D0I:10.13374/1.issnl00103.2008.11.02 第30卷第11期 北京科技大学学报 Vol.30 No.11 2008年11月 Journal of University of Science and Technology Beijing ow.2008 F40级船板钢的应变时效行为 温永红)唐 荻)武会宾)范王展)郭振)肖大恒)李曲全) 1)北京科技大学高效轧制国家工程研究中心，北京1000832)湘潭钢铁集团有限公司科技开发中心，湘潭411101 摘要通过SEM,TEM和多功能内耗仪研究了F40级船板钢应变时效后的微观组织变化以及时效过程中的内耗行为·结 果表明：应变时效过程中，F40级船板钢宏观组织没有发生明显的变化，组织很稳定：在内耗一温度曲线上230℃时出现一个内 耗峰，这是由于游离态的碳原子在此条件下钉扎位错和摆脱位错钉扎所导致：位错组态的变化及位错与碳原子相互作用的宏 观效应表现为钢板应变时效后硬度上升，韧性下降，韧脆转变温度升高。 关键词船板钢：应变时效：微观组织：内耗行为 分类号TG142.1 Strain aging of F40 hull structure steel WEN Yonghong).TANG Di).WU Huibin),FAN Wang:han).GUO Zhen),XIAO Daheng?).LI Ququan2) 1)National Engineering Research Center for Advanced Rolling Technology.University of Science and Technology Beijing.Beijing 100083,China 2)The Technological Center of Xiangtan Iron &Steel Co.Ltd..Xiangtan 411101.China ABSTRACT The effects of strain aging on the microstructure evolution and internal friction of F40 hull structure steel were studied by SEM.TEM and multi-functional internal friction apparatus.The result showed that there was no obvious change in microstructure during the process of strain aging.displaying better microstructure stability.A peak was found in the curve of internal friction to tem- perature,which can be attributed to C trapping on dislocations and dislocation motion.The strain aging phenomenon induced an in- crease in hardness associated with ductility loss and large toughness reduction.This trend is attributed to dislocation configurations and the interaction between interstitial carbon and dislocations. KEY WORDS hull structure steel:strain aging:microstructure;internal friction 船体建造过程中，船体钢板要经受包括冷矫、辊 弯、模压、卷边和折边弯等冷加工塑性变形，在冷加 1实验材料和方案 工过程中由于出现了应变时效会使钢板强度上升， 1.1实验材料 塑性和韧性下降；对C一Mn型钢，在加速时效时，每 实验钢板取自湘钢宽厚板厂生产的F40级船 增加1%的加工硬化，钢材的韧脆转变温度会升高 板钢（板坯号为7409157），中间包化学成分（质量分 5℃山.因此船级社对应变时效性能的检验是船板 数，%)为：C0.09,Si0.30,Mn1.40,P0.010, 钢认证中不可缺少的项目，为了保证钢板在使用过 S0.004,A10.035,Nb0.030,Ni0.35.F40级船板 程中的性能稳定性及使用安全性，有必要对钢板的 钢的生产工艺为：CR(controlled rolling),成品厚度 应变时效行为进行研究，本文通过研究应变时效过 为40mm,板坯厚度260mm,中间坯厚度120mm, 程中F40级船板钢的硬度、低温冲击功及韧脆转变 未再结晶区最后3道次的道次压下率≥15%，终轧 温度的变化，确定F40级船板钢的应变时效敏感 温度为760℃，力学性能检测结果为：R= 性，并探讨了应变时效行为的微观机理， 495MPa,Rm=615MPa,A=23.5%,-60℃冲击 收稿日期：2007-12-06修回日期：2008-03-10 作者简介：温永红(1979一)，男，博士研究生；唐获(l955一)，男，教授，博士生导师，E-mail:tangdi@nercar.usth~edu.cn
