钒氮钢中铁素体等温形核规律的试验研究

采用Geeble 3500热模拟试验机，对比研究了钒氮钢、钒钢的等温相变特征。结果表明，在相变过程中，钒氮钢中铁素体形核总量和晶内铁素体形核数量都明显高于钒钢，分析认为，这与钒氮钢中V（C，N）的析出造成了铁素体形核位置的改变，同时也增加了形核位置密度有关，尝试用一种新的形核方式对此进行了描述。     

V（C，N）在奥氏体中析出的动力学行为及其对晶粒细化的作用

控制VN在奥氏体中的有效析出是利用VN诱导晶内铁素体细化铁素体晶粒的关键技术。本文采用应力松弛法研究了低碳钒氮微合金钢V（C，N）在奥氏体区的等温析出行为，结果表明，试验钢的析出-温度-时间（PTT）曲线呈典型的“C”形状，本实验条件下析出开始时间最短的“鼻子”温度为870℃左右。增加钢中的碳、氮含量以及形变量等对PTT曲线有较大影响，均使“C”曲线向短时间方向移动，特别是氮含量对V（C，N）析出的影响最显著。V的高温析出促进了铁素体形核，产生了明显的晶粒细化效果。     

钢铁材料的晶粒细化研究

回顾了最近几年来在钢铁材料晶粒细化方面取得的一些研究成果，叙述了钢铁材料晶粒细化的目的与晶粒细化理论，阐述了目前常用的几种晶粒细化方法（微合金化、形变诱导相变、形变热处理等）的理论依据、适用条件、应用情况以及存在的问题，为今后材料科学工作者研究钢铁材料晶粒细化以及实际工程应用提供参考。     

中锰马氏体NM500钢奥氏体晶粒长大行为

 中锰马氏体耐磨钢是一种新型的低成本高性能耐磨钢,揭示钢中奥氏体晶粒长大行为,并建立精确的预测模型,对其组织和性能的调控至关重要。利用Gleeble-3500型热模拟试验机、金相显微镜和透射电子显微镜等设备,系统研究了中锰马氏体NM500钢在不同加热温度和保温时间下的奥氏体晶粒长大行为,探讨了微合金第二相对奥氏体晶粒长大行为的影响。研究结果表明,加热温度对试验钢中奥氏体晶粒长大的影响明显大于保温时间,且试验钢中奥氏体晶粒长大行为受基体中V(C,N)粒子析出行为的影响,其可分为两个阶段。当加热温度小于950 ℃时,试验钢中存在大量未溶的纳米级球状和短棒状V(C,N)粒子,能够有效地钉扎奥氏体晶界,奥氏体晶粒长大缓慢;但当加热温度不低于950 ℃时,试验钢中V(C,N)粒子大量溶解和粗化。其中,加热温度为950 ℃、保温时间为60 min时,试验钢中V(C,N)粒子的体积分数仅为0.041%,平均粒径增大至45.78 nm。其对奥氏体晶粒的钉扎作用显著减低,且随着温度升高,原子扩散速度加快,奥氏体晶粒快速长大。基于Beck模型,建立了试验钢中奥氏体晶粒等温长大动力学模型,计算得到低温及高温阶段试验钢中奥氏体晶粒长大表观激活能分别为66.561 kg/mol和170.416 kJ/mol,且奥氏体晶粒的理论计算值与实测结果吻合较好。     

铝合金晶粒细化的研究进展与发展趋势

阐述了铝合金晶粒细化技术的研究和应用现状,铝合金获得细晶的几种凝固技术,晶粒细化剂和变质剂的变质细化作用及晶粒细化机理。并叙述了铝合金晶粒细化的发展趋势以及新型Al-Ti-C-Re、Al-Ti-B-Re合金的细化效果及应用。     

含钒钢的沉淀和晶粒细化

此项工作集中研究钒、氮、碳在控制奥氏体和铁素体内V（C，N）沉淀上的作用，以及在促成晶粒内铁素体的形成而使晶粒细化和通过中间相和不规则沉淀而形成沉淀强化上的作用。在某一给定钒含量下，铁素体沉淀强化的程度取决于氮、碳的可利用量。已有结论表明，氮是一种非常可靠的合金元素。它可以增加钒微合金钢的屈服强度：每增加0．001％氮，可增加约6MPa的强度，并且基本上与工艺条件无关。碳在沉淀强化上的作用较为复杂，目前的结构表明，随着碳含量的增加，钒微合金钢的沉淀强化作用急剧增强，每增加0．01％碳，可增加约5．5MPa的强度。其原因是，在相变期间，铁素体和过冷奥氏体之间亚稳定均势，极大地增加了碳在铁素体内的可溶性，因而有利于大量的V（C，N）微粒核化。碳的这种作用，在用于热轧钢筋和型材生产的中碳钢中，特别明显。试验结果表明，钒不仅可以有效地用于沉淀强化，而且也可以用于铁素体晶粒细化。钒有助于两种晶粒内核化铁素体的形成，生成多边（自发）铁素体和针状（侧板）铁素体。晶体内多边铁素体在氮化钒（VN）微粒上核化。在等温保持期或奥氏体范围内缓冷期内，钒氮微粒在奥氏体内生长。在低温约450℃时，在等温相变期间，针状铁素体微结构在钒微合金钢中形成。针状铁素体微结构在含高，中或非常低的氮含量的钒微合金钢中获得。这就说明钒本身可以促成针状铁素体的形成。     

