高层建筑耐火钢控轧控冷工艺研究

当终冷温度为时，钢和钢的显微组织为先共析铁素体珠光体少量贝氏体。

另外，通过对比可以看出，在相同的终冷温度下，钢含有微量的先共析铁素体晶粒要细于钢不含的先共析铁素体晶粒。

钢的显微组织为先共析铁素体珠光体贝氏体，钢的显微组织为先共析铁素体贝氏体少量珠光体，如图所示。

通过对比可以看出，由于钢的铁素体体积百分比含量要低于钢和钢，而珠光体和贝氏体的体积百分比含量要高于钢和钢。

图在实验工艺条件下钢和钢的显微组织图在实验工艺条件下钢的显微组织图在实验工艺条件下钢和钢的显微组织实验工艺由于终轧后并未立即喷水冷却，而是空冷到才开始喷水，因此，在喷水冷却之前，过冷奥氏体已经进入双相区，先共析铁素体晶粒已经形核并开始长大。

所以，与实验工艺条件下所得到的显微组织相比，在相同的终轧温度和终冷温度下，和的铁素体晶粒要分别细于和而和的铁素体晶粒要分别细于和，如图所示。

讨论铁素体晶粒尺寸对屈强比的影响根据公式可知，铁素体晶粒尺寸对钢的屈服强度影响明显。

由与钢之间与钢之间的对比可以看出，尽管它们的化学成分终轧温度终冷温度相同，但由于钢的铁素体晶粒要比钢细。

因此钢的屈服强度为，屈强比为钢的屈服强度为，屈强比为，如图所示。

同样，钢的铁素体晶粒要比钢细。

因此钢的屈服强度为，屈强比为钢的屈服强度为，屈强比为。

另外，通过与钢与钢如图所示的铁素体晶粒尺寸与屈服强度屈强比之间关系的对比后发现，铁素体晶粒越细，则屈强比越高。

这是由于铁素体晶粒细化，造成铁素体的屈服强度增加，使由铁素体珠光体或铁素体贝氏体所组成的钢中的软相铁素体与硬相珠光体，贝氏体之间的屈服强度差变小，即软相变硬，而硬相则相对的变软。

因此当细化的铁素体晶粒屈服的时候，作为硬相的珠光体贝氏体也将随即发生塑性变形，处于加工硬化状态，已经不能作为硬相承担软相处传递来的应力集中，也不能使应力集中得到松弛。

所以，整个钢的加工硬化能力变弱，屈强比升高。

因此，可以得出这样的结论随着晶粒尺寸的减小，屈服强度的增加值要大于抗拉强度的增加值，从而导致屈强比升高反之，铁素体晶粒越粗大，则屈强比越低。

图铁素体晶粒尺寸对屈强比的影响珠光体贝氏体含量对屈强比的影响由表所示的实验钢力学性能结果可以看出，在控轧控冷工艺参数相同的情况下，钢和钢的屈服强度十分接近，平均相差只有，而钢的抗拉强度却比钢平均高出。

因此，钢的屈强比仅分别为而钢的屈强比却分别为。

导致屈强比相差较大的主要原因是由于钢和钢中碳含量的不同所致。

钢的碳含量为，而钢的碳含量为。

由相图图所示分析可知，在平衡冷却条件下，亚共析钢从奥氏体状态首先转变为铁素体，剩余奥氏体中含碳量不断增加，当剩余奥氏体中含碳量达到点时，则发生珠光体转变。

但在实际冷却条件下，先共析铁素体的析出量是随着冷却速度的加快而减少的。

图铁碳相图从图中可以看出，随着珠光体贝氏体含量的增加，屈服强度的增加不明显，而抗拉强度的增加却比较显著。

沈显璞在对双相钢铁素体马氏体的研究中发现，当马氏体的体积百分比含量小于时，双相钢的屈服强度仅取决于铁素体。

而马氏体在微量变形时起不到强化作用，因而它对屈服强度影响不明显，只能在随后更大的应变下才使钢的加工硬化能力增加，抗拉强度升高。

也发现双相钢在早期屈服时，流变应力与马氏体含量关系不大，只取决于可动位错在铁素体内的运动。

图珠光体贝氏体含量对强度的影响终轧温度对屈强比的影响由表可知，钢的强度随着轧制温度的变化而发生变化，但屈服强度和抗拉强度是同步发生变化，因此在相同的冷却速度终冷温度下，终轧温度的变化对屈强比的影响不明显。

终冷温度对屈强比的影响在终轧温度及冷却速度相同的条件下，钢钢的屈强比都随着终冷温度的降低而降低，如图所示。

图终冷温度对屈强比的影响当终冷为时，正处于珠光体形成区域，因此在该终冷温度下钢和钢的显微组织主要是多边形铁素体珠光体而当终冷为时，正处于贝氏体形成区域，在该终冷温度下钢和钢的显微组织主要是多边形铁素体珠光体粒状贝氏体混合组织。

