热加工过程对钒微合金化高碳钢奥氏体-珠光体转变的影响

对几种V微合金化高碳钢进行多种扭距试验，应用不同的变形模拟转变前的奥氏体状态，研究了奥氏体疆微组织的再结晶和形变两个方面，形变后采用不同的冷却速度，结果表明，在一定冷却速度下，奥氏体转变前积累的应力略微增加了层间距空间，这个增加与在较高温度发生的珠光体转变有关，因为单位体积内奥氏体晶界面积（SV）增加了。另一方面，残余应力可明显细化铁素体单元，这个作用随V和N含量的增加而变得更加显著，得训了铁索体单元尺寸与SV和冷却速度之间的关系，与此方法类似，得出强度与V微合金化加入量、SV及冷却速度M的经验公式。     

铌微合金化高碳钢的连续冷却转变

在Geeble-1500热／力模拟试验机上测定了铌微合金化高碳钢与普通高碳钢变形后的连续冷却转变曲线，分析比较了它们的组织演变规律。实验结果表明，与普通高碳钢相比，含铌高碳钢的转变温度较高，A P两相区的温度范围较大(在所测定的冷速下，温度范围均在100℃以上)，且在相同冷速下，先共析铁素体的数量明显增多，而奥氏体晶粒较小。在本实验条件下，当冷速大于10℃／s时，含铌高碳钢转变后的珠光体片层间距较小；在冷速大于30℃／s时，其基体中出现贝氏体组织。     

Nb微合金化高碳钢奥氏体晶粒长大原位观察

摘要：以往研究表明Nb析出相钉扎和固溶Nb溶质拖曳作用共同阻碍奥氏体晶粒长大。采用高温共聚焦显微镜研究了Nb对一种高碳含Nb钢奥氏体晶粒长大的影响,对含Nb钢加热过程组织演变进行原位观察。结果表明,Nb在没有钉扎作用下（即高温条件下）仍能起到阻碍奥氏体晶粒长大的作用,该阻碍效果主要是固溶Nb的溶质拖曳作用引起的。采用2种模型对奥氏体晶粒长大行为进行拟合,给出了不同加热温度下Nb微合金化高碳钢的Beck长大方程,同时考虑到加热温度和保温时间的共同影响,根据原位观察结果得到实验钢的奥氏体晶粒长大动力学模型,该模型能够较准确地预测Nb微合金化高碳钢奥氏体晶粒长大行为。     

微合金化对高碳钢成分偏析影响的实验室研究

以铬微合金化为基础,主要研究钒、铌、钛及其交互作用对高碳铸坯宏观组织、凝固偏析的影响,为微合金元素应用于高碳钢提供实验依据。实验表明,铌在加入量范围内对枝晶有强烈的细化作用,显著影响碳偏析,随铌量的增加则碳偏析减小;钒一元微合金化,钒、铌二元微合金化,钒、铌、钛三元微合金化,随钒量的增加则碳偏析明显减小;钛在加入量范围内对碳偏析影响不明显,但却能明显减轻锰的偏析;钒、铌、钛在不同程度上均可减轻锰、硅、硫的偏析。     

N对V-微合金化钢15MnVq的组织和性能的影响

通过100 kg真空感应炉,分别添加V-N合金和V-Fe合金熔炼成15MnVNq钢(%-0.15C、1.71Mn、0.11V、0.019 ON)和15MnVq钢(%:0.15C、1.72Mn、0.11V、0.003 3N),并轧制成14 mm钢板.试验结果表明,15MnVq钢中加入0.019%的N促进V(C,N)析出和明显细化钢的组织,钢的屈服和抗拉强度分别由393 MPa和578 MPa提高至510 MPa和660 MPa,-20℃冲击功AKV由21.9 J提高到101.8 J;同时加N后明显降低了15MnVq钢的时效敏感性.     

控轧控冷工艺参数对Nb微合金化高碳钢组织的影响

在Gleeble-1500热／力模拟机上模拟了加热温度、变形温度和冷却速度对含Nb和不含Nb高碳钢组织的影响。试验结果表明，0．71％c钢含0．031％Nb时，原始奥氏体平均晶粒尺寸减少30μm左右，再加热粗化温度由1050℃提高至1175℃以上，变形奥氏体再结晶温度由800℃提高到900℃以上。     