18Ni马氏体时效钢晶粒细化的研究

超高强度18Ni马氏体时效钢为国家“七五”攻关项目,其能否安全使用决定于晶粒细化的程度。本文研究和确定了该合金大生产条件下晶粒细化的最佳工艺,晶粒度达ASTM7～8级,保证了该合金研制成功。     

J55石油套管提高韧性和细化晶粒的研究

通过实验室和现场试验研究,分析了包钢Ｊ５５石油套管冲击韧性和晶粒度的影响因素。采用提高锰含量,降低碳含量和增加钢中铝含量的钢种成分调整方案,并结合增加精炼手段,控制轧制温度等工艺改进措施,解决了套管冲击韧性低,晶粒粗大的问题,为包钢推荐了Ｊ５５石油套管的理想钢种成分。     

Austenite Grain Refinement and Isothermal Growth Behavior in a Low Carbon Vanadium Microalloyed Steel

The austenite grain refinement through control of the grain growth during reheating process after thermomechanical controlled process(TMCP)in a vanadium microalloyed steel was achieved.The formation of ultra-fine grained austenite was attributed to the high density of austenite nucleation at the ferrite/martensite structure and to the inhibition of austenite growth by(Ti,V)C particles at the relatively low reheating temperature.Corresponding with the precipitation behavior of(Ti,V)C with temperature,the growth behavior of austenite in the vanadium microalloyed steel could be divided into two regions.At lower reheating temperature,austenite grains grew slowly,and ultra-fine grained austenite smaller than 5μm was successfully obtained.By contrast,the austenite grains grew rapidly at high temperature due to the dissolution of(Ti,V)C particles.According to the measured and predicted results of austenite growth kinetics,two models were developed to describe the growth behavior of austenite grains in two different temperature regions,and the apparent activation energy Qappfor grain growth was estimated to be about 115 and 195kJ/mol,respectively.     

Effect of TiO_x Particle on Grain Refining of HAZ

Effect of TiO x particle on grain refining of HAZ during the welding thermal cycle was analyzed.It shows that HAZ would have better post-welding low temperature toughness if it contains plenty of TiO x particles.This phenomenon can be explained by the following aspects.As we know,welding thermal cycle include a rapid heating process and a cooling process.During the heating-up period,high melting TiO x particles which contains NbC with the size below 1μm can make a stronger pining force on the gain boundary migration than pure NbC ones,this effect restrain the austenite growth and control the austenite grain size to a certain extent.Then,when the cooling process begins,TiO x particles containing MnS with the size between 1 to 3μm act as a nucleation site for the intragranular acicular ferrite (IAF).Although the growth of bainite would extrude the IAF and make the smooth edge of IAF deformed,it still can not grow through the IAF.Just owing to the pining effect of TiO x-NbC particles and the hindering effect of IAF induced by the TiO x-MnS particles,prior austenite grains haven’t undergone a rapid growth during the heating process and these austenite grains are divided into small regions by the IAF finally.     

应变诱发铁素体相变对低碳钢晶粒细化的影响

研究了在奥氏体低温区变形时显微组织的变化,并测试了其变形抗力。结果表明：在Ar3以上温度变形会产生应变诱发铁素体相变,使变形抗力下降。通过降低变形温度,铁素体晶粒得到细化。     

Grain Refinement in a Low Carbon Steel Through Multidirectional Forging

 Grain refinement is one of the successful and low-cost methods to develop metals having excellent combination of strength and ductility. Low carbon steel was deformed by using multidirectional forging (MDF) technique at room temperature. The influence of strain amount and annealing process on the microstructure and mechanical properties of investigated steel was studied. The grain refinement mechanism was studied by the microstructure observation. The results showed that the grain refinement was attained by multidirectional forging technique. The initial coarser grains of average 38 μm size fragmented into very fine ferrite with grain sizes of about 1.2 μm. After MDF, the strength properties improved significantly, although uniform elongation and elongation decreased with increasing strain.     

CSP生产的钒氮微合金钢的组织细化和析出物研究

 紧凑式带钢工艺（CSP）生产的钒氮微合金钢屈服强度超过600 MPa,韧性良好。采用扫描电镜和透射电镜观察发现,铁素体平均晶粒直径在3 μm左右,在铁素体晶粒内部分布着数十纳米和几纳米的两类V(C,N)析出物。细晶强化是主要的强化方式,在铁素体中析出的V(C,N)粒子起到了沉淀强化作用。分析了超细晶组织形成的主要原因。     

Mg-Al合金晶粒细化综述及未来展望

文章综述了Mg-Al合金中的各种细化方法,如过热法、FeCl₃、快速冷却法、合金化法以及C细化法等,阐述了Mg-Al合金各种晶粒细化方法的进展以及细化机理,为进一步开发Mg-Al合金晶粒细化技术提供参考。     

氮-钒微合金化对低碳耐候钢强韧性的影响

利用真空感应炉冶炼氮-钒微合金化的低碳耐候钢,结合金相显微镜和透射电镜分析了耐候钢的显微组织,并通过拉伸、冲击试验和断口分析表征了实验钢的强韧性.力学试验结果表明,氮-钒微合金化耐候钢具有良好的塑性和强韧性组合.金相组织分析表明,加氮加钒耐候钢中主要组织为等轴铁素体和少量离异型珠光体(体积分数5%),体积分数约30%的铁素体晶粒中有类似粒状贝氏体组织生成;弥散析出的VN质点细化了铁素体晶粒,铁素体平均晶粒尺寸为7.8 μm.