钢中稀土微合金化及其对钒铌沉淀相析出规律的影响

稀土在钢中有一定的固溶量,可达10^-5-10^-4数量级。固溶稀土可以改善与晶界有关的钢的性能,抑制晶粒长大,影响珠光体、马氏体、贝氏体的数量、形态和分布;在奥氏体区能抑制碳氮化钒析出,在铁素体区能促进碳氮化钒析出;稀土对碳化铌形态、大小、分布、数量有影响,可降低碳、铌活度,阻碍碳化铌在奥氏体区的析出。     

微合金化热轧TRIP钢的工艺模拟

 借助MMS-300热模拟试验机研究了控轧温度区间、终冷温度、贝氏体区等温处理以及冷却路径对微合金化热轧TRIP钢组织演变规律的影响。结果表明,随着控轧温度区间“下调”,组织中的铁素体晶粒越来越细小,铁素体量逐渐增加,残余奥氏体量则先增加后减少。终冷温度升高时,组织中的残余奥氏体量也呈现出先增加后减少的变化趋势,而贝氏体温度范围等温时间的延长使残余奥氏体量增加。相对于“缓冷+快冷”,轧后采用“快冷+缓冷+超快冷”冷却路径更有助于铁素体晶粒的细化和奥氏体的残留。在“快冷+缓冷+超快冷”冷却路径下,当控轧温度区间为900~840℃,缓冷温度范围为710~680℃,贝氏体等温处理制度为450℃×5min时,组织中的残余奥氏体量达到最高值113%。     

基于动态相变的热轧Nb-V-Ti微合金化TRIP钢组织及性能

通过单轴热压缩试验,结合扫描电镜以及X射线衍射技术,研究了动态相变前奥氏体晶粒状态对基于动态相变的热轧Nb-V-Ti微合金化TRIP钢复相组织状态及力学性能的影响.与动态相变前奥氏体晶粒为等轴状条件下相比,动态相变前奥氏体晶粒为拉长状条件下,动态相变得到的铁素体转变量较大,最终复相组织中贝氏体含量较少且团径较小,马氏体含量较少,但对残余奥氏体含量及其含碳量影响不明显.与不含微合金化元素的基于动态相变的热轧TRIP钢相比,Nb-V-Ti微合金化TRIP钢的屈服强度和抗拉强度明显提高,而延伸率有所降低.     

含铌钛微合金化钢连铸坯高温变形试样中碳氮化物的析出

铌、钛微合金化钢连铸坯高温变形试样中主要有三类碳、氧人合物析出；（１）高温细Ｎｂ（Ｃ，Ｎ）动态析出物；（３）温度低于９００℃区间洞晶界和在晶粒基体内部析出的微细Ｎｂ（Ｃ，Ｎ）动态析出物；（３）温度低于９００℃后Ｎｂ（Ｃ，Ｎ）依附在ＴｉＮ颗粒上生成的复合析出物，在９５０－９００℃区间析出的微细Ｎｂ（Ｃ，Ｎ）是造成此温度区间试样延塑性急怖降低的主要原因，由于氮优先与钛反应，减少了低温时Ｎｂ（Ｃ，Ｎ）ｔ     

微合金化钢在热变形下的动态再结晶与临界变形度

微合金化钢的多边形铁素体和针状铁素体的细化是获得强韧化和改善冷、热加工工艺性能的重要手段,其性能的获得与热变形态组织结构及再结晶过程有着极其重要的联系。本文试图通过微合金化钢的动态再结晶问题的若干实验结果并就铌对再结晶及热变形组织的影响和控制等问题,从宏观流变曲线及微观机理两方面试作某些理论上的探讨。     

两种同碳铌微合金化钢再结晶—析出沉淀交互作用的研究

本文绘制了碳氮含量相同、铌含量分别为0.024%和0.058%的两种微合金钢在应变分别为0.20和0.35条件下的再结晶-沉淀析出-时间-温度（RPTT）图。被称为“外推法”的方法被用来确定静态再结昌动力学曲线和绘制RPTT图。作为形变诱导析出行为的结果，在第一种钢的再结晶百分数-时间曲线图中观察到单个平台；第二种钢的这种曲线显示了双平台，以此的解释是用测热法来确认可能有两种形式的析出沉淀。本文使用透射电子显微技术显示在两种钢中形成的析出物形貌和最具有抑制再结晶能力的析出物尺寸。最后，对PRTT图的分析及其所具有的大量信息可提供用以设计一种更为合适的轧制制度，目的在于获得更细小的沉淀析出物和奥氏体→铁素体相变前更好的奥氏体显微组织。     

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.     

微合金化钢高温延性试验后的晶界析出特性

在850℃和950℃的温度下，通过拉断试验研究了微合金化钢的高温延性，并利用一种试验装置（该装置能够在试样变形到预定程度后对其快速淬火）分析了钢在塑性变形期间的显微组织破坏。利用纵断面试样研究材料的显微组织。将变形的试样在液氮中断裂，并通过传统及场发射SEM分析高温分离形成的表面，从而进一步分析断裂表面。经证实，独立态或结合态形式的AlN和Nb（C，N）沉淀物会对原始奥氏体晶界产生影响。钢中的高温断裂敏感性之间的差别由析出物尺寸和体积分数计算得出。     

09CuPCrNiMoNb微合金化热轧耐候双相钢

测定了09CuPCrNi经Mo和Mo、Nb微合金化的两种热轧耐候双相钢0．11C-0．27Cu-0．60Cr-0．20Ni-0．41Mo和0．07C-0．29Cu-0．53Cr-0．22Ni-0．42Mo-0．03Nb的连续冷却转变动力学(CCT)曲线。Mo微合金化钢CCT曲线中铁素体转变区与贝氏体转变区之间有60—80℃宽的奥氏体亚稳区；MoNb微合金化钢CCT曲线没有奥氏体亚稳区。这两种钢通过控轧控冷工艺均可获得铁素体 马氏体双相组织。     

含铌Q275D热轧H型钢的研制

为保证莱钢Q275D热轧H型钢极限规格的-20℃冲击功值满足GB/T 700-2006要求,采用Nb微合金化结合再结晶控轧工艺试制了极限规格H400mm×200mm×8mm×13mm的Q275D热轧H型钢。结果表明:试制