Nb、V、Ti在钢中的作用及其在天铁的应用 前景

通过描述微合金化元素Nb、V、Ti对钢的强化、韧化机理,阐明Nb、V、Ti在天铁应用的必要性和可行性。     

微合金化元素在钢中的作用及其应用

自1975年在美国召开第一届微合金化钢会议以来,各国的材料科学工作者对微合金化元素,特别是对 V、Ti、Nb 等元素在钢中的行为及作用进行了深入研究,并开发了一系列新品种。近年来,又对 V、Ti、Nb 等元素的复合加入行为进行了探讨,为微合金化元素的应用开拓了广阔前景。     

铌、钒、钛在微合金钢中的作用

微合金化元素Nb、V、Ti在钢中的作用,主要表现在在热加工过程中抑制奥氏体的形变再结晶并阻止其晶粒的长大,并通过它们的碳氮化合物的应变诱导析出,对钢进行沉淀强化。这3个元素虽然都是通过细化晶粒和沉淀强化来提高强度,但它们在钢中的作用机理及强化程度并不同,Nb在钢中具有最强的晶粒细化强化效果,而V在钢中具有最强的沉淀强化效果,Ti则介于Nb和V两者之间。     

HRB400Ⅲ级热轧带肋钢筋的开发和应用

阐述了开发Ⅲ级钢筋的微合金化技术和余热处理技术,分析了V、Nb、Ti作为微合金化元素的特点,介绍了淮钢开发生产HRB400热轧带肋钢筋的工艺特点和生产实践。     

微合金化高纯净钢及其性能

介绍了微合金化元素Nb、Ti、V、B等在钢中的作用机理,总结了钢中杂质元素O、S、P、H、N等的危害及降低有害元素的途径,探讨了洁净钢加工过程中的性能变化规律,指出微合金化和高纯净是改善钢性能的重要途径。     

含钛控轧板工艺及其性能试验研究

一、前言在低碳钢中加入微量合金元素,并施以控制轧制,是将形变、相变和钢的微合金化结合起来达到沉淀强化、形变强化和相变强化的综合强化作用。是提高强度、改善钢的韧性、塑性和可焊性的最有效工艺之一。在国外已广泛应用于热轧板带的生产。添加元素以 Nb、V、Ti 为     

低碳微合金化含硼冷镦钢的力学性能研究

实验室试制了低碳Nb、V微合金化含硼冷镦钢,并对试验钢的组织和性能进行了对比研究.结果表明:钢中添加适当的Nb、V细化了含硼钢的铁素体晶粒,显著提高了含硼钢的抗拉强度,其中,Nb、V复合微合金化含硼钢的效果最好,其次是含钒硼钢和含铌硼钢.分析表明,Nb、V复合微合金化在含硼钢中的主要作用在于细化晶粒和沉淀强化.     

微量铌和钛对控轧低合金高强度结构钢力学性能的影响

研究了微合金化元素 Nb、 Ti对控轧低合金高强度结构钢力学性能的影响 ,建立了控轧 Nb (0 .0 15 %～0 .0 70 % )和 Nb+Ti (<0 .0 30 % )微合金化低合金高强度结构钢σs、σb、δ5与屈服强度碳当量之间的线性回归方程     

Ti微合金化技术在热轧带肋钢筋中的应用

无锡新三洲特钢有限公司通过实施钛微合金化生产工艺,代替了原有的成本较高的Nb+Ti复合微合金化工艺,充分发挥了Ti的沉淀、析出强化作用。经过Ti微合金化工艺生产的HRB400E热轧带肋钢筋具有良好的微观组织形态,晶粒度达到了11级以上,钢筋力学性能稳定.对于Φ18 mm HRB400E钢筋,Ti微合金化成品屈服强度与Nb+Ti微合金化成品相差不多,抗拉强度明显优于Nb+Ti微合金化成品.Φ18 mm HRB400E钢筋平均屈服强度达到438.5 MPa,平均抗拉强度为613.6 MPa;Φ25 mm HRB400E钢筋平均屈服强度达到455.0 MPa,平均抗拉强度为625.0 MPa.     