F40级船板钢的应变时效行为 温永红1） 唐 荻1） 武会宾1） 范王展1） 郭 振1） 肖大恒2） 李曲全2） 1） 北京科技大学高效轧制国家工程研究中心北京100083 2） 湘潭钢铁集团有限公司科技开发中心湘潭411101 摘 要 通过 SEM、T EM 和多功能内耗仪研究了 F40级船板钢应变时效后的微观组织变化以及时效过程中的内耗行为．结 果表明：应变时效过程中F40级船板钢宏观组织没有发生明显的变化组织很稳定；在内耗－温度曲线上230℃时出现一个内 耗峰这是由于游离态的碳原子在此条件下钉扎位错和摆脱位错钉扎所导致；位错组态的变化及位错与碳原子相互作用的宏 观效应表现为钢板应变时效后硬度上升韧性下降韧脆转变温度升高． 关键词 船板钢；应变时效；微观组织；内耗行为 分类号 TG142∙1 Strain aging of F40hull structure steel W EN Yonghong 1）T A NG Di 1）W U Huibin 1）FA N W angz han 1）GUO Zhen 1）XIA O Daheng 2）LI Ququan 2） 1） National Engineering Research Center for Advanced Rolling TechnologyUniversity of Science and Technology BeijingBeijing100083China 2） The Technological Center of Xiangtan Iron ＆ Steel Co．Ltd．Xiangtan411101China ABSTRACT T he effects of strain aging on the microstructure evolution and internal friction of F40hull structure steel were studied by SEMT EM and mult-i functional internal friction apparatus．T he result showed that there was no obvious change in microstructure during the process of strain agingdisplaying better microstructure stability．A peak was found in the curve of internal friction to temperaturewhich can be attributed to C trapping on dislocations and dislocation motion．T he strain aging phenomenon induced an increase in hardness associated with ductility loss and large toughness reduction．T his trend is attributed to dislocation configurations and the interaction between interstitial carbon and dislocations． KEY WORDS hull structure steel；strain aging；microstructure；internal friction 收稿日期：2007-12-06 修回日期：2008-03-10 作者简介：温永红（1979－）男博士研究生；唐 荻（1955－）男教授博士生导师E-mail：tangdi＠nercar．ustb．edu．cn 船体建造过程中船体钢板要经受包括冷矫、辊 弯、模压、卷边和折边弯等冷加工塑性变形在冷加 工过程中由于出现了应变时效会使钢板强度上升 塑性和韧性下降；对 C－Mn 型钢在加速时效时每 增加1％的加工硬化钢材的韧脆转变温度会升高 5℃［1］．因此船级社对应变时效性能的检验是船板 钢认证中不可缺少的项目．为了保证钢板在使用过 程中的性能稳定性及使用安全性有必要对钢板的 应变时效行为进行研究．本文通过研究应变时效过 程中 F40级船板钢的硬度、低温冲击功及韧脆转变 温度的变化确定 F40级船板钢的应变时效敏感 性并探讨了应变时效行为的微观机理． 1 实验材料和方案 1∙1 实验材料 实验钢板取自湘钢宽厚板厂生产的 F40级船 板钢（板坯号为7409157）．中间包化学成分（质量分 数％） 为：C 0∙09Si 0∙30Mn 1∙40P 0∙010 S0∙004Al0∙035Nb0∙030Ni0∙35．F40级船板 钢的生产工艺为：CR （controlled rolling）成品厚度 为40mm板坯厚度260mm中间坯厚度120mm 未再结晶区最后3道次的道次压下率≥15％终轧 温度 为 760 ℃．力 学 性 能 检 测 结 果 为：Rel＝ 495MPaRm＝615MPaA ＝23∙5％－60℃冲击 第30卷 第11期 2008年 11月 北 京 科 技 大 学 学 报 Journal of University of Science and Technology Beijing Vol．30No．11 Nov．2008 DOI:10．13374／j．issn1001－053x．2008．11．012
