1、隨著我國(guó)建筑鋼結(jié)構(gòu)的快速發(fā)展，為克服因擴(kuò)大用鋼量而導(dǎo)致的資源、環(huán)境、能源等問(wèn)題，建筑用鋼的升級(jí)換代迫在眉睫。因此，急需開(kāi)發(fā)出高性能、易焊接、低成本綠色化的建筑結(jié)構(gòu)用鋼，并形成自主創(chuàng)新的工藝技術(shù)，以滿足持續(xù)旺盛的市場(chǎng)需求。
　　本文針對(duì)780MPa級(jí)低屈強(qiáng)比建筑用鋼，通過(guò)從鐵素體/珠光體組織(Q235～Q460級(jí)別)向非平衡貝氏體/馬氏體組織的控制，在提高強(qiáng)度的同時(shí)，改善屈強(qiáng)比、韌塑性等綜合力學(xué)性能。本研究以相變控制獲得適當(dāng)復(fù)相組織

2、為手段，以NG-TMCP技術(shù)及亞溫?zé)崽幚砑夹g(shù)為工藝路徑，以開(kāi)發(fā)780MPa級(jí)低屈強(qiáng)比建筑用鋼的新型生產(chǎn)工藝為目的，開(kāi)展的創(chuàng)新性工作及主要結(jié)果如下:
　　(1)基于連續(xù)冷卻條件下過(guò)冷奧氏體的組織演變行為與特征，提出了“控軋+弛豫+超快冷”的780MPa級(jí)低屈強(qiáng)比建筑用鋼新型生產(chǎn)工藝。
　　貝氏體相變?cè)杏陔S變形量的增大而縮短，CCT曲線上移。在奧氏體未再結(jié)晶區(qū)內(nèi)，降低變形溫度有利于新相的形成及晶粒的細(xì)化。隨連續(xù)冷卻速率的提高，

3、組織演變總體趨勢(shì)為:PF+GS/GB→GS/GB→GS/GB+LB→LB，并且貝氏體相變起始溫度呈降低趨勢(shì)，組織結(jié)構(gòu)向亞單元更加精細(xì)的板條結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變，硬度相應(yīng)增大。增大變形量或降低變形溫度有利于M-A島的生成與組織細(xì)化，其形貌向不規(guī)則形狀或圓粒狀發(fā)展，分布狀態(tài)的有序度降低。貝氏體鐵素體和M-A島的形成由貧碳區(qū)和富碳區(qū)特征所決定，基于此創(chuàng)新性地提出780MPa級(jí)低屈強(qiáng)比建筑用鋼的“控軋+弛豫+超快冷”新型生產(chǎn)工藝。
　　(2)利用熱力

4、模擬實(shí)驗(yàn)機(jī)，研究了HOP與“控軋+弛豫+超快冷”新工藝下的組織演變行為，確定了組織調(diào)控的原則，并深入地分析討論了M-A島硬質(zhì)第二相的影響因素。
　　HOP工藝的組織調(diào)控要點(diǎn)在于:通過(guò)終冷溫度與保溫時(shí)間調(diào)節(jié)貝氏體的轉(zhuǎn)變量;高速率的在線回火加熱制度有利于獲得高密度的位錯(cuò)及細(xì)小彌散的析出，促進(jìn)小尺寸M-A島的大量生成?！翱剀?弛豫+超快冷”工藝的組織調(diào)控要點(diǎn)在于:降低終冷溫度，組織向板條亞結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變，M-A島含量先增大后減小;提高冷卻速率

5、有利于板條貝氏體鐵素體的生成，M-A島含量下降，有效晶粒尺寸減小;提高終道次變形溫度或減小變形量，貝氏體鐵素體板條束排布的有序度增大，易于原奧氏體晶界的顯現(xiàn)。弛豫處理有利于形成較大區(qū)域的貧碳區(qū)與富碳區(qū)，促進(jìn)了貝氏體鐵素體與M-A島的形成，易于獲得低屈強(qiáng)比復(fù)相組織。弛豫后采用高冷卻速率，避免了亞結(jié)構(gòu)的過(guò)度粗化，有利于組織的強(qiáng)韌化。
　　(3)針對(duì)“控軋+弛豫+超快冷”新型工藝，通過(guò)熱軋實(shí)驗(yàn)建立了“工藝控制參數(shù)—顯微組織—綜合力學(xué)性能