微合金化铌钒对高碳钢组织转变影响

研究了四种成分银钒微合金化(Nb 0～0.072%,V 0.09%～0.12%)高碳钢(0.70%～0.73%C)在900～1200℃的加热温度下的奥氏体晶粒长大规律,并采用热模拟试验机测定了连续冷却相转变行为,利用金相显微镜、硬度仪等研究了冷却速度对金相组织、硬度等指标的影响。结果表明:Nb和V含量增加可细化奥氏体晶粒尺寸,降低高温晶粒长大倾向,并且CCT曲线转变区向右下方移动,贝氏体和马氏体形成和结束点向低冷速方向扩大.结束点由8℃/s降低至3℃/s,样品硬度也随之增加。     

微合金化对钢轨断裂韧性和耐磨性的影响

本文的目在于研制一种１０００ＭＰａ级抗拉强度，断裂韧性（Ｋｉｃ值）不小于５０ＭＰａ／ｍ＾２的耐磨钢轨钢。试验选用钢种的化学成份为：０．５５－０．６５％Ｃ，１．０－１．５％Ｍｎ，并加入微合金化元素铌和／或钒，采用常规工艺生产５２ｋｇ／ｍ的钢轨，以评定其机械，冶金和耐磨性能。     

热形变和钒微合金化对高碳钢组织转变的影响

通过在Gleeble1500热模拟试验机上的热形变和冷却试验,研究了热形变及钒微合金化对高碳钢连续冷却后显微组织及硬度的影响。研究结果表明：未形变的含钒试验钢在5和9℃/s冷速下出现了中低温组织贝氏体和马氏体,950℃变形后的含钒钢,在同样冷速下相变后得到的组织全为珠光体。随钒含量的增加,珠光体转变后的片层间距变小,硬...     

Nb-Ti微合金化超低碳钢析出物热力学分析及对热塑性影响

建立了基于双亚点阵模型的 (Nb_xTi_1-x) (C_yN_1-y)复合热力学模型,并计算了1023~1623 K时Nb-Ti微合金化超低碳钢(/%:0.02C,0.12Si,1.70Mn,0.012P,0.004S,0.101Nb,0.009Ti,0.010Als)的析出相中各组分的摩尔分数、占位比以及析出顺序。通过Gleeble热模拟机、透射电镜和能谱分析仪研究了析出物对该钢230 mm铸坯热塑性的影响和验证所建立的热力学模型。结果表明,1523 K时,钢中Nb、Ti的固溶摩尔分数分别为5.4×10^-4和3.87×10^-5,降至1023 K时,Nb、Ti固溶含量趋于0。随温度降低析出物中Ti、N占位比逐渐下降,而Nb、C占位比逐步上升,析出物的演变顺序为Nb_0.315Ti_0.685C_0.02N_0.98 , (Nb_xTi_1-x) (C_yN_1-y) , Nb_0.85Ti_0.15C_0.71 N_0.29, 计算值与实验结果基本吻合。析出物尺寸小于60 nm,数量高于5个/μm²时,铸坯热塑性明显降低;1241 K钢的抗拉强度临界应力为63.8 MPa,裂纹易形成;同时,Gleeble试样断口处发现Al、Si、Mn、Nb、Ti在晶界处富集,碳氮化物引起空洞,应力作用下形成裂纹。因此连铸过程的铸坯矫直温度应≥1241 K。      

Ti-Nb IF钢铁素体区的热加工性能

按照Gleeble 1500D机热模拟试验结果,通过回归分析得出Ti-Nb IF(无间隙原子)钢(%:0.005C、0.055Al、0.01Nb、0.08Ti)在铁素体温度区(840～780℃)流变应力峰值σ_p与Zener-Hollomon参数Z(T,ε)之间的解析表达式;利用铁素体区变形的功率耗散图和加工失稳图建立了该钢的热加工图,获得其加工安全区和失稳区。结果表明,变形温度800～825℃,应变速率0.02～0.002 s^-1区域为Ti-Nb IF钢铁素体区热加工安全区域。     

Nb微合金化低碳贝氏体钢的再结晶和应变诱导析出

通过Gleeble-2000热模拟试验机研究了850～1 050℃双道次变形(第1道次60%,20 s-1,第2道次20%,10 s-1)及不同道次间隔时间(10～50 s)对含铌低碳贝氏体钢(%:0.21C、1.50Cr、0.20Mo、0.047Nb)再结晶的影响和应变诱导析出Nb(CN)与热变形奥氏体再结晶的相互作用.结果表明,该钢在1 000～900℃变形10 s后,开始应变诱导析出Nb(CN),延迟静态再结晶过程;通过双道次变形,可获得≤10 μm奥氏体晶粒.     