第11期 温永红等：F40级船板钢的应变时效行为 ,1245 功166J,一80℃冲击功128J,冷弯合格，力学性能 围内，下降幅度增加；在一60℃时，由应变时效前的 均满足船级社对F40船板钢的规范要求， 189J下降为应变时效后的101」，下降了46.5%，虽 1.2实验方案 然下降程度较大，但其冲击功仍符合要求，以高阶 在板坯号为7409157的钢板上1/4部位取 能和低阶能的对应温度作为韧脆转变温度，由图可 12mm×12mm×200mm的横向拉伸样，标距为 见，应变时效前的韧脆转变温度为一80℃，应变时 120mm,在北京科技大学力学拉伸试验机上进行 效后在一60℃就发生脆性转变，韧脆转变温度提高 10%的预应变，然后在加热炉中250℃保温1h,再空 了20℃. 冷至室温.根据国标金属夏比缺口冲击试验方法 300 ·一应变时效前 GB/T18658-2002取标准冲击试样，实验温度分 250 ·一应变时效后 别为0，一20，一40，一60，一80℃，通过原始试样和 200F 应变时效后试样的冲击功对比，确定应变时效敏感 150 系数 100 内耗试样在经过10%预应变后的试样上截取， 试样尺寸为70mmX2mm×(0.5~1.0)mm,用砂 50 纸磨光表面，再用丙酮清洗干净.内耗测量在中科 -60 -40-20 院固体物理所多功能内耗仪上进行，振动模式采用 温度℃ 自由衰减模式，升温速率为4Kmin,应变振幅为 图1F40级船板钢应变时效前后温度与冲击功对比 1×10-5. Fig.1 Curves of impact toughness to temperature of F40 hull strue- 钢板组织试样经打磨抛光后，用4%硝酸酒精 ture steel at different conditions 侵蚀后进行$EM观察，透射电镜样品采用5%高氯 2.2应变时效后的组织观察 酸无水乙醇溶液为电解液，在一20℃，50V下电解 图2(a)为F40级船板钢原始试样的SEM组织 双喷减薄至穿孔，所用电镜为H一800，工作电压为 形貌，其基体组织为准多边形铁素体和珠光体，同时 175kV. 含有少量的针状铁素体组织，准多边形铁素体组织 2实验结果 是在较低温度下通过块状转变得到的，在SEM尺 度下，界面呈高度不规则的锯齿状，犹如一块无特征 2.1应变时效前后的力学性能比较 的碎片（图2(a)中箭头所指）)].应变时效后试样的 应变时效后试样的硬度值有一定程度的增加， 组织仍是由准多边铁素体、珠光体和针状铁素体组 由原始态的HV190增加到应变时效后的HV241, 成的复合组织（图2(b),组织类型没有发生明显变 由图1可以看出，应变时效后，不同温度下的冲 化，在$EM尺度下，应变时效过程对组织的影响不 击吸收功都有一定程度降低，但下降的幅度不同， 是很大，微观组织很稳定，说明应变时效后的性能变 0~一20℃范围内，下降幅度很小；一40~一60℃范 化取决于更微观的结构变化， 10μm 54m 图2F40级船板钢的SEM形貌.(a)原始样；(b)应变时效后试样 Fig.2 SEM micrographs of F40 hull structure steel:(a)original:(b)strain aging
功166J－80℃冲击功128J冷弯合格力学性能 均满足船级社对 F40船板钢的规范要求． 1∙2 实验方案 在板坯号为 7409157 的钢板上 1／4 部位取 12mm×12mm ×200mm 的横向拉伸样标距为 120mm在北京科技大学力学拉伸试验机上进行 10％的预应变然后在加热炉中250℃保温1h再空 冷至室温．根据国标金属夏比缺口冲击试验方法 GB／T 18658－2002取标准冲击试样实验温度分 别为0－20－40－60－80℃通过原始试样和 应变时效后试样的冲击功对比确定应变时效敏感 系数． 内耗试样在经过10％预应变后的试样上截取 试样尺寸为70mm×2mm×（0∙5～1∙0） mm用砂 纸磨光表面再用丙酮清洗干净．内耗测量在中科 院固体物理所多功能内耗仪上进行振动模式采用 自由衰减模式升温速率为4K·min －1应变振幅为 1×10－5． 钢板组织试样经打磨抛光后用4％硝酸酒精 侵蚀后进行 SEM 观察透射电镜样品采用5％高氯 酸无水乙醇溶液为电解液在－20℃50V 下电解 双喷减薄至穿孔所用电镜为 H－800工作电压为 175kV． 2 实验结果 2∙1 应变时效前后的力学性能比较 应变时效后试样的硬度值有一定程度的增加 由原始态的 HV 190增加到应变时效后的 HV 241． 由图1可以看出应变时效后不同温度下的冲 击吸收功都有一定程度降低但下降的幅度不同． 