● 摘要
本文以10CrNi5Mo高强船板钢为研究对象，以开发高强高韧船板用钢为研究目标，以热处理工艺改进为手段，研究了高强船板钢轧制状态和QLT热处理状态下的表面微观组织结构、耐腐蚀性能和力学性能。采用金相显微技术、EBSD技术和原子力显微镜（AFM）测试了10CrNi5Mo高强船板钢轧制态和QLT态试样的表面晶界分布特征和微观形貌。采用模拟海水全浸实验方法及电化学测试技术研究了10CrNi5Mo高强船板钢在模拟海水中的腐蚀行为。测量了材料的拉伸和冲击性能。
根据微观形貌表征结果可知，高强船板钢热轧后表面晶粒均匀且较粗大，经QLT热处理后，晶粒细化，碳化物均匀析出；表面经相同时间和腐蚀液腐蚀后，腐蚀程度大小关系为：轧制态试样＞QLT态试样＞轧制+回火态试样；轧制态试样表面具有更高比例的小角度晶界，且轧制后经过1小时回火处理仍能保持较高比例，而QLT热处理后，材料表面晶粒在加热过程中形成了新的组织，晶粒取向趋于均匀，减少了小角度晶界所占比例。
通过对材料在3.5%NaCl中的电化学测试结果分析可知，在模拟海水全浸实验时热轧态试样呈现出更好的耐腐蚀性能，浸泡中期阻抗值增大，表面腐蚀产物与基体结合更为紧密，可以很好地保护基体防止其与溶液发生电化学反应，试样在浸入溶液后随时间的推进，自腐蚀电位和开路电位呈下降趋势，且刚浸入溶液时钝化区不明显，浸泡中后期出现钝化区。
材料的力学性能测试表明，轧制态和QLT态高强船板钢在室温下拉伸均为韧性断裂，而轧制态试样在-20℃下冲击实验为脆性断裂，QLT态试样在-20℃下冲击为韧性断裂，说明材料经过QLT热处理后，较轧制态试样微观组织结构明显改善，力学性能得到了很大的提高。