铌对高碳钢奥氏体向珠光体转变规律的影响

 铌可以显著改善钢的组织，提高钢的性能。同时，铌在钢中还存在偏聚现象，可有效提高钢的淬透性，使共析点右移。因此，利用金相法和等温热处理试验，对高碳钢的微观组织进行分析，发现铌的析出和固溶将细化晶粒，同时铌的加入将推迟高碳钢的珠光体转变，并使其孕育期延长。利用合金价电子结构理论，构建了不含铌和含铌的两种体系的奥氏体合金价电子晶胞，从电子层次研究铌对高碳钢奥氏体的影响规律。理论计算结果表明，两种模型在碳质量分数为0.86%时的最大共价电子对数nA分别为0.972 5、0.962 4。铌的加入会改变体系中键的组成，并与碳原子结合形成新的最强键C-Nb键。而NbC的析出阻碍了碳在奥氏体中的扩散，推迟了珠光体的形成和长大，进而推迟了珠光体相变，导致添加铌元素后的CCT曲线右移。     

铌微合金化对高铁车轮钢奥氏体形核和长大的影响

 针对碳质量分数为0.47%中碳高铁车轮钢,研究了铌微合金化对前驱体为铁素体-珠光体的组织发生奥氏体逆相变的影响。结果表明,铁素体-珠光体钢的逆相变是一个由碳原子扩散控制的过程,奥氏体优先在珠光体内的铁素体与渗碳体（α/Fe3C）片层界面处形核,并且沿平行于珠光体片层方向的长大速率比垂直于珠光体片层方向更快。含铌车轮钢细化的珠光体组织可以提高奥氏体的形核率,有利于细化奥氏体晶粒。随着再加热温度的提高,含铌车轮钢的奥氏体混晶温度（960 ℃）比不含铌的钢高80 ℃,因此通过铌微合金化可扩大再加热奥氏体化温度窗口。结合Thermal-Calc热力学计算和透射电镜分析,铌在中碳钢中主要以析出物的形式存在,析出钉扎作用是其细化奥氏体晶粒、推迟混晶现象出现的主要机制。     

共析钢中铌对珠光体相变行为的影响

 通过金相、扫描电镜,相变临界点和过冷奥氏体等温转变的分析,研究了Nb对共析钢（质量分数：C 075%,C 0.78%）珠光体相变微观组织和等温转变动力学的影响。结果表明：微量Nb（质量分数为0.04%、0064%）的加入使钢中先共析铁素体的量较未含铌钢有所增加,这很可能是Nb的加入使得共析碳含量明显升高的结果,同时使珠光体相变产物的形貌发生明显变化,珠光体中渗碳体的展弦比显著降低。此外Nb提高了先共析铁素体和珠光体的开始转变温度,即Nb的加入在一定程度上降低了过冷奥氏体的热力学稳定性;相变动力学表明加入Nb 0.04%可使珠光体相变的鼻子点温度升高约50℃,且最快开始相变时间比不含铌钢推迟一个数量级以上,即Nb的加入推迟了鼻子点和较低温度下的珠光体相变,提高了钢的淬透性。     

合金元素和工艺参数对热轧TRIP钢动态相变的影响

利用Gleeble热模拟试验机进行单轴压缩试验,研究了C-Mn-Si TRIP钢和C-Mn-Al-Si TRIP钢过冷奥氏体形变过程的组织演变,分析了合金元素和工艺参数对过冷奥氏体动态相变的影响.与等温相变相比,C-Mn-Si钢和C-MnAl-Si钢动态相变动力学明显加快.与C-Mn-Si钢相比,用质量分数约1%的Al替代Si后,C-Mn-Al-Si钢的A₃温度明显提高,在相同变形工艺条件下C-Mn-Al-Si钢过冷奥氏体动态相变较易发生,而C-Mn-Si钢动态相变得到的铁素体晶粒比较细小.减小动态相变前奥氏体晶粒尺寸,有利于过冷奥氏体动态相变的进行.提高过冷奥氏体形变时的变形温度或应变速率均对动态相变产生一定的阻碍作用,但影响不显著.      