0～－20℃范围内下降幅度很小；－40～－60℃范 围内下降幅度增加；在－60℃时由应变时效前的 189J 下降为应变时效后的101J下降了46∙5％虽 然下降程度较大但其冲击功仍符合要求．以高阶 能和低阶能的对应温度作为韧脆转变温度由图可 见应变时效前的韧脆转变温度为－80℃应变时 效后在－60℃就发生脆性转变韧脆转变温度提高 了20℃． 图1 F40级船板钢应变时效前后温度与冲击功对比 Fig．1 Curves of impact toughness to temperature of F40hull structure steel at different conditions 2∙2 应变时效后的组织观察 图2（a）为 F40级船板钢原始试样的 SEM 组织 形貌其基体组织为准多边形铁素体和珠光体同时 含有少量的针状铁素体组织．准多边形铁素体组织 是在较低温度下通过块状转变得到的在 SEM 尺 度下界面呈高度不规则的锯齿状犹如一块无特征 的碎片（图2（a）中箭头所指） ［2］．应变时效后试样的 组织仍是由准多边铁素体、珠光体和针状铁素体组 成的复合组织（图2（b））组织类型没有发生明显变 化在 SEM 尺度下应变时效过程对组织的影响不 是很大微观组织很稳定说明应变时效后的性能变 化取决于更微观的结构变化． 图2 F40级船板钢的 SEM 形貌．（a） 原始样；（b） 应变时效后试样 Fig．2 SEM micrographs of F40hull structure steel：（a） original；（b） strain aging 第11期 温永红等： F40级船板钢的应变时效行为 ·1245·
.1246 北京科技大学学报 第30卷 图3为F40级船板钢原始态和应变时效后在 处于离散状态；箭头2所指的地方已经形成了稳定 TEM下观察到的精细微观结构，由图中可以看出： 的位错胞状结构，胞内位错回复的比较彻底，位错密 原始态的准多边形铁素体的位错散乱排列，位错密 度很低，珠光体片层结构在应变时效后（图3(d)中 度较低（图3(a).10%应变后晶内位错密度升高， 箭头所指)同原始样的组织（图3(c)箭头所指）相 经过250℃的保温时效过程，位错回复的进程加快， 比，没有发生明显的变化，渗碳体在应变时效过程中 向稳态演化，位错形态发生变化，图3(b)给出了完 没有发生分解，很稳定 整的位错组态，箭头1所指处可见，此处的位错还 0.64m 0.3m 0.84m 0.6m 图3F40级船板钢的TEM形貌.(a),(c)原始样：(b),(d)应变时效后试样 Fig.3 TEM micrographs of F40 hull structure steel:(a).(c)original:(b),(d)strain aging 100 3讨论 3.1应变时效敏感系数 根据《GB/T4160一2004钢的应变时效敏感性 试验方法》，按照 c=44×100% Ak 可得出F40级船板钢在不同温度下的应变时效敏 0 -80 -60 40-20020 感性系数，见图4.式中，Ak为未经应变时效的冲击 温度/℃ 功平均值，Ak:为经应变时效后的冲击功平均值，由 图4F40级船板钢在不同温度下的应变时效敏感系数 图可知，F40级船板钢的应变时效敏感系数随温度 Fig.4 Strain aging sensibility of F40 hull structure steel at different 的变化分为三个区域：在0~一20℃时变化很小，分 temperatures 别为4.1%和5.7%；在一40~一60℃时，应变时效 敏感性增加到35.4%；到一80℃时已突增到 应变时效敏感性系数，对于焊接结果和要求冷 89.7% 塑性成形的钢材是一项重要指标，碳素结构钢的应
图3为 F40级船板钢原始态和应变时效后在 TEM 下观察到的精细微观结构．由图中可以看出： 原始态的准多边形铁素体的位错散乱排列位错密 度较低（图3（a））．10％应变后晶内位错密度升高 经过250℃的保温时效过程位错回复的进程加快 向稳态演化位错形态发生变化图3（b）给出了完 整的位错组态．箭头1所指处可见此处的位错还 处于离散状态；箭头2所指的地方已经形成了稳定 的位错胞状结构胞内位错回复的比较彻底位错密 度很低．珠光体片层结构在应变时效后（图3（d）中 箭头所指）同原始样的组织（图3（c）箭头所指）相 比没有发生明显的变化渗碳体在应变时效过程中 没有发生分解很稳定． 图3 F40级船板钢的 TEM 形貌．（a）（c）原始样；（b）（d） 应变时效后试样 Fig．3 TEM micrographs of F40hull structure steel：（a）（c） original；（b）（d） strain aging 3 讨论 3∙1 应变时效敏感系数 根据《GB／T4160－2004钢的应变时效敏感性 试验方法》按照 C＝ Ak－ Aks Ak ×100％ 可得出 F40级船板钢在不同温度下的应变时效敏 感性系数见图4．式中Ak 为未经应变时效的冲击 功平均值Aks为经应变时效后的冲击功平均值．由 图可知F40级船板钢的应变时效敏感系数随温度 的变化分为三个区域：在0～－20℃时变化很小分 别为4∙1％和5∙7％；在－40～－60℃时应变时效 敏感 性 增 加 到 35∙4％；到 －80℃ 时 已 突 增 到 89∙7％． 图4 F40级船板钢在不同温度下的应变时效敏感系数 Fig．4 Strain aging sensibility of F40hull structure steel at different temperatures 应变时效敏感性系数对于焊接结果和要求冷 塑性成形的钢材是一项重要指标．碳素结构钢的应 ·1246· 北 京 科 技 大 学 学 报 第30卷