微合金成分对低碳贝氏体钢强度的影响

采用不同V、Cr含量,结合Nb、Ti、Mo等微合金化的成分设计,控轧控冷、离线回火工艺生产了30 mm厚度规格的低碳贝氏体钢板,钢板的组织为粒状贝氏体、少量针状铁素体以及少量多边形铁素体,钢板的力学性能满足交货需要.使用透射电镜结合能谱仪分析了钢板的析出相情况,结果表明钢板的析出相主要是Nb、Ti的碳氮化物,析出相含有微乎其微的V,而没有Cr;Nb、Ti通过析出对钢板起到析出强化作用,V、Cr在钢中起固溶强化作用,对强度贡献较小.     

Nb在CSP生产管线钢中的应用

针对薄板坯连铸连轧的工艺特点,根据Nb在钢中的析出规律和作用机理,包钢合理选择微合金化元素Nb及其添加量,并通过严格的冶炼和轧制工艺控制,成功地开发出管线钢等系列产品,对钢中的组织进行了研究,探讨了薄板坯连铸连轧条件下含铌微合金钢的强韧化机理。     

Effects of micro-alloying and production process on precipitation behaviors and mechanical properties of HRB600

Effects of micro-alloying elements and production process on microstructure,mechanical properties and precipitates of 600 MPa grade rebars were studied by using pilot test,metallographic observation,tensile test,thermodynamic calculation and transmission electron microscopy. The results show that the tested steels are composed of ferrite and pearlite,in which the content range of pearlite is 33%-45%. For vanadium microalloyed steel,interphase precipitation strengthening effect of V can be promoted and the yield strength of tested steels can be increased with increasing V content and decreasing finishing rolling temperature. The temperature of terminated cooling should be more than 700 °C when the water cooling is used. When niobium is added to the steel,more coarse( Nb,V) C,N precipitates are generated at high temperature,so that the solid solubility of precipitated phases of vanadium is reduced and the precipitation strengthening effect of vanadium is weakened.     

Influences of Alloying Elements on Oxidation Behavior of Steels and Microstructure of Oxide Scales

In order to figure out the oxidation behavior of steels during heating,five micro-alloyed steels were subjected to continuous and isothermal oxidation using the thermo gravimetric analyzer and the Gleeble-3500thermo-mechanical simulator.The microstructure of oxide scales,especially the thickness fractions of Fe2O3,Fe3O4 and FeO layers,was analyzed using the scanning electron microscope(SEM),electron probe microanalyzer(EPMA)and electron backscattered diffraction(EBSD)techniques.The micro-alloyed steels containing alloying elements(Si,Cr,Ni and Cu)show a higher oxidation resistance compared with the low carbon steel.It is found that alloying elements accumulated at scale/substrate interface during high temperature oxidation.Alloying elements function in two ways in the oxidation of steels:one is enhancing the scale/substrate interface and consequently suppressing the blister of scales;and the other is impeding the outward diffusion of iron cations from substrate to scales,resulting in the decrease of oxidation rate.As the diffusion of iron cations is impeded,the thickness fractions of Fe2O3 and Fe3O4of micro-alloyed steels are more than those of low carbon steels.     

Strengthening Mechanisms for Ti-and Nb-Ti-micro-alloyed High-strength Steels

The strengthening mechanisms of hot-rolled steels micro-alloyed with Ti (ST-TQ500)and Nb-Ti (NT-TQ500)were investigated by examining the microstructures of steels using optical microscope (OM),scanning elec-tron microscope (SEM)and transmission electron microscope (TEM).The results revealed almost no differences in the solute solution strengthening and fine-grained strengthening of the two steels,whereas the contributions of pre-cipitation strengthening and dislocation strengthening were different for ST-TQ500 and NT-TQ500.The measured precipitation strengthening effect of ST-TQ500 was 88 MPa higher than that of NT-TQ500;this difference was pri-marily attributed to the stronger precipitation effect of the Ti-containing nanoscale particles.The dislocation strengthening effect of ST-TQ500 was approximately 80 MPa lower than that of NT-TQ500.This is thought to be related to differences in deformation behavior during the finishing rolling stage;the inhibition of dynamic recrystalli-zation from Nb in NT-TQ500 (Nb-Ti)may lead to higher density of dislocations in the microstructure.     

