【摘 要】
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海洋工程用高强特厚齿条钢板是自升式海洋钻井平台桩腿的关键材料,具有高强度、高韧性、大厚度、抗腐蚀能力强、技术含量高和生产难度大等特点。本文采用国内某钢厂提供的177.8 mm厚690 MPa级齿条钢板为实验材料,研究了 177.8 mm厚齿条钢板表面、1/4处和心部不同位置的力学性能和组织均匀性,分析了表面、1/4处和心部位置元素的偏析对钢板低温韧性和强度的影响,研究了离线热处理对特厚齿条钢板淬透
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海洋工程用高强特厚齿条钢板是自升式海洋钻井平台桩腿的关键材料,具有高强度、高韧性、大厚度、抗腐蚀能力强、技术含量高和生产难度大等特点。本文采用国内某钢厂提供的177.8 mm厚690 MPa级齿条钢板为实验材料,研究了 177.8 mm厚齿条钢板表面、1/4处和心部不同位置的力学性能和组织均匀性,分析了表面、1/4处和心部位置元素的偏析对钢板低温韧性和强度的影响,研究了离线热处理对特厚齿条钢板淬透性和低温韧性的影响。论文主要工作如下:（1）利用MMS-300热力模拟试验机,测定了实验钢在奥氏体连续冷却过程中变形40%和未变形的CCT曲线。研究结果表明:在奥氏体连续冷却过程中,未出现铁素体和珠光体转变,发生贝氏体相变和马氏体相变。冷却速度在0.5～2℃/s时,实验钢中贝氏体组织由粒状分布逐渐变为板条状分布,冷却速度在2～5℃/s时,实验钢的组织为贝氏体和马氏体,当冷却速度大于等于5℃/s时,实验钢的组织为马氏体。经过40%变形将实验钢贝氏体相变的开始温度降低约60℃,将马氏体相变的开始温度降低约40℃;变形对实验钢的Bf点和Mf点影响不大;经过40%变形将实验钢硬度值提高约30（HV100）。（2）通过高温激光共聚焦显微镜对高温奥氏体相变行为进行原位观察,并对温度、保温时间和冷却速度等对奥氏体的影响展开了研究。研究结果表明:保温时间一定时,晶粒尺寸随着奥氏体化温度的升高呈指数增长,实验钢在1250℃时保温15min奥氏体晶粒明显粗化;奥氏体温度一定时,随着保温时间的增加,奥氏体晶粒尺寸长大不明显;贝氏体相变和马氏体相变时间随着冷却速度的增大而减少。（3）通过对实验钢的组织性能研究发现:实验钢表面处是回火马氏体组织,1/4处是回火索氏体组织,心部是回火索氏体+贝氏体的混合组织;成分在厚度方向的不均匀导致实验钢不同位置相变临界点不同,表面相变点比1/4处高约30～50℃,1/4处相变临界点比心部高约10～30℃;实验钢中Ni、Cr、Mo等元素偏析提高了钢板的淬透性,但是由于这些元素的偏析导致了低温韧性的降低。
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