王紅喜

【摘 ?要】分析不同熱處理工藝對(duì)鋼板組織性能產(chǎn)生的影響，了解鋼板組織性能研究的重要性，探究Q-P-T工藝以及油淬后空冷鋼板工藝對(duì)鋼板組織性能產(chǎn)生的影響，可以為熱處理工藝的鋼板組織性能研究提供參考與支持。基于此，文章主要對(duì)熱處理工藝對(duì)鋼板組織性能產(chǎn)生的影響進(jìn)行了簡(jiǎn)單的分析論述。

【關(guān)鍵詞】熱處理工藝;鋼板組織性能;影響分析;

Q-P-T工藝是一種熱處理新工藝手段，可以達(dá)到提升普通高強(qiáng)度鋼屈服強(qiáng)度以及抗拉強(qiáng)度，通過(guò)軟件進(jìn)行鋼板的油淬以及Q-P-T熱處理工藝模擬處理工藝手段，了解分析不同熱處理工藝溫度會(huì)受到時(shí)間變化規(guī)劃分析，了解組織成本以及含量的最佳熱處理工藝。在熱處理實(shí)驗(yàn)中工藝處理原始材料，通過(guò)對(duì)比不同處理工藝材料之下的力學(xué)性能參數(shù)?；诖耍恼轮饕獙?duì)熱處理工藝對(duì)鋼板組織性能的影響分析進(jìn)行了建設(shè)。

1.鋼板組織性能研究重要性

原油受到各種因素的影響導(dǎo)致原油中含硫量不斷增加，一些石化裝備受到低溫腐蝕環(huán)境因素的影響，對(duì)于材料的性能參數(shù)要求越來(lái)越嚴(yán)格，不僅僅要滿足常見的力學(xué)性能，也要保障其具有在腐蝕環(huán)境中的抗氫致開裂性能以及抗硫化物的應(yīng)力腐蝕開裂性能。

在海洋結(jié)構(gòu)中最為常見的失效就是脆性斷裂問(wèn)題。在風(fēng)、浪等一些作用影響之下會(huì)加劇疲勞荷載，這樣就會(huì)導(dǎo)致疲勞裂縫出現(xiàn)擴(kuò)展性的變化，而如果其整體結(jié)構(gòu)韌性不足，則就會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)因?yàn)槭Х€(wěn)而出現(xiàn)不同程度的破壞與影響導(dǎo)致其出現(xiàn)較為嚴(yán)重的后果問(wèn)題。提升材料韌性，增強(qiáng)強(qiáng)度可以保障材料的整體綜合性力學(xué)性能，達(dá)到提升海洋結(jié)構(gòu)物安全系數(shù)的目的。在海洋結(jié)構(gòu)物主體結(jié)構(gòu)制造是一種通過(guò)焊接性能良好的高強(qiáng)度類型的結(jié)構(gòu)鋼為主要材料可以提升裝備自身的承載能力，增強(qiáng)工作效率，達(dá)到減輕設(shè)備自重，增強(qiáng)設(shè)備使用壽命的目的，進(jìn)而降低材料以及能源產(chǎn)生的不同消耗，達(dá)到提升海洋結(jié)構(gòu)物安全性的目的。

2.熱處理工藝對(duì)鋼板組織性能的影響分析

2.1油淬后空冷鋼板

設(shè)定模擬油淬之后的時(shí)間為一分鐘。鋼板表面中的組成項(xiàng)主要為52.76%貝氏體;馬氏體為31.12%，鐵素體為16.07%。同時(shí)還含有約0.05%的 殘余奧氏體。

2.2Q-P-T工藝

通過(guò)Q-P-T工藝分析，水淬約20秒，在300攝氏度中保溫約為1小時(shí)，模擬保溫約為620秒，對(duì)其進(jìn)行組織模擬分析，根據(jù)保溫0.5小時(shí)計(jì)算處理，可以獲得其心部以及表面組織變化的曲線參數(shù)。

