在-60和-80℃下耐磨管进行了Charpy冲击(Charpy V notch,CVN)示波实验.结果表明,淬火速率较大有利于板条组织形成和提高大角度晶界比例,t/4处的组织为板条状贝氏体(LB),耐磨管板条间存在细小片状马氏体/奥氏体(M/A)组元,晶粒间大角度晶界(>15°)体积分数为67.5%;t/2处的组织为粒状贝氏体(GB)+LB,大角度晶界体积分数为63.0%;Q态下的LB具有高位错密度,但耐磨管晶粒内不存在Cu析出相.经过650℃回火150 min,钢板的强韧性匹配优良,低温下呈韧性断裂,大量含Cu弥散沉淀相在基体组织内析出.
模拟高温大变形热轧和连续冷却工艺过程,测试了一种低碳耐磨管的连续冷却相变(CCT)行为,研究了显微组织随变形和冷却工艺的变化规律。以工业生产的厚连铸板坯为原料,使用高温热轧直接淬火-回火(DQ-T)工艺,成功开发出厚度为100 mm的NV-F690级特厚钢板。结果表明,耐磨管经连续冷却的高温变形奥氏体在较宽的冷却速率范围内(0.5～5℃/s)转变成粒状贝氏体(GB)+板条贝氏体(LB)。
增加变形量、降低变形温度有利于试验钢耐磨管显微组织的细化,而两阶段冷却工艺对试验钢的组织转变影响不大。经675℃×6 h回火,NV-F690耐磨管的室温屈服强度Rp0.2≥790 MPa,抗拉强度Rm>830 MPa,断后伸长率A≥20%,在-60℃下Charpy冲击吸收能量KV2>140 J。
t/2处的M/A组元分解为Cr-Mo碳化物,贝氏体板条宽度为0.4μm,大角度晶界分数为62.5%;t/4处的LB板条回复,板条内存在与基体取向差较大的亚晶,大角度晶界分数提高到71.7%,板条平均宽度为0.2μm.在-80℃下,NV-F690钢板t/4处的韧性高于t/2处的韧性.随着纤维断裂位移的增大,韧窝断裂区比例和韧窝尺寸逐渐增大,NV-F690钢耐磨管低温Charpy冲击能量逐渐提高.
本文通过板坯连铸、耐磨管控轧控冷(TMCP)、固溶淬火回火(QT)工业生产流程,开发低C含Cu高强韧NV-F690特厚(厚度t为80 mm)船体和海洋平台用耐磨管.使用SEM,EBSD和TEM分别研究了淬火(Q)态和QT态钢板的精细组织,测试了距离钢板表面t/4处(高冷却速率)和芯部t/2处(低冷却速率)的室温硬度和拉伸性能。