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。     

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。     

钒微合金化在热轧带肋钢筋中的强化机理研究

利用钒氮合金和钒铁合金进行合金化,并研究了钒对热轧带肋钢筋(0.21%～0.23%C、1.33%～1.50%Mn)组织和性能的作用机理。结果表明,采用钒铁合金化、钒氮合金化方法,使含0.06%钒钢筋分别达到HRB400级、HRB500级钢筋的力学性能要求;同样钒含量,钒氮合金化的钢筋中析出比例比钒铁合金化高83%～110%,钒氮合金化的钢筋沉淀强化作用比钒铁合金化更强,析出物以V(CN)为主,VC析出量少。钒氮合金化能使钢的室温组织更细小,但游离氮较多,时效现象将更加显著。     

优化生产高强钢筋的工艺技术

<正>目前中国高强钢筋生产主要采用微合金化、超细晶粒和余热处理等3种工艺。微合金化钢筋主要是指通过在钢水中添加微量钒、铌、钛等合金元素,通过这些微量元素的碳化物、氮化物在钢中的沉淀析出,达到细化晶粒和沉淀析出强化的目的,从而改善钢筋性能。通过微合金化工艺生产的钢筋,具有强度高、焊接性能好、抗震性能强的特点,是产品综合性能较好的高强钢筋生产工艺,但由于需要添加钒、铌、钛等合金元素,相应会在一定程度增加生产成本。     

氮化钒合金在400MPa级钢筋中的应用

介绍了攀钢采用氮化钒合金化与钒铁合金化生产400MPa级含钒钢筋(20MnSiVⅢ级钢筋)的对比试验结果,研究了钒、氮微合金化对钢筋的性能和组织的影响,探讨了氮化钒的强化机理,比较了使用两种合金的生产成本。     

钒氮微合金化技术在高强度钢中的应用

介绍钒氮微合金化的机理既通过钢中增氮后对钒的析出动力学的影响,优化了钒的析出状态,增加了钒的析出强化和细晶强化效应及其在高强度钢筋、非调质钢、高强度厚壁H型钢和CSP产品等产品开发中的应用.     

钒氮微合金化HRB400抗震钢筋的研制

本文介绍了昆钢钒氮微合金化HRB400抗震钢筋的研制情况．分析了钒氮合金沉淀强化效果及钢筋成份、力学性能、轧制规格之间的关系，研究了钢筋金相组织、焊接性能及时效性。     

钒氮微合金化技术的研究与应用综述

含钒钢中增氮，促进了碳氮化钒的析出，增强了钒的沉淀强化作用，提高了钢的强度，在相同强度水平下，节约了钒的用量，降低了钢的成本，因此，氮是含钒钢中一种十分有效的合金化元素。本文介绍了钒氮微合金化技术的机理及其在高强度钢筋、非调质钢、高强度厚壁H型钢和CSP产品等产品开发中的应用。     

钒氮微合金化技术的应用

含钒钢中增氮，促进了碳氮化钒的析出，增强了钒的沉淀强化作用，提高了钢的强度，在相同强度水平下，节约了钒的用量，降低了钢的成本，因此，氮是含钒钢中一种十分有效的合金化元素。本文介绍了钒氮微合金化技术的机理及其在高强度钢筋、非调质钢、高强度厚壁H型钢和CSP产品等产品开发中的应用。     

VN合金化对HRB400钢筋力学性能的影响

研究了添加VFe合金与VN合金生产HRB400钢筋对力学性能的影响及其强化机理。结果表明:采用VN合金生产的HRB400钢筋强度明显提高,VN的细化效果比VFe好,大量细小弥散的V(C,N)析出相是钒氮钢筋强度增加的主要原因。同时分析认为,为确保钢筋力学性能合格,炼钢工序应提高化学成分的均匀稳定性,其中钒含量应控制在0.05%以上,轧钢工序应严格执行加热和停轧降温制度。HRB400钢筋最佳的生产工艺是VN复合微合金化加控轧控冷工艺。     

微合金元素钒在钢板中的强化机理及应用

论述了钒在钢板中的晶粒细化和沉淀强化机制;钒或钒一氮微合金化在连铸连轧、第三代TMCP工艺中的应用,分析了其在这些工艺中的作用;描述了近几年钒的生产消耗情况.     

钒微合金化钢的技术进展与应用

摘要：介绍了钒微合金化技术的最新进展以及钒钢的开发与应用情况。氮是含钒钢中有效的合金元素,含钒钢中增氮,优化了钒在钢中的析出,显著提高沉淀强化效果。采用钒氮微合金化设计,配合适当的轧制工艺,促进V(C,N)在奥氏体中析出,起到了晶内铁素体形核核心作用,实现了含钒钢的晶粒细化。最新的研究成果表明钒微合金化可以提高双相钢、贝氏体钢、相变诱导塑性钢、孪晶诱导塑性钢、热成型马氏体钢等汽车用先进高强度钢的强度并改善使用性能,显示出良好的应用前景。钒氮微合金化技术在中国高强度钢筋、高强度型钢、非调质钢、薄板坯连铸连轧高强度带钢等产品中获得广泛应用,大大促进了中国钒微合金化钢的发展。     