第11期 温永红等：F40级船板钢的应变时效行为 ,1247. 变时效敏感性系数一般要求不大于50%，低合金钢 1.2 的应变时效敏感性系数一般在40%以下).因此， F40级船板钢在一60℃以内的温度范围其应变时效 1.0 敏感性满足要求 0.8 3.2应变时效机理分析 由前述分析可知，应变时效后，F40级船板钢的 0.6 强度上升，韧性下降，韧脆转变温度升高·应变时效 040 50 100150200250 处理过程中，材料经过10%冷变形，使铁素体中位 T1℃ 错密度增加，有文献指出)，若低碳钢经正火后位 错密度为103cm-2,经过10%以上的冷变形，平均 图5F40级船板钢的温度和内耗关系 位错密度可增到10l°cm-2.此时，位错线的平均间 Fig.5 Temperature dependence of internal friction of F40 hull structure steel 隔是10-5cm,由图3亦可得知，应变后在晶内均会 出现非常密集的位错缠结，这样碳原子就能够以更 由于F40级船板钢中加入Nb、Ti微合金元素， 短的路程达到位错等晶体缺陷及应力集中处，而富 所以有稳定的碳氨化物形成从而减少了铁素体基体 集于他们周围形成柯氏气团，所以要使位错继续移 中固溶的C、N含量，尤其减少N原子对应变时效 动，就需要增加外力，这就使得钢板的强度、硬度升 的影响，因此F40级船板钢的抗应变时效性能还是 高，冲击韧性下降，同时在应变时效过程中并不会 相对好些， 有新生的碳氨化物析出，也不会有碳化物的聚集长 4结论 大，所以随着时效时间的延长，强化效应不会消 失[6] (1)应变时效处理后，F40级船板钢的硬度升 钢的时效倾向主要是由C、N原子的扩散所致， 高，冲击韧性下降，韧脆转变温度升高，在一60℃应 有文献研究表明门，氨在铁素体中的溶解度在 变时效敏感性系数为35.4% 591℃时可达0.1%左右（质量分数），室温时降低至 (2)应变时效处理后，F40级船板钢的显微组 10一左右，含氨量高的钢，由高温快速冷却时过剩 织没有发生明显变化，组织稳定性较好， 的氮便过饱和地溶解在铁素体中，在室温静置时自 (③)氮元素是以化合态存在的，对钢板的应变 由氮将重新析出，导致钢的硬度、强度升高，而韧性 时效性能没有产生影响，F40级船板钢在230℃时 和塑性降低，但通过在国家钢铁材料测试中心物理 出现内耗峰是由于碳原子与位错的交互作用所致， 化学相分析测试报告数据显示，由于F40级船板钢 中的化学成分中加入了Nb、Ti和Al等能够形成碳 参考文献 氮化物的合金元素，钢中的N原子都以(Nbo.463 [1]Lu X S.Research on strain aging of 14MnVTiReA steel.Dev Ti0.537)(C0.317No.683)和AN的状态存在，没有游离 Appl Mater,1999,14(2):11 态的N原子存在，因此，F40级船板钢在较低温度 (鲁晓声.I4 MnVTiReA钢应变时效性能研究.材料开发与应 发生时效倾向应该主要由游离态的C原子被位错 用，1999,14(2)：11) 钉扎和脱钉所致，而是否是由游离态碳原子与位错 [2]Weng Y Q.Ulrafine Grained Steel:The Refinement Theory 的相互作用导致钢板的应变时效性能变化，则通过 and Controlled Technology of Steel.Beijing:Metallurgical Indus- try Press,2003 在多功能内耗仪的内耗实验得到了证实，图5所示 (翁宇庆，超细晶钢一钢的组织细化理论与控制技术，北京：冶 为内耗值随温度变化曲线.由图可知，随着温度的 金工业出版社，2003) 升高，内耗值一直会相应的增加，到230℃达到峰 [3]The Editorial Board of Mechanical Engineering Handbook and 值，随着温度的进一步增加，内耗值急剧降低，降低 Electric Engineering Handbook.Mechanical Engineering Hand- 的趋势一直持续到250℃.通过文献可以判断8)， book:Engineering Material.2nd Ed.Beijing:China Machine Press,1996 在时效温度附近出现的内耗峰是由于间隙C原子 (机械工程手册、电机工程手册编辑委员会，机械工程手册：工 在此时与位错发生了钉扎和脱钉所致， 程材料卷.2版，北京：机械工业出版社，1996)
