摘要
本文以船体结构用10CrNiCu钢为研究对象，重点研究了制备工艺及Si含量对实验钢组织类型、晶粒尺寸和力学性能的影响规律，建立了成分、工艺、组织和低温韧性的匹配关系，降低了10CrNiCu船体钢的韧脆转变温度，使其满足极地服役环境温度对低温韧性的要求。本文主要结论如下: 研究了再加热温度对实验钢组织和低温韧性的影响。结果表明，当再加热温度从1200℃降低至1100℃，实验钢的抗拉强度和屈服强度变化不明显，铁素体晶粒尺寸降低约22％，韧脆转变温度从-20℃降低至-32℃;经680℃×2h回火后，实验钢组织演变为铁素体和渗碳体，冲击功提升约140J。Ti(C，N)和Nb(C,N)粒子在再加热过程中的溶解导致实验钢奥氏体晶粒长大，其中1100℃是奥氏体晶粒快速长大的温度点，实际生产过程中应将其作为再加热温度控制的参考点。 研究了终轧温度对实验钢组织和低温韧性的影响。结果表明，当终轧温度从830℃降低到750℃，实验钢的抗拉强度和屈服强度变化不明显，铁素体晶粒尺寸降低约7％，韧脆转变温度从-32℃降低至-44℃;经680℃×2h回火后，实验钢组织演变为铁素体和渗碳体，且-100℃冲击功提高约60J，实际生产过程中应采用低温轧制工艺。 研究了Si含量对实验钢轧组织和低温韧性的影响。结果表明，当Si含量从0.38％降低至0.18％，Si含量降低导致相变点温度降低，Ar3温度由754℃降低到732℃，Ar1温度由522℃降低到504℃。Si含量从0.38％降低至0.18％，轧态实验钢晶粒尺寸降低约11％，韧脆转变温度由-32℃降低到-57℃;经过680℃×2h回火，组织演变为铁素体和渗碳体，实验钢在-40℃和-60℃冲击测试温度下冲击功分别提高约28J和15J。
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