00Cr25Ni7Mo4N超级双相不锈钢热加工性能的研究

通过Gleeble热模拟机对真空感应炉熔炼的00Cr25Ni7Mo4N锻材进行高温拉伸和单道次及连续4道次压缩试验。结果表明,在900～1 250℃的范围内随温度提高和在950～1 100℃时随道次递增,00Cr25Ni7Mo4N钢的最大变形抗力逐渐下降;在1 050～1 250℃时,00Cr25Ni7Mo4N钢的变形抗力较低,断面收缩率高于60%,具有较好的热塑性;当应变速率为10/s且温度高于1 000℃,及应变速率为50/s且温度高于1 100℃时,钢的热加工性较好。     

稀土对V微合金重轨钢高温塑性的影响

U76CrRE钢(/%:0.71～0.80C、0.50～0.80Si、0.80～1.10Mn、0.04～0.10V、0.25～0.35Cr、0.02RE)和U75V钢(/%:0.70～0.78C、0.50～0.70Si、0.75～1.05Mn、0.04～0.08V)的冶炼工艺流程为铁水预处理-150 t复吹转炉-LF-VD 280 mm×380 mm连铸,LF精炼后通过喂稀土包芯线加入稀土。对钢的铸坯进行热塑性试验结果表明,加入稀土主要在第Ⅲ脆性区提高V微合金重轨钢的高温塑性,950～1225℃U76CrRE钢和U75V钢的平均断面收缩率Z值分别为83.34%和65.17%,1250℃U76CrRE钢和U75V钢的Z值分别为58%和12%。为防止铸坯出现裂纹,铸坯的矫直温度应≥900℃。     

Ti-Nb微合金化对低碳高强度钢组织和性能的影响

0.153Ti-0.038Nb和0.080Ti-0.062Nb两种Ti-Nb微合金化低碳钢(/%:0.061～0.075C、0.22Si、1.76～1.77Mn、0.002～0.003S、0.006P、0.003Als、0.003 8～0.004 2N、0.004 0～0.004 5O)由50 kg真空感应炉冶炼,轧成10 mm板,终轧温度880℃,水冷至630℃。试验结果表明,两种Ti-Nb微合金化钢的析出物均为(Nb,Ti)(C,N)复合析出物;当Ti含量由0.080%增加至0.153%,同时Nb含量由0.062%降至0.038%时,钢屈服和抗拉强度分别从558 MPa和653 MPa提高至633 MPa和756 MPa,屈强比、伸长率和断面收缩率变化较小。表明,添加Ti代替部分Nb进行复合微合金化可提高钢材强度,降低生产成本。     

空冷低碳贝氏体钢DB590的组织和性能

试验用空冷低碳贝氏体钢DB590(%:0.06C、0.92Mn、0.49Mo、0.65Cr、0.02Nb、0.08V、0.001 0B)由50 kg真空感应炉熔炼、铸成22 kg锭、锻成(mm)100×100×150钢坯,并控制轧成16 mm板,空冷。通过Gleeble 1500热模拟机得出该钢的CCT曲线。DB590钢轧后空冷(3℃/s)的组织为贝氏体+铁素体基体,钢板的抗拉强度645 MPa,屈服强度471 MPa,伸长率32%,0℃冲击功94 J以及优良的冷弯性能。     

高强度二冷对高碳钢小方坯凝固组织和中心碳偏析的影响

试验了250A/5Hz电磁搅拌连铸150 mm×150 mm方坯时二冷比水量对0．64％-0．82％C钢铸坯冷却速度、凝固组织和中心碳偏析的影响。结果表明,当二冷比水量由0．83 L/kg增加至1．55 L/kg时,距铸坯边缘46 mm处的一次枝晶臂间距由380μm降至300μm,平均中心碳偏析指数由1．15降至1．10,同时等轴晶比例由45％降至40％,二次强冷工艺适合于小方坯连铸。     

连铸工艺参数对高碳钢小方坯中心碳偏析的影响

采用多元线性回归方法分析了在给定结晶器电磁搅拌条件下(230～245A),碳含量0.58%～0.83%,二冷比水量0.82～2.86L/kg,拉速1.90～3.0m/min,过热度17～60℃范围内,各参数对140mm×140mm和150mm×150mm小方坯中心碳偏析的影响,并采用BP神经网络进行预测计算。多元回归分析结果表明,影响中心碳偏析的显著因素是钢中碳含量,其次是连铸拉速和二冷比水量;随钢中碳含量、拉速和过热度增加,铸坯中心碳偏析增大,随二冷比水量增加,中心碳偏析减小。     

连铸结晶器保护渣对超低碳钢增碳的影响

分析了连铸结晶器保护渣引起超低碳钢铸坯增碳的原因。强调指出，除了富集碳层外，含有碳的熔渣层也是引起铸坯增碳不可忽视的原因。并阐述了铸坯增碳的机理，提出了防止铸坯增碳的措施