[01697900]高性能海洋工程金属材料

近些年,随着我国对海洋资源的开发与利用,具有高性能的海洋工程用钢的发展受到极大的重视和关注。传统海洋工程用钢主要为不同强度级别碳素钢或低合金钢,在有一定的强度的同时,很难保证低温韧性及焊接性能。富铜纳米相强化钢是在普通碳素钢基础上发展起来的,由于其强度高、加工性好且经济适用而在汽车、船舶与海洋工程以及桥梁等基础设施建设方面得到了广泛的应用。因此开发具有高强度,高韧性的纳米相强化钢对大力发展我国海洋工程用钢具有重大意义。 沉淀强化是合金强化的最有效方法之一,已被应用于多种合金体系。新型含铜纳米相强化高强钢以纳米相沉淀强化作为主要强化机制,代替传统碳钢的碳强化方式,不仅使其获得高强度,还保持了纳米相强化钢良好塑性和低温韧性,较低的碳含量和合金含量,显著降低了纳米相强化钢的碳当量,提高焊接性能,从而获得优良的综合力学性能。设计新的强化相结构并理解其显微结构及热机械处理的对力学性能及焊接性能的影响具有重要的科学价值和意义。 本项目研究的富铜纳米相强化铁素体钢的强化本质是富铜纳米粒子的沉淀强化,必须对纳米相的形成与长大进行控制,但是钢在纳米相强化的同时必须坚固基体相的显微结构,不同的基体相显微结构,对纳米相强化钢的力学性能具有较大影响。因此探究在控制纳米相的同时,控制基体相的显微结构及晶粒尺度,是获得良好综合力学性能的关键。本项目相通过热机械控制技术及时效工艺来实现,并详述了不同热处理工艺下,显微结构的转变及对力学性能的影响规律,同时对不同基体组织下显微结构的变化进行了研究。也揭示了纳米相尺寸、形态结构分布等参数随合金成分和热机械处理形成机制和长大过程,进一步阐明了其控制过程。最后对其强化机制进行了详细阐明。