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.cnF40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 Technology‚University of Science and Technology Beijing‚Beijing100083‚China 2） The Technological Center of Xiangtan Iron ＆ Steel Co．Ltd．‚Xiangtan411101‚China ABSTRACT T he effects of strain aging on the microstructure evolution and internal friction of F40hull structure steel were studied by SEM‚T 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 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．T he strain aging phenomenon induced an in￾crease 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∙09‚Si 0∙30‚Mn 1∙40‚P 0∙010‚ S0∙004‚Al0∙035‚Nb0∙030‚Ni0∙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＝ 495MPa‚Rm＝615MPa‚A ＝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