体量几乎为零,贝氏体中过饱和铁素体为板条状随着冷速的进一步加大,网状铁素体越来越少,粒状贝氏体消失,室温组织中贝氏体中过饱和铁素体也由板条状变为针片状,说明组织中出现了下贝氏体,且冷速越大,下贝氏体量越多到30/S冷速时,室温组织出现了少量的马氏体,但由于马氏体量较少以及实验的精度,在温度膨胀量曲线上未能很好地反映出来。图7不同冷速对实验钢显微组织的影响下转第37页3第27卷第5期刘小林420MPA级高强度船板钢形变后控冷过程相变研究31车削外圆锥ZG1是55右旋英制圆锥管螺纹,锥度116,基面上螺纹外径33125MM,螺距每吋扣数11牙。工件装夹在三爪卡盘内,伸出长度4550MM,夹紧使用外圆锥车刀干式车削,切削参数刀具的几何参数确定后,切削用量的选择对刀具的耐用度、生产效率、加工质量有很大影响转速为600700R/MIN,即线速度为6474M/MIN,被吃刀量一次切削完成外圆锥,进给量为0128MM/R纵向反向走刀Z向,在Z向走刀的同时,手动中拖把手柄横向X向均匀进给形成外圆锥。随着被吃刀量的逐渐增加,切屑由碎屑变成C形屑直到形成短卷屑,切屑颜色为黄金色。车出的外圆锥表面硬化程度较轻,有利于螺纹的车削。32螺纹车削管螺纹由于螺距较小且是单线,车削时采用直进法干式切削。转动方刀架,选择管螺纹车刀,切削速度保持稳定,走刀箱手柄挂到英制11牙螺纹处倒角,以基面上螺纹外径为基准对刀控制横向被吃刀量,压下开合螺母,在车削螺纹的同时,中拖把随锥角退刀,形成圆锥管螺纹。切屑形成一根长700MM左右绕成约直径100MM团状,其断面是三角形,颜色金黄。切屑粘附车刀刃口很轻,但加工硬化现象较外圆锥车刀切削较重,这有利于提高喷煤枪的使用寿命。4结语喷煤枪接头的车削是不锈钢管螺纹的车削,通过刀具材料的合理选用,刀具几何角度的设计和刃磨,配合一定量的切削参数及规范的操作,可以提高喷煤枪切削加工工作效率,保证质量,降低车刀消耗,满足高炉喷煤枪的生产要求。参考文献1陈家芳实用金属切削加工工艺手册2版M上海上海科学技术出版社,20052凌二虎,徐浩车削加工禁忌实例M北京机械工业出版社,20053,4金福昌车工高级M北京机械工业出版社,2006英文翻译卢宏上接第3页4结论通过对超高强度船板钢形变后连续冷却过程中相变的实验研究,可以得出以下结论1随着形变后冷却速度的提高,超高强度船板钢相变点FS,FF,BF逐渐降低,而BS是先升后降,仅从5/S以后才随冷速提高而降低。2随着形变后冷却速度的提高,超高强度船板钢的室温组织由FPB转为FB或FB

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