由于粒状贝氏体是中温区形成产物，属于半扩散半切变相变，贝氏体铁素体中含有大量的位错，同时在铁素体基体上分布着许多小岛。

这些小岛无论是残余奥氏体马氏体，还是奥氏体的分解产物都可以起到强化的作用。

所以，粒状贝氏体的强度要高于珠光体的强度。

由于在终冷温度下得到了定体积分数的贝氏体组织，根据公式可知，抗拉强度得到增加，所以屈强比降低。

本章小结通过种实验钢的热轧对比实验，确定级低屈强比耐火钢的化学成分质量分数，为，，，，，，，。

终轧温度为，终冷温度为。

随着铁素体晶粒尺寸的减小，钢的屈服强度增加值要大于抗拉强度的增加值，从而导致屈强比升高反之，铁素体晶粒越粗大，则屈强比越低。

尽管增加碳含量能够使珠光体贝氏体体积百分含量增加，但碳含量也不能过多。

因为方面因为碳的加入使相变温度降低，导致铁素体晶粒细化而使屈强比上升另方面，碳含量的增加会损害钢的焊接性能。

合金元素对级低屈强比耐火钢的影响微合金的发展在钢中加入微量的等强碳氮化物形成元素，从而产生晶粒细化和沉淀硬化作用，称之为微合金钢。

微合金钢是将轧钢和热处理工艺结合为体，在控制轧制条件下发展起来的新型钢种。

曾经给出了微合金钢的定义微合金钢的基本化学成分分类与微合金化的结构用钢，在很多情况下它们是种含合金钢或低合金钢，其中添加了少量合金元素，这种元素对钢的种或几种性能具有显著的影响，而其添加的量比传统意义的合金元素含量小个数量级。

微合金钢实际属于低合金高强度钢范畴，低合金高强度钢其室温组织。

表实验钢的化学成分单独添加可增加钢的室温高温强度，单独添加显著提高钢的高温强度，而添加复合高温强度的增加量超过了单独添加或，因此复合添加是提高高温强度的有效途径。

表实验钢力学性能由表可以看出，含耐火钢和无耐火钢在下屈服强度均高于室温下各自屈服强度的三分之二，但随着含量的减少，高温屈服强度也随之降低。

原子探针和场离子显微镜研究表明含钢中主要通过在铁素体中析出强化来提高钢的高温强度含钢主要是靠的固溶强化以及和富集区的沉淀强化增加高温强度复合添加的钢中，除了上述分别添加的强化作用外，还能在基体界面上偏聚，阻止了颗粒的粗化，从而大大提高了钢的高温强度。

因此的复合加入对钢的强化效果更大。

微合余化元素的作用与相似。

碳氮化物的沉淀强化可提高钢的高温强度，因此耐火钢除了采用低碳合金系外，还开发了低碳合金及低碳等合金。

随着控轧控冷在线生产工艺技术的发展，还开发了无的或微合金化耐火钢，通过使微合金化元素在针状铁素体组织中的高温析出来提高钢的高温强度。

本章小结在钢中加入微量的等强碳氮化物形成元素，从而起到产生晶粒细化和沉淀硬化作用。

在碳素钢中加入合金元素后可以改善钢的使用性能和工艺性能。

如合金钢具有较高的强度韧性和良好的耐蚀性，在高温下具有较高的强度和硬度，良好的工艺性能冷变行性淬透性回火稳定性和焊接性等。

单独添加可增加钢的室温高温强度，单独添加显著提高钢的高温强度，而添加复合高温强度的增加量超过了单独添加或，因此复合添加是提高高温强度的有效途径。

结论通过种实验钢的热轧对比实验，确定级低屈强比耐火钢的化学成分质量分数，为，，，，，，，。

终轧温度为，终冷温度为。

方面因为碳的加入使相变温度降低，导致铁素体晶粒细化而使屈强比上升另方面，碳含量的增加会损害钢的焊接性能。

在碳素钢中加入合金元素后可以改善钢的使用性能和工艺性能。

如合金钢具有较高的强度韧性和良好的耐蚀性，在高温下具有较高的强度和硬度，良好的工艺性能冷变行性淬透性回火稳定性和焊接性等。

添加复合高温强度的增加量超过了单独添加或，因此复合添加是提高高温强度的有效途径。

致谢本论文全部工作是在于孙莹教授的直接指导和关怀下完成的。

导师人格高尚，知识渊博，治学严谨，使我受益匪浅，为我以后人生定位树立了良好的目标。

永远难忘导师师在学习上的悉心指导，严格要求，生活上无微不至的关怀和谆谆教诲，在此向恩师致以最诚挚的谢意，感谢戴鹏龚娓同学在整个课题研究过程中给予的鼓励和帮助，在朝夕共处的日子里，相互关心，共同进步，结下了深厚的友谊。

难忘起度过的愉快时光。

感谢我至爱的亲人，你们的信任和鼓励，是我不断奋斗前行的动力。

书到用时方恨少，这篇论文的写作过程中，我深感自己的水平还非常欠缺，整篇论文肯定存在尚未发现的缺点和。

恳请阅读此文的老师同学多予指正，不胜感激参考文献，葛庭隧固体的驰豫与内耗北京科学出版社，李曼云，孙本荣钢的控轧轧制和控轧冷却技术手册北京冶金工业出版社，王威，吕西林，徐崇恩低屈服点钢在结构振动与控制中的应用研究结构工程师宋凤明，温东辉，李自刚低屈服点钢的发展及应用热加工工艺，温东辉，宋凤明低屈服点钢在建筑抗震设计中的应用宝钢技术