铌微合金化抗震钢筋形变奥氏体连续冷却转变

 为了研究铌对高强抗震钢筋生产过程中组织转变的影响,通过热模拟试验对比研究了无铌碳素钢筋及铌微合金化钢筋(铌质量分数为0.03%)形变奥氏体在不同冷却速率下的组织和相变规律,获得动态CCT曲线。研究结果表明,添加0.03%铌使试验钢奥氏体连续冷却转变有明显变化。从连续冷却曲线(CCT)可看出,添加铌后,发生先共析铁素体、珠光体相变的冷却速度范围减小,铁素体、珠光体转变温度降低;贝氏体相变的冷却速度区间整体右移。添加铌能细化组织,各冷却速度下含铌钢的硬度均大于无铌钢。利用TEM对不同冷却速度下含铌钢中析出相进行观察,发现Nb(C,N)弥散分布于钢中,随着冷却速度的增加,析出的Nb(C,N)逐渐减少,析出相尺寸呈先减小后增大的规律,2 ℃/s冷却速度冷却得到的析出相尺寸细小且数量较多。     

钴对连续冷却下高碳钢组织的影响

通过在DIL805热膨胀相变仪上进行连续冷却转变试验,研究了Co微合金化对Fe-C-Si系高碳钢的连续冷却下珠光体相变行为的影响。实验结果表明：Co元素提高了珠光体相变的开始温度,加快了过冷奥氏体向珠光体的转变过程,并扩大了珠光体相变冷速范围。通过动力学计算、衍射峰谱和微观组织分析,发现Co在不同相中的质量分配不同且扩散速率低,抑制了相变时新相的析出和长大,进而细化珠光体片层间距,并观察到在3℃/s的冷速下细化作用最明显。     

铌对中碳Si-Mn系弹簧钢珠光体相变行为的影响

采用热模拟实验方法研究了铌对Si--Mn系弹簧钢相变特征的影响,分析了NbC的形变诱导析出行为.结果表明:弹簧钢中添加微量铌,推迟了珠光体转变,马氏体转变的最小冷却速率由5℃.s-1变为3℃.s-1;细化了珠光体,改变了珠光体组织形貌,渗碳体片层变薄、形状变得不规则,出现弯曲、断续;含铌弹簧钢在850℃变形时发生了NbC的形变诱导析出,NbC的析出位置为珠光体中的铁素体片层内、珠光体球团边界和位错处,析出物颗粒直径为10～15nm,形状近似球形.     

微合金高碳钢硬线轧制工艺研究

介绍了酒钢微合金高碳钢硬线轧制工艺研究。与普通高碳钢相比,铌元素的加入使微合金高碳钢的A→P转变温度区间扩大,开始转变温度升高,转变结束温度降低,转变完成所需时间增加。与普通高碳钢相比,含铌高碳钢受冷却速度的影响较大:随着控冷冷速的提高,线材内部索氏体含量增加,珠光体和先共析铁素体的含量降低,线材的强度、塑性向着有利于深加工的方向发展。     

钼、铬对低碳铌钛微合金钢连续冷却转变行为的影响

 为研究合金元素钼、铬对低碳铌钛微合金钢连续冷却转变行为的影响,采用Gleeble-3800热模拟试验机和热膨胀试验方法,测定了钼、铬含量不同的3种低碳铌钛成分微合金钢在不同冷却速度下的相变点,采用光学显微镜及扫描电子显微镜观察了其转变产物的微观组织,同时结合维氏硬度测试,绘制了动态CCT曲线。结果表明,钼和铬均降低奥氏体向针状铁素体转变的相变温度,并且在冷速大于1℃/s时,钼比铬的作用效果更加明显。钼、铬均能抑制先共析铁素体和珠光体的转变,扩大针状铁素体形成冷速范围,并能够显著细化组织。     

铜对控轧控冷低合金耐磨钢组织及强韧性的影响

为研究Cu对控轧控冷低合金耐磨钢组织及强韧性的影响,选用含Cu和不含Cu两种低合金钢板进行对比试验。借助JMatPro软件计算CCT曲线,利用OM与TEM等分析组织、析出相,万能拉伸试验机与冲击试验机测试钢的强度与低温冲击韧性。结果表明,低合金耐磨钢中添加Cu元素,奥氏体稳定性增加,使得铁素体与珠光体相变推迟,CCT曲线右移。两组试验钢控轧控冷处理后室温组织是板条马氏体加下贝氏体,含Cu试验钢马氏体含量略高且马氏体板条尺寸细小,两组试验钢基体中均发现纳米析出相(Nb,Ti)C与(Nb,Ti,Mo)C。添加质量分数0.49%Cu的耐磨钢屈服强度比未添加Cu耐磨钢高70.5MPa,并且在-60℃仍然具有较高的低温韧性。低合金耐磨钢中添加Cu有利于提高钢的强度,改善低温韧性。     