對(duì)比分析鋼板油淬以及Q-P-T工藝手段，在室溫環(huán)境中的組織以及含量可以發(fā)現(xiàn)，通過(guò)Q-P-T工藝處理之后的鋼板中馬氏體的含量高于油淬工藝處理之下馬氏體的含量。主要就是因?yàn)樵赒-P-T工藝中，鋼板會(huì)快速的冷卻到Ms點(diǎn)之下，其冷卻速度在一定范圍中，而馬氏體量則會(huì)隨著冷卻的速度增大而不斷的增加。

馬氏體則是影響材料強(qiáng)度的關(guān)鍵因素，在馬氏體含量增加過(guò)程中材料強(qiáng)度會(huì)不斷的增加，因此通過(guò)組織模擬可以判斷分析Q-P-T工藝強(qiáng)度是否要高于油淬鋼工藝的強(qiáng)度。

Q-P-T工藝主要的作用就是可以促使馬氏體與殘余的奧氏體雙向組織結(jié)構(gòu)。通過(guò)對(duì)比分析可以發(fā)現(xiàn)在Q-P-T工藝分析中還是殘余一定的奧氏體，可以判斷在Q-P-T工藝中的組織變化是一個(gè)較為復(fù)雜的過(guò)程，通過(guò)模擬則無(wú)法保障其與實(shí)際變化狀況吻合，但是其也具有一定的參考價(jià)值。

2.3不同熱處理工藝鋼板性能對(duì)比

2.3.1綜合力學(xué)性能參數(shù)

分析不同熱處理工藝?yán)煨阅軈?shù)可以發(fā)現(xiàn)，通過(guò)Q-P-T工藝進(jìn)行處理的樣本對(duì)于油淬以及原始調(diào)質(zhì)的處理分析具有較為顯著的綜合力學(xué)性能參數(shù)。

通過(guò)Q-P-T工藝處理的鋼板強(qiáng)度可以有效的提升鋼板的原始態(tài)，因?yàn)樵诖斯に嚿a(chǎn)過(guò)程中在淬火過(guò)程中在階段組織中會(huì)產(chǎn)生一定的馬氏體，可以達(dá)到增加鋼強(qiáng)度的目的。

分析不同工藝之下表面強(qiáng)度分析，通過(guò)熱處理之后的鋼板可以達(dá)到增加原始態(tài)鋼板表面硬度的目的，而通過(guò)此工藝處理之后的表面硬度較高，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于母材，出現(xiàn)此種問(wèn)題主要就是因?yàn)樵诖慊鸬臅r(shí)候其冷卻速度相對(duì)較大，這樣導(dǎo)致在組織中含有大量的馬氏體，因此材料硬度會(huì)顯著增加。

2.3.2不同工藝熱處理之后的組織性能

在鋼鐵出廠狀態(tài)的時(shí)候其呈現(xiàn)調(diào)質(zhì)態(tài)，屬于均勻的回火馬氏體，在鐵素體基體中還是存在細(xì)小的滲碳提顆粒。通過(guò)調(diào)質(zhì)工藝可以提升鋼種的綜合性能，這也是提升鋼的整體性能，增強(qiáng)穩(wěn)定性的關(guān)鍵途徑與手段。

分析油淬以及Q-P-T工藝手段，可以發(fā)現(xiàn)Q-P-T工藝中的組織中含有殘余的奧氏體以及馬氏體。而馬氏體的晶界逐漸模糊，在馬氏體的晶界面上會(huì)附著一些碳化物質(zhì)。主要就是因?yàn)樵赒-P-T工藝中，碳會(huì)從馬氏體中呈現(xiàn)對(duì)外的擴(kuò)散發(fā)展?fàn)顟B(tài)，在整個(gè)過(guò)程中，臨近晶界面的馬氏體含碳量會(huì)逐漸的下降，而在碳擴(kuò)散的過(guò)程會(huì)有部分碳化物附著在馬氏體晶界面之上，而另一部分則就會(huì)溶解在奧氏體中，就會(huì)達(dá)到增加奧氏體碳富集度的目的，可以有效的提升整體的穩(wěn)定性。