宣钢抗震钢筋钒微合金化效果对比

对比了宣钢采用单纯的钒氮合金和微氮合金+钒氮合金两种微合金化工艺生产的HRB400E、HRB500E抗震钢筋中钒微合金化效果。分析结果表明,单纯采用钒氮合金微合金化生产的HRB400E钢筋中未发现有VN析出相的证据,HRB500E钢筋的VN析出效果很明显,但未发现有V(CN)析出相的证据;采用微氮合金+钒氮合金微合金化生产的,HRB400E钢筋中具有VN析出相,HRB500E钢筋中有V(CN)析出证据,且析出效果很明显。     

微氮合金化螺纹钢的生产实践研究

采用新型微氮合金化技术对HRB400E带肋钢筋进行生产试制研究,发现其钢坯在750~850℃存在热塑脆性区,通过控制连铸工艺可获得优质钢坯;钢筋成品具有较高抗拉强度和合适屈强比,时效性能稳定,其金相组织均以铁素体+珠光体组成。研究表明,新型微氮钢筋的强度增加主要是由大小为5~30 nm的第二相粒子析出强化作用引起的,可以使钢筋的合金钒用量节约40%~60%。采用该工艺生产的螺纹钢每吨钢的成本降低了40~60元,产生了显著的经济效益。     

钒氮微合金化HRB400抗震钢筋的研制

介绍了昆钢钒氮微合金化HRB400抗震钢筋的研制情况，分析了钒氮合金沉淀化效果及钢筋成份、力学性能、轧制规格之间的关系，研究了钢筋金相组织、焊接性能及时效性。     

HRB500E屈服强度偏低原因分析

针对近期生产的一批屈服强度偏低的HRB500E抗震钢筋样品进行了化学成分、金相组织、氧氮含量等分析,结果表明:屈服强度低的钢筋组织为正常的铁素体+珠光体,钢中的C,Si,Mn,V等合金强化元素含量正常,但钢中N的体积分数仅有(66~94)×10-6,屈服强度性能合格的样品中N的体积分数达到130×10-6,HRB500E使用VN微合金强化,只有当钢中N含量达到一定程度(钒氮比为3.64:1),V的析出强化才能达到最佳效果.通过改进VN微合金化方式,使用钒氮合金进行VN微合金化,有效提高和稳定了钢中的氮含量,提高了钢筋的屈服强度.     

钒、氮微合金化钢筋的强化机制

研究了钒、氮微合金化钢筋的强化机理。研究结果表明 ,对 0 .11% V - 85× 10 - 6 N的低氮钢 (钒钢 ) ,约 35 .5 %的钒以 V (C,N)形式析出 ,5 6 .4%的钒固溶在基体中。而在 0 .12 % V- 180× 10 - 6 N的高氮钢中 (钒 -氮钢 ) ,V (C,N)析出量成倍增加 ,约 70 %的钒以 V (C,N)形式析出 ,只有 2 0 %的钒固溶于基体。增氮后 ,V (C,N)析出相的平均尺寸由 10 7nm减小至 73.7nm ,且 1～ 10 nm细小质点的质量比由 2 1.1%提高到 32 .2 %。钢中增氮还细化铁素体晶粒尺寸     

氮在非调质钢中的作用

了氮在非调质钢中所起的有益作用。在Ｎｂ,Ｖ,Ｔｉ三咱微合金化元素中,钒有较高的溶解度,钒有较高的溶解度,是非调质钢最常用也是最有效的强化元素。钒在钢中通过形成细小析出相起细化晶粒和沉淀强化作用。与碳相比,氮与钒有更强的亲和力,且氮化物更稳定,因此,氮对控制钒的析出起更重要的作用。大量研究结果表明,非调质钢中增氮改变了钒在相间的分布,促进Ｖ（Ｃ,Ｎ）析出,使析出相的颗粒尺寸明显减小。因而氮增强了非调     

TiC和VC在低碳马氏体钢回火中的析出和粗化

 利用维氏硬度计、OM、TEM对在600 ℃回火不同时间后的钛、钒微合金化马氏体钢的维氏硬度、微观组织及钢中析出相随回火时间的演变进行了研究,并采用现有计算方法对马氏体钢中析出相的析出动力学进行了计算。结果表明：两钢在600 ℃回火,随回火时间的增加,其硬度变化均呈现先下降后升高再下降的规律,且在回火1 h后,两钢出现峰值硬度,且回火过程中钛钢的硬度均大于钒钢。分析认为,前期硬度下降是由于位错密度的降低所致,而当MC相析出时起到沉淀强化作用,引起硬度上升并出现峰值,而回火时间更长时,由于MC相粗化及基体回复导致硬度再次下降。钛钢中由于析出相粒子析出动力学比钒钢的快,而其粗化速率却低于钒钢中析出相,因此钛钢在回火过程中沉淀强化效果及对基体回复抑制的作用更为明显,故而其回火时比钒钢的硬度高。     

钒氮微合金化在HRB400E钢筋生产中的应用及研究

介绍了钒氮微合金HRB400E钢筋的试验情况,探讨了钒氮强化机理。研究了钢筋的成分、生产工艺、金相组织、力学性能,结果表明:采用钒氮微合金化工艺生产的HRB400E钢筋,钢的化学成分和力学性能稳定,金相组织符合国标要求,氮元素对钢筋屈服强度的提高起到了积极作用。