北极海洋平台用Q355E热轧H型钢连续冷却转变规律

在实验室利用Gleeble-3500热模拟试验机对3种Nb、V微合金化Q355E热轧H型钢进行了连续冷却转变规律测试,研究了冷却速度对试验钢组织与硬度的影响。结果表明:在冷速为0.5℃/s时,组织中开始出现贝氏体;冷速大于7℃/s时,珠光体转变即终止。在中等冷速下,Nb的加入促进了贝氏体的形成,抑制了铁素体与珠光体的形核;并且Nb的加入使铁素体转变区右移。Cr的加入降低了较高冷速下铁素体与珠光体相变点,并促进了高冷速下马氏体的形成。由于受V析出的影响,含V试验钢在冷速为1℃/s时其硬度曲线有一个"波谷"。3种试验钢的冷速在0.5~3℃/s之间时,试验钢可获得强韧性较好的细小准多边形铁素体、少量珠光体与贝氏体的复合组织。     

Computer Model of Phase Transformation From Hot-Deformed Austenite in Niobium Microalloyed Steels

Based on thermodynamics and kinetics, a new mathematical model was developed to calculate the CCT diagrams and the transformation kinetics in low carbon niobium steels, in which the effect of deformation on the degree of supercooling was taken into account. The undercooling caused by deformation is the major reason for the increase of the starting transition temperature during continuous cooling. The critical cooling rate of bainite formation is within 2--5 ℃s for the studied niobium steels and deformation is suitable for the occurrence of pearlite. The ferrite volume fraction increases with the increase of the austenite boundary area, and decreases with the increase of the cooling rate. The calculated CCT diagrams and the volume fraction of each phase are in good agreement with the measurements.     

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对V、N微合金化压力容器钢珠光体形态及低温韧性影响

为了在保证强度同时提升压力容器钢低温韧性，以铌(Nb)取代部分钒(V),研究Nb的添加对V、N微合金化正火压力容器钢板显微组织和力学性能的影响。结果表明，Nb+V试验钢相比于V试验钢，在强度保持630 MPa的同时可显著提升低温冲击韧性，-20、-40、-60℃冲击吸收功分别提升59、44、29 J。原因主要为Nb的添加促进了细小铁素体转变，其含量的增加使钢的塑韧性增强。此外V和Nb+V钢中碳原子扩散系数在平均转变温度下分别为2.64×10^-13、2.14×10^-13 cm²/s, Nb的添加降低了珠光体生长速度、增加了珠光体转变过程中的过冷度，从而细化了珠光体团簇和片层间距。EBSD分析可知以Nb取代部分V后试验钢有效晶粒尺寸由7.7μm减小至5.8μm,大角度晶界比例由83.1%增加至85.5%。微合金元素Nb的细晶作用及对大角度晶界比例提升的贡献也可以大幅提高钢的低温冲击韧性。     

Effects of Chromium,Vanadium and Austenite Deformation on Transformation Behaviors of High-strength Spring Steels

The phase transformation behavior during continuous cooling of high-strength spring steels containing dif-ferent amounts of Cr was studied.Furthermore,the effects of combining Cr with V as well as austenite deformation on the transformation kinetics were investigated in the method of dilatometry and metallography hardness.The re-sults showed that,with the increase of Cr,the pearlite transformation field was enlarged,the ferrite transformation field was narrowed,and the entire phase field shifted to the right.With the addition of V,the start transformation temperature of undercooling austenite (Ar3 )was gradually increased,but the ferrite and pearlite transformation fields were not affected.Besides,the minimum critical cooling rate of martensitic transformation was also reduced.In addition,the dynamic continuous cooling transformation (CCT)curve moves to the top left compared with the static CCT curve.The transformed microstructures showed that the addition of V and the deformation not only refined the overall transformed microstructures but also reduced the lamellar spacing of pearlite.The alloying elements Cr and V promoted the Vickers hardness.However,the effect of Cr on the Vickers hardness of martensite was stronger and the influence of V on that of pearlite was stronger.Moreover,the Vickers hardness affected by the austenite deform-ation was more complex and strongly depended on the transformed microstructures.