卷取温度对钒微合金化耐候钢力学性能的影响

 在实验室制备了钒微合金化高强耐候钢,通过拉伸试验、冲击试验、扫描电镜、透射电镜对试验钢的组织结构、力学性能以及第二相粒子析出行为进行了研究,分析了不同卷取温度对耐候钢显微组织和力学性能的影响。研究结果表明：随着卷取温度的降低,试验钢在550℃获得最佳力学性能,晶粒尺寸细小,细晶强化效果明显,但是钒的析出数量减少,析出强化作用减弱。试验钢在550℃卷取时组织为铁素体、珠光体以及部分针状铁素体,针状铁素体组织以及细晶强化共同作用不但弥补了该卷取温度下析出强化的不足,而且使得试验钢的力学性能有了明显提高。     

新型低成本细晶强化Q460级中厚钢板-UP460的研制

介绍了一种新型低成本Q460级中厚钢板-UP460的研制情况，其化学成分以传统16Mn钢为基础，不添加V元素，添加约0．02％的Nb元素，采用控轧控冷工艺(TMCP)主要依靠晶粒细化和析出强化提高钢材温度．试生产厚度规格为12-30mm的中厚钢板，力学性能满足GB／T1591-94要求．与传统Nb-V复合微合金化Q460级中厚板相比，合金元素用量大幅度降低，经济效益增加．     

冷却工艺对Ti微合金化高强钢组织和硬度的影响

摘要：通过热模拟实验,研究了冷却工艺参数对Ti微合金化高强钢组织和硬度的影响。结果表明：当终冷温度为700℃时,随着冷却速度的增大,铁素体和珠光体组织得到了显著细化,实验钢硬度增加;随着终冷温度的降低,多边形铁素体晶粒尺寸呈减小趋势,铁素体和珠光体含量逐渐降低,珠光体片层间距逐渐减小,贝氏体含量增加,相变强化和细晶强化共同作用使得实验钢的硬度逐渐增加;钢中存在少量粗大的TiN和Ti4C2S2粒子,冷却速度由5℃/s增大到30℃/s,TiC粒子的析出数量明显增加,平均尺寸由8.1nm减小到6.7nm;终冷温度由700℃降到600℃,第二相粒子TiC的析出数量逐渐减少,平均析出粒子尺寸由6.7nm减小到5.9nm。研究结果为Ti微合金化高强钢控制冷却工艺的制定奠定了理论基础。     

氮对钒微合金化钢筋组织与性能的影响

通过生产试验及现有的大量研究成果研究了不同氮含量钒微合金化钢筋的组织与性能。研究结果表明,随着氮含量的增加,钢筋的组织晶粒度无明显变化,但钢筋的屈服强度增加,其原因是氮促进了V（C,N）的析出,有效地细化了析出物的颗粒尺寸,从而大大增强了钒的沉淀强化效果。     

铁水提钒与含钒钢种的生产

介绍了氧气顶吹转炉铁水提钒工艺。结合近年来我国钢铁工业产品结构调整,低合金（微合金）钢产量大幅度增长,尤其是含钒和Nb、V、Ti复合微合金钢产量增长尤为迅速。文中结合一些典型的高附加值钢种作了重点介绍。指出今后应根据我国资源特点进一步发展含钒微舍金化钢种,提高低合金钢质量水平。     

热变形对钒、氮合金钢77B性能的影响

 对未微合金化高碳钢77B和V、N微合金化高碳钢钢77B进行了620℃盐浴等温和920℃热变形后再进行620℃等温处理。结果表明：盐浴等温后微合金化钢比未微合金化钢77B强度显著增加,韧性略有下降, V（CN）的沉淀析出提高了组织的强度,但对珠光体团几乎无细化作用;经热变形等温处理后,两种试验钢的强度和韧性与盐浴等温相比,均得到了有效提高,加V、N的77B钢珠光体团发生了显著的细化,计算表明这与大量V(CN)形变诱导析出抑制奥氏体再结晶有关。