2.3.3XRD實(shí)驗(yàn)結(jié)果

Q690高強(qiáng)度通過(guò)不同熱處理工藝分析，通過(guò)分析X衍射頻以及標(biāo)定分析，可以發(fā)現(xiàn)原始鋼板通過(guò)調(diào)質(zhì)處理之后奧氏體的衍射峰以及馬氏體衍射峰重疊分析，可以發(fā)現(xiàn)通過(guò)Q-P-T工藝處理之后的試樣殘余奧氏體含量為4.3%，原始態(tài)組織之中殘余的奧氏體含量約為8.7%，通過(guò)油淬一分鐘之后其奧氏體的含量相對(duì)較低，幾乎無(wú)法在圖表中看到衍射峰。則意味著在組織中含有一定量殘余的奧氏體，這也是港具塑性良好的關(guān)鍵因素。

通過(guò)對(duì)不同熱處理工藝處理之后的馬氏體衍射峰觀察分析可以發(fā)現(xiàn)，通過(guò)Q-P-T工藝處理之后的馬氏體含量最高數(shù)值為81.6%，通過(guò)油淬之后的馬氏體含量為20%左右，而因?yàn)轳R氏體的含量是直接影響強(qiáng)度的關(guān)鍵因素，利用半定量分析馬氏體含量可以發(fā)現(xiàn)Q-P-T工藝是提升材料整體強(qiáng)度的有效機(jī)制。

2.4結(jié)論參數(shù)

分析不同工藝之下鋼板溫度場(chǎng)的變化以及組織狀況，通過(guò)模擬的方式確定油淬以及Q-P-T工藝手段，通過(guò)模擬分析實(shí)際熱處理工藝上的熱處理實(shí)驗(yàn)，對(duì)比不同熱處理工藝的力學(xué)性能參數(shù)，可以發(fā)現(xiàn)Q-P-T工藝手段可以油箱的改善材料綜合性，具有良好的優(yōu)勢(shì)特征。其主要結(jié)論如下：

第一，對(duì)比分析不同熱處理工藝之下鋼板力學(xué)性能，通過(guò)Q-P-T工藝處理之后的鋼板強(qiáng)塑積數(shù)據(jù)良好，屈服強(qiáng)度為1112mpa，抗拉強(qiáng)度則為1285mpa，塑性為8%，Q-P-T工藝具有良好的綜合力學(xué)性能特征。

第二，通過(guò)對(duì)不同熱處理工藝之下材料微觀組織分析可以發(fā)現(xiàn)，在Q-P-T工藝中鋼板的奧氏體含量則高于油淬性，而出現(xiàn)此種問(wèn)題主要就是因?yàn)樵谔挤峙渲?，碳自馬氏體向殘余奧氏體穩(wěn)定性。

第三，因?yàn)轳R氏體會(huì)直接決定了鋼整體強(qiáng)度，殘余的奧氏體會(huì)直接決定了塑性以及韌性，在室溫環(huán)境中Q-P-T鋼組織的馬氏體以及殘余奧氏體等兩個(gè)組織結(jié)構(gòu)，充分了了解了微觀組織對(duì)力學(xué)性能參數(shù)的影響。

結(jié)束語(yǔ)

為了解決海洋平臺(tái)中用鋼強(qiáng)度不高、厚度不足等耐腐蝕性能較差等問(wèn)題，這也是我國(guó)海洋用鋼研究發(fā)展的重點(diǎn)。而在不改變材料原始成本的實(shí)際狀況之下，通過(guò)對(duì)軋制成型之后鋼板的不同工藝熱處理分析，通過(guò)對(duì)標(biāo)對(duì)比不同工藝材料之間的融合力學(xué)性能可以確定最佳的熱處理工藝分析，可以為我國(guó)結(jié)構(gòu)用鋼強(qiáng)度以及韌性等提供有效的參考與支持。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳永南.熱處理工藝對(duì)高強(qiáng)度耐磨鋼性能影響研究[J].寬厚板，2017（3）.

（作者單位：湖南華菱湘潭鋼鐵有限公司）