优秀个人成果:超低碳含铜HSLA钢组织性能调控机理研究

时间:2017-01-14浏览:693

        “十三五”期间,伴随着中国经济增速降低,钢铁需求减少,开发和使用低成本高性能HSLA钢成为钢铁工业发展的重要方向,尤其是我国在船舶和海洋工程领域的大发展,为低成本高性能HSLA钢研究、开发和应用提供了重大机遇。近年来,Cu沉淀强化技术的应用为新型船体结构钢的设计提供了思路,通过合理的成分设计和合适的热机械处理方法,结合纳米富Cu相沉淀强化,可以获得低成本高性能的HSLA钢。目前这种超低碳含铜HSLA钢已广泛应用于舰船、潜艇、航母等军事工业。

        2016年度,在超低碳含铜HSLA组织性能调控机理研究方面取得大量重要研究成果,主要研究创新和技术进展如下:

(1)研究纳米富Cu相析出过程的晶体结构演化规律,创新性发现了非孪晶9R结构,并在一个析出相中观察到了9R结构部分退孪晶化,转变为fct结构。提出了bcc→9R→孪晶fcc/fct→fcc演变序列并建立了相应的晶体学模型。该研究成果完善了纳米富Cu相晶体结构演化理论,并为Cu析出强化机制的确定提供重要理论依据。

(2)研究揭示纳米富Cu团簇形核长大过程的成分演变规律,掌握Ni、Mn元素对核壳结构形成的影响机制特征,结合前述研究成果揭示了Cu析出形态-结构-成分三者之间的关系。

(3)采用TMCP-T工艺代替传统调质工艺,通过Cu析出尺寸的精确控制,开发出具有优良综合力学性能的热轧钢板:屈服强度756MPa,抗拉强度820MPa,断后延伸率28.1%,-80℃冲击功85J。

        上述研究成果得到了国内外学术界的高度评价,相关学术论文已在Materials Letters,Materials Characterization等国际著名学术期刊发表。通过对纳米富Cu相形态、结构、成分特征的精细化研究,实现了纳米富Cu相的精确控制,并成功制备出具有优异力学性能的钢板。本技术的成功开发,将进一步推动纳米相和基体结构精确控制技术的发展,以满足更广泛和更深层次的工业应用需求。

▲bcc→9R→fcc转变示意图