6、”之間的關(guān)系，并對(duì)M-A島的形成及特征、屈強(qiáng)比的控制等目前認(rèn)識(shí)尚不完全而需進(jìn)一步深入研究的關(guān)鍵問(wèn)題進(jìn)行了討論。
　　基于“控軋+弛豫+超快冷”新型工藝路線，獲得的12mm、20mm、40mm典型厚度規(guī)格的實(shí)驗(yàn)鋼，其力學(xué)性能滿足780MPa級(jí)低屈強(qiáng)比建筑用鋼的標(biāo)準(zhǔn)要求。超快速冷卻技術(shù)的應(yīng)用，通過(guò)增大化學(xué)勢(shì)的起伏進(jìn)而提高了相變驅(qū)動(dòng)力，有利于增強(qiáng)相變強(qiáng)化作用，晶粒及亞結(jié)構(gòu)更加細(xì)小、均勻。針對(duì)于厚規(guī)格(40mm)鋼板，超快速冷卻條件下，其

7、心部在近似于連續(xù)冷卻的過(guò)程中易于M-A島的形成，最終獲得了以貝氏體鐵素體為基體，其上彌散分布尺寸不等、形狀不規(guī)則M-A島的復(fù)相組織;近表面的顯微組織則以板條貝氏體為主，少量的M-A島以粒狀貝氏體形式存在于組織中。超快速冷卻技術(shù)確保了厚規(guī)格鋼板的高強(qiáng)度、低屈強(qiáng)比性能。
　　(4)針對(duì)RQ-IQ-T與TMCP-IQ-T工藝，研究了工藝參數(shù)對(duì)顯微組織與力學(xué)性能的影響，分析討論了IQ對(duì)屈強(qiáng)比以及沖擊斷裂行為的影響機(jī)制。
　　RQ-I

8、Q-T工藝獲得的顯微組織由條狀鐵素體與回火馬氏體構(gòu)成，在780℃保溫30min的亞溫淬火條件下，綜合力學(xué)性能滿足780MPa級(jí)低屈強(qiáng)比建筑用鋼的要求。TMCP-IQ-T工藝獲得的顯微組織由塊狀鐵素體與回火馬氏體組成，最佳亞溫淬火條件為780～800℃保溫30min。逆轉(zhuǎn)奧氏體的形成是IQ工藝重要特征，以長(zhǎng)島狀或薄膜狀分布在板條邊界上，與基體滿足K-S取向關(guān)系。沖擊裂紋在條狀鐵素體中沿長(zhǎng)軸和相邊界或剪切條狀鐵素體進(jìn)行擴(kuò)展;在塊狀鐵素體中主

9、要以穿晶方式進(jìn)行擴(kuò)展。條狀鐵素體與回火馬氏體雙相組織具有較高的大角度晶界百分?jǐn)?shù)，對(duì)裂紋擴(kuò)展具有較大的阻礙作用。
　　(5)針對(duì)典型的不同性能實(shí)驗(yàn)鋼，首次研究了顯微組織、力學(xué)性能、應(yīng)變時(shí)效、低周疲勞之間的關(guān)系，分析討論了抗震性能的主要影響因素及其相互協(xié)同作用。
　　應(yīng)變時(shí)效過(guò)程中，固溶間隙溶質(zhì)原子通過(guò)柯氏氣團(tuán)釘扎位錯(cuò)，導(dǎo)致強(qiáng)度與硬度升高，塑性與韌性降低。低周疲勞壽命主要由塑性所決定，同時(shí)也與強(qiáng)度有關(guān)。在4％與6％的大應(yīng)變幅循環(huán)