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1、袁泽喜 2014年6月4日,L360无缝钢管双相钢组织与工艺设计,设计任务书,题目：700MPa级无缝钢管双相钢设计 性能要求：1）Rp0.2460MPa Rm700MPa Ak（-20）80J Tc=-30 2）屈强比小于0.75 3）良好的焊接性能,设计要求：撰写格式 1、任务书 2、前言（表述该钢的作用和发展状况） 3、化学成分设计（碳及各个合金元素的作用） 4、自己查找文献的经验公式，计算Ac1、Ac3、Bs、Ms等参数。 5、工序设计（该钢的生产流程图及流程图工序说明） 6、强度设计（进行各种强化方法的强度贡献） 7、其它性能计算与说明（如焊接性能等） 8、文献总结（每个学生独立查阅
2、与该类钢相关的五篇以上的文献总结） 9、参考文献,1.前言,无缝钢管的简介： 无缝钢管具有中空截面，大量用作输送流体的管道，如输送石油、天然气、煤气、水及某些固体物料的管道等。钢管与圆钢等实心钢材相比，在抗弯抗扭强度相同时，重量较轻，是一种经济截面钢材。,铁素体+贝氏体双相钢的简介： 与传统的铁素体马氏体双相钢(DP 钢)相比，铁素 体贝氏体双相钢(FB 钢)具有高强度和冷成形性的配合、 焊接、疲劳以及延伸凸缘性能良好。 铁素体加贝氏体双相钢组织图 铁素体+贝氏体双相钢组织图,研究内容： 本文是在某厂经正火处理的无缝管线钢L360的基础上进行双相钢的开发研究,使钢管的强度和塑性至少提高20%以
3、上。L360无缝钢管管线钢的性能要求是:Rel360-530,Rm460-760.A16%。具体开展以下内容进行研究。 （1）控制轧制对铁素体与贝氏体双相钢组织性能的影响。 （2）开冷温度对铁素体与贝氏体双相钢组织性能的影响。 （3）终冷温度对铁素体与贝氏体双相钢组织性能的影响。,2.实验,2.1 双相钢的成分,1、碳（C）：钢中含碳量增加，屈服点和抗拉强度升高，但塑性和冲击性降低，此外，碳能增加钢的冷脆性和时效敏感性。 2、 锰（Mn）：且有较高的强度和硬度，提高钢的淬性，改善钢的热加工性能，锰量增 3、 钛(Ti)：能使钢的内部组织致密，细化晶粒力；降低时效敏感性和冷脆性。改善焊接性能。
4、4、 铌(Nb)：铌能细化晶粒和降低钢的过热敏感性及回火脆性，提高强度，但塑性和韧性有所下降。,2.2 生产工艺过程,炼铁：炉外脱硫是为了减少炼铁过程中含杂质硫含量，避免对钢的耐蚀性和焊接性产生不良影响。 铁水热送：把炼好的铁水进行下一步处理。 转炉炼钢：进一步降低碳含量，除去钢液中的杂质，清洁钢。 脱氧：除去钢水中的氧气，防止钢在凝固的过程中产生气泡， 防止合金元素与氧反应。对钢水进行成分分析，是为了检查碳含量和杂质含量是否超标，是否合格。 VOD：脱气处理也是为了减少钢液中的气体，最重要的是减少钢液中氢气的含量，防止引起氢脆，对焊接性能也有影响。 LF：进一步进行成分分析，确定钢液中各元素
5、的含量。 盛钢桶：向钢中添加合金元素，达到设计的要求。,中间包：测温以保证添加的合金元素能够完全熔解。 连铸：把钢液倒到模型中凝固，初步成型。 铸胚检查探伤：检查铸件中是否有裂纹，砂眼，大的偏析，夹杂，防止在以后的轧制过程中发生开裂。 均热温度：为控制轧制控制冷却实施做准备。 控制轧制：将钢坯切成小试为控制轧制控制冷却实施做准备。试样尺寸1515300mm，加热至880进行变形量分别为30%、20%、10%的轧制。 控制冷却：分别在780，750水淬3s，4s，再空冷。 检查分析：检查样品是否符合标准。,2.3热处理工艺过程说明： 首先将12个试样标号，放进加热炉里面进行加热升温，等加热到88
6、0保温30min，然后进行变形量分别为30%、20%、10%的控制轧制，然后在空气中停留10s、13s，即温度为780、750（在控制轧制的过程中，奥氏体部分转变为铁素体），然后在水中分别冷却3s、4s，此时温度为520、440（淬火快冷过程是为了使残留的奥氏体转变为贝氏体），然后空冷。,具体热处理工艺过程如下：,3. 强度计算与组织预判,（1）晶格摩擦阻力 PN=40MPa,=860.261+501.220.8+3500.0131+0+500.051+200.021+300.041+220.011+80.50.0271+30.00251+0+ 00.0291 =82.2MPa,（2）置换固溶
7、强化,（3）位错（晶粒细化）强化,（4）沉淀强化,抗拉强度的计算 b=15.416+125(C)+12(Cr+Mn)+12（Mo）+4（Cu）+8(Ni)+25(V+Nb) = 15.416+125(0.14)+12(0.04+1.22)+120.01+40.05+8(0.02)+25(0.0025+0.046) =748.75MPa 因为 b490MPa(1+20%) 满足设计要求,理论数据与设计要求数据如下图所示 表3.1 数据对比图,注意事项,1、工序设计要从炼铁开始，从所学的“钢冶金”课程中简述所设计钢种对炼铁、炼钢的要求。 2、尽量查阅文献，用计算机模拟画出所设计钢种TTT曲线和CC
8、T曲线。 3、文献总结可以和前言合并写。 4、15周交。,3.2 控制轧制对铁素体与贝氏体双相钢组织性能的影响,试样组织体积分数测定：,试样力学性能,3.3开冷温度对铁素体与贝氏体双相钢组织性能的影响,5号试样500金相组织图 6号试样500金相组织图,试样组织体积分数测定,试样力学性能,3.4终冷温度对铁素体与贝氏体双相钢组织性能的影响,5号试样金相组织图 8号试样金相组织图,试样组织体积分数测定,试样力学性能,6.最优工艺选择,通过上面的数据和组织分析，总结出满足设计要求（某厂经正火处理的无缝管线钢L360的基础上进行双相钢的开发研究,使钢管的强度和塑性至少提高20%以上）的热处理工艺为：加热到880保温30min，进行变形量20%的控制轧制，然后在空气中停留10s（开冷温度为780），然后在水中冷却4s（终冷温度为440），然后空冷。,谢谢，各位老师的指导！,
