700MPa级无缝钢管双相钢设计详解.doc

700MPa级双相钢设计 姓名：贾晓飞 学号：201102127008 2014年12月3号 题目：700MPa级双相钢设计 性能要求：1）Rp0.2≥380MPa Rm≥700MPa Ak（-20℃）≥80J Tc=-30℃ 2）良好的深冲性能 Ceq≤0.4 Pcm≤0.2 3）良好的冷成型性能 εu≥0.25 设计要求：撰写格式 1、任务书 2、前言（表述该钢的作用和发展状况） 3、化学成分设计（碳及各个合金元素的作用） 4、自己查找文献的经验公式，计算Ac1、Ac3、Bs、Ms等参数。 5、工序设计（该钢的生产流程图及流程图工序说明） 6、强度设计（进行各种强化方法的强度贡献） 7、其它性能计算与说明（如焊接性能、耐候性能等） 8、文献总结（每个学生独立查阅与该类钢相关的五篇以上的文献总结） 9、参考文献 1.前言 双相钢（Duplex Stainless Steel，简称DSS），又称复相钢。由马氏体、奥氏体或贝氏体与铁素体基体两相组织构成的钢。一般将铁素体与奥氏体相组织组成的钢称为双相不锈钢，将铁素体与马氏体相组织组成的钢称为双相钢。双相钢是低碳钢或低合金高强度钢经临界区热处理或控制轧制后而获得。典型的双相钢屈服强度σs为310MPa，拉伸强度σb为655MPa。双相钢用于制造冷冲、深拉成型的复杂构件，也可用作管线钢、链条、冷拔钢丝、预应力钢筋等。 铁素体+贝氏体双相钢组织图 2.化学成分设计 HSL360S 化学成分（W%） C Mn Si V Mo B Cu 0.14~0.18 1.10~1.30 0.20~0.30 ≤0.005 ≤0.01 ≤0.0001 ≤0.05 Cr Ti Al Sn Nb P ≤0.05 0.01~0.03 ≤0.023 ≤0.005 0.0460~0.060 ≤0.020 合金元素对低合金高强度钢的影响 1、碳（C）：钢中含碳量增加，屈服点和抗拉强度升高，但塑性和冲击性降低，此外，碳能增加钢的冷脆性和时效敏感性。 2、铬（Cr）：铬能显著提高强度、硬度和耐磨性，但同时降低塑性和韧性。铬又能提高钢的抗氧化性和耐腐蚀性， 3、锰（Mn）：且有较高的强度和硬度，提高钢的淬性，改善钢的热加工性能，锰量增 4、钛(Ti)：能使钢的内部组织致密，细化晶粒力；降低时效敏感性和冷脆性。改善焊接性能。 5、铌(Nb)：铌能细化晶粒和降低钢的过热敏感性及回火脆性，提高强度，但塑性和韧性有所下降。 6、钼、硼（Mo、B）：偏聚在奥氏体晶界上，阻碍原子扩散，推迟先共析铁素体和珠光体转变，使更容易发生贝氏体转变。 7、钒（V）：钒能细化晶粒和降低钢的过热敏感性及回火脆。 8、硅（Si）：改善局部腐蚀抗力，提高钢的淬透性和抗回火性能，显著提高钢的弹性极限、屈服强度并提高疲劳强度和疲劳比。 9、Cu和Al化学稳定性好，强度大，易熔接，具有耐蚀性、可塑性、延展性；热导率和电导率都很高 通过查阅手册可得知： HSL360S各种热处理 Ac1=[723-10.7W（Mn）-16.9W（Ni）+29.1W（Si）+16.9W（Cr）+6.38W(W)+29W(As)]℃ =716.9℃ Ac3=[910-203√W(C)-15.2W(Ni)+44.7W(Si)+104W(V)+31.5W(Mo)+13.1W(W)-[30W(Mn)+11W(Cr)+20W(Cu)-700W(P)-400W(Al)-120W(As)-400W(Ti)] =816.4℃ Ms=520-321（%C）-50（%Mn）-30（%Cr+%Mo）-5（%Cu+%Si） =520-321*0.14-50*1.2-30*0.09-5*0.25=411℃ Bs=830-270（%C）-90（%Mn）-37（%Ni）-70（%Cr）-83（%Mo） =830-270*0.14-90*1.2-37*0.01-83*0.05=679.7℃ 生产工艺过程 炼铁：炉外脱硫是为了减少炼铁过程中含杂质硫含量，避免对钢的耐蚀性和焊接性产生不良影响。 铁水热送：把炼好的铁水进行下一步处理。 转炉炼钢：进一步降低碳含量，除去钢液中的杂质，清洁钢。 脱氧：除去钢水中的氧气，防止钢在凝固的过程中产生气泡， 防止合金元素与氧反应。对钢水进行成分分析，是为了检查碳含量和杂质含量是否超标，是否合格。 VOD：脱气处理也是为了减少钢液中的气体，最重要的是减少钢液中氢气的含量，防止引起氢脆，对焊接性能也有影响。 LF：进一步进行成分分