变时效敏感性系数一般要求不大于50％低合金钢 的应变时效敏感性系数一般在40％以下［3］．因此 F40级船板钢在－60℃以内的温度范围其应变时效 敏感性满足要求． 3∙2 应变时效机理分析 由前述分析可知应变时效后F40级船板钢的 强度上升韧性下降韧脆转变温度升高．应变时效 处理过程中材料经过10％冷变形使铁素体中位 错密度增加．有文献指出［4］若低碳钢经正火后位 错密度为108 cm －2经过10％以上的冷变形平均 位错密度可增到1010cm －2．此时位错线的平均间 隔是10－5cm．由图3亦可得知应变后在晶内均会 出现非常密集的位错缠结这样碳原子就能够以更 短的路程达到位错等晶体缺陷及应力集中处而富 集于他们周围形成柯氏气团所以要使位错继续移 动就需要增加外力这就使得钢板的强度、硬度升 高冲击韧性下降．同时在应变时效过程中并不会 有新生的碳氮化物析出也不会有碳化物的聚集长 大所以随着时效时间的延长强化效应不会消 失［5－6］． 钢的时效倾向主要是由 C、N 原子的扩散所致． 有文献研究表明［7］氮在铁素体中的溶解度在 591℃时可达0∙1％左右（质量分数）室温时降低至 10－7左右含氮量高的钢由高温快速冷却时过剩 的氮便过饱和地溶解在铁素体中在室温静置时自 由氮将重新析出导致钢的硬度、强度升高而韧性 和塑性降低．但通过在国家钢铁材料测试中心物理 化学相分析测试报告数据显示由于 F40级船板钢 中的化学成分中加入了 Nb、Ti 和 Al 等能够形成碳 氮化物的合金元素钢中的 N 原子都以（Nb0∙463 Ti0∙537）（C0∙317N0∙683）和 AlN 的状态存在没有游离 态的 N 原子存在．因此F40级船板钢在较低温度 发生时效倾向应该主要由游离态的 C 原子被位错 钉扎和脱钉所致．而是否是由游离态碳原子与位错 的相互作用导致钢板的应变时效性能变化则通过 在多功能内耗仪的内耗实验得到了证实．图5所示 为内耗值随温度变化曲线．由图可知随着温度的 升高内耗值一直会相应的增加到230℃达到峰 值随着温度的进一步增加内耗值急剧降低降低 的趋势一直持续到250℃．通过文献可以判断［8－9］ 在时效温度附近出现的内耗峰是由于间隙 C 原子 在此时与位错发生了钉扎和脱钉所致． 图5 F40级船板钢的温度和内耗关系 Fig．5 Temperature dependence of internal friction of F40 hull structure steel 由于 F40级船板钢中加入 Nb、Ti 微合金元素 所以有稳定的碳氮化物形成从而减少了铁素体基体 中固溶的 C、N 含量尤其减少 N 原子对应变时效 的影响因此 F40级船板钢的抗应变时效性能还是 相对好些． 4 结论 （1） 应变时效处理后F40级船板钢的硬度升 高冲击韧性下降韧脆转变温度升高在－60℃应 变时效敏感性系数为35∙4％． （2） 应变时效处理后F40级船板钢的显微组 织没有发生明显变化组织稳定性较好． （3） 氮元素是以化合态存在的对钢板的应变 时效性能没有产生影响F40级船板钢在230℃时 出现内耗峰是由于碳原子与位错的交互作用所致． 参 考 文 献 ［1］ Lu X S．Research on strain aging of 14MnVTiReA steel．Dev Appl Mater199914（2）：11 （鲁晓声．14MnVTiReA 钢应变时效性能研究．材料开发与应 用199914（2）：11） ［2］ Weng Y Q．Ultrafine Grained Steel：The Refinement Theory and Controlled Technology of Steel．Beijing：Metallurgical Industry Press2003 （翁宇庆．超细晶钢－钢的组织细化理论与控制技术．北京：冶 金工业出版社2003） ［3］ The Editorial Board of Mechanical Engineering Handbook and Electric Engineering Handbook．Mechanical Engineering Handbook：Engineering Material．2nd Ed．Beijing：China Machine Press1996 （机械工程手册、电机工程手册编辑委员会．机械工程手册：工 程材料卷．2版．北京：机械工业出版社1996） 第11期 温永红等： F40级船板钢的应变时效行为 ·1247·
.1248, 北京科技大学学报 第30卷 [4]Liu Y Q.Steel Heat Treatment.Beijing:Metallurgical Industry [7]Yu N.Ji J W.Medium temperature internal friction of the Fe Press,1981,129 NbC alloys.Acta Metall Sin.2001.37(11):1169 (刘永铨.钢的热处理.北京：冶金工业出版社，1981：129) (于宁，戢景文FeNb℃合金中的中温内耗·金属学报，2001， [5]Qian K W.Li X Q.Xiao L G.et al.Dynamic strain aging phe- 37(11):1169) nomenon in metals and alloys.J Fuzhou Univ Nat Sci Ed, [8]Tkalcee I.Mari D.Benoit W.Correlation between internal fric- 2001,29(6):8 tion background and the concentration of carhon in solid solution in (钱匡武，李效琦，萧林钢，等.金属和合金中的动态应变时效现 a martensitic steel.Mater Sci Eng,2006.A442:471 象.福州大学学报：自然科学版，2001,29(6)：8) [9]Blanter MS,Golovin IS,Neuhauser H.et al.Internal Friction [6]Zhao JZ,De A K.De Cooman B C.Kinetics of Cottrell atmo in Metallic Materials.Berlin:Springer-Verlag Berlin Heidel- sphere formation during strain aging of ultra-low carbon steels. berg.2007 Mater Lett,2000,44:374 (上接第1222页) 界影响的数值研究，同济大学学报：自然科学版，2003,31 [11]Wang M S.Pan D G.Zhou Xiyuan.Soil-structure interaction (7):757) analysis based on the soil lumped parameters model.JUni Sci [15]Pan D G.Lou M L.Dong C.Effect of vertical artificial bound- Technol Beijing.007.9(1):5 ary on seismic response of soil layer under traveling wave excita- (王满生，潘旦光，周锡元·基于集总参数模型的士结构动力 tions.Chin J Geotech Eng.2005.27(3):308 相互作用分析.北京科技大学学报，2007,29(1)：5) (潘旦光，楼梦麟，董聪.土层地震行波反应分析中侧向人工 [12]Lou M L.Fan Y Q.Ye A J.Computation of site seismic re- 边界的影响.岩土工程学报，2005,27(3)：308) sponse for Sutong Bridge in preliminary design phase.Disaster [16]Lysmer J.Udaka T,Tshi C F,et al.Flush.a computer pro- Prev Mitig Eng.2007.27(4):429 gram for approximate 3-D analysis of soil-structure interaction (楼梦麟，范么清，叶爱君，苏通大桥初设阶段主桥场地地震 problems//Report No.UCB/EERC 75-30.Berkeley:Univer- 反应计算.防灾减灾工程学报，2007,27(4)：429) sity of California.1975 [13]Chopra A K.Dynamics of Structures:Theory and Applica- [17]Pan D G,Lou M L.Fan L C.Computational model for nonlin- tions to Earthquake Engineering.Printice-Hall New Jersey, ear seismic response analysis of soil site under multi-support exci- 1995 tations.J Tongji Univ Nat Sci.2002.30(12):1411 [14]Lou M L.Pan D G.Fan L C.Effect of Vertical Artificial (潘旦光，楼梦麟，范立础.多点输入下场地非线性地震反应 Boundary on Seismic Response of Soil Layer.J Tongji Univ Nat 分析计算模型.同济大学学报：自然科学版，2002,30(12)： Sc,2003,31(7):757 1411) (楼梦麟，潘旦光，范立础.土层地震反应分析中侧向人工边
［4］ Liu Y Q．Steel Heat T reatment．Beijing：Metallurgical Industry Press1981：129 （刘永铨．钢的热处理．北京：冶金工业出版社1981：129） ［5］ Qian K WLi X QXiao L Get al．Dynamic strain aging phenomenon in metals and alloys． J Fuz hou Univ Nat Sci Ed 200129（6）：8 （钱匡武李效琦萧林钢等．金属和合金中的动态应变时效现 象．福州大学学报：自然科学版200129（6）：8） ［6］ Zhao J ZDe A KDe Cooman B C．Kinetics of Cottrell atmosphere formation during strain aging of ultra-low carbon steels． Mater Lett200044：374 ［7］ Yu NJi J W．Medium temperature internal friction of the FeNb-C alloys．Acta Metall Sin200137（11）：1169 （于宁戢景文．Fe－Nb－C 合金中的中温内耗．金属学报2001 37（11）：1169） ［8］ Tkalcec IMari DBenoit W．Correlation between internal friction background and the concentration of carbon in solid solution in a martensitic steel．Mater Sci Eng2006A442：471 ［9］ Blanter M SGolovin I SNeuhauser Het al．Internal Friction in Metallic Materials．Berlin：Springer-Verlag Berlin Heidelberg2007 （上接第1222页） ［11］ Wang M SPan D GZhou Xiyuan．Soi-l structure interaction analysis based on the soil lumped parameters model．J Univ Sci Technol Beijing200729（1）：5 （王满生潘旦光周锡元．基于集总参数模型的土－结构动力 相互作用分析．北京科技大学学报200729（1）：5） ［12］ Lou M LFan Y QYe A J．Computation of site seismic response for Sutong Bridge in preliminary design phase．J Disaster Prev Mitig Eng200727（4）：429 （楼梦麟范么清叶爱君．苏通大桥初设阶段主桥场地地震 反应计算．防灾减灾工程学报200727（4）：429） ［13］ Chopra A K．Dynamics of Structures：Theory and Applications to Earthquake Engineering．Printice-Hall New Jersey 1995 ［14］ Lou M LPan D GFan L C．Effect of Vertical Artificial Boundary on Seismic Response of Soil Layer．J Tongji Univ Nat Sci200331（7）：757 （楼梦麟潘旦光范立础．土层地震反应分析中侧向人工边 界影响的数值研究．同济大学学报：自然科学版200331 （7）：757） ［15］ Pan D GLou M LDong C．Effect of vertical artificial boundary on seismic response of soil layer under traveling wave excitations．Chin J Geotech Eng200527（3）：308 （潘旦光楼梦麟董聪．土层地震行波反应分析中侧向人工 边界的影响．岩土工程学报200527（3）：308） ［16］ Lysmer JUdaka TTshi C Fet al．Flusha computer program for approximate 3-D analysis of soi-l structure interaction problems∥ Report No．UCB／EERC 75-30．Berkeley：University of California1975 ［17］ Pan D GLou M LFan L CComputational model for nonlinear seismic response analysis of soil site under mult-i support excitations．J Tongji Univ Nat Sci200230（12）：1411 （潘旦光楼梦麟范立础．多点输入下场地非线性地震反应 分析计算模型．同济大学学报：自然科学版200230（12）： 1411） ·1248· 北 京 科 技 大 学 学 报 第30卷
