文档介绍：Classified Index: TB332 .: 31 Dissertation for the Master Degree in Engineering Effect of Cu and Nb on microstructure and properties of low-carbon steels Candidate: Zhang Rui Supervisor: Prof. Geng Lin Academic Degree Applied for: Master of Engineering Speciality: Materials Science Affiliation: School of Materials Science and Engineering Date of Defence: June, 2012 Degree-Conferring-Institution: Harbin Institute of Technology 哈尔滨工业大学工程硕士学位论文-I- 摘要为了提高韧性和焊接性能,碳含量的降低成为钢铁材料的发展趋势与此同时,降碳带来的强度下降,需由合金元素的加入,晶粒的细化和析出强化弥补。 Cu和Nb就是这类常用的合金元素。(1)针对一系列铜铌含量不同的低碳钢,研究其轧后力学性能和不同温度回火后的力学性能,分析了其中不同的铜铌含量对性能的影响;对其中低碳钢的淬火回火样品做了回火试验(400-600℃),并结合硬度测量、金相组织观察和电子显微观察,对回火过程中的铜铌析出进行了分析。结果表明:轧后空冷钢中随铜含量的升高钢的强度增加,表明铜的析出强化效果变强。并且当铜含量增加到一定程度后,空冷钢的强度将高于水冷,表明此时空冷钢中析出强化的效果大于水冷的相变强化效果。(2)钢中铌的添加使空冷和水冷钢的相变组织均得到了细化;而在含等量铜的钢中,铌的添加不仅细化了相变组织,还明显改变了相变组织类型;铌含量的增加未使空冷钢的强度增加,表明铌在空冷过程中的析出强化效果不明显。(3)具有较高铜和铌含量的钢,轧后不同温度回火过程时,都在500℃-550℃时出现了强度的最高值和冲击韧性的最低值,特别是含铌高的钢,500℃回火1 小时后,断裂形式由由韧性断裂变为脆性断裂。(4)具有较高铜和铌含量的钢,淬火后空冷强度一般高于水冷强度,但在回火后,水冷强度高于空冷强度,说明水冷钢中位错密度较高,促进了回火过程中的析出强化,强化效果大于空冷中的析出强化效果。(5)经成分分析后初步确定,在高铜高铌(%)钢和高铌(%)钢淬火后不同温度回火过程中出现的两个硬度峰,都是由铌的碳氮化物造成的。(6)%%Nb的钢在600?C回火后,铜析出物的颗粒尺度比 Nb(C,N)大一个数量级。(7)不含铜、%铌的钢在600?,比含高铜的钢中铌析出物颗粒的尺度小,说明其长大速率由于铜的影响而变快。(8)研究发现铜析出的形核与长大速率同样受固溶铌含量影响而加快。分析是由于固溶铌使组织位错密度升高,增强了铜的析出。关键词:铜的析出,铌的析出,硬度,回火哈尔滨工业大学工程硕士学位论文-II- Abstract To improve the toughness and weldability,the carbon content of the steels has to be deduced,The strength decrease induced by carbon deduction has to be compensated ,as a result,alloying elements have to be added to refine the grain size and precipitate to strengthening the matrix. Cu and Nb are usually used for such purposes. The microstructure and mechanical properties are studied in the as-rolled and rolled and tempered ultra-low carbon steels with different copper and niobium content,the influence of which on the microstructure and mechanical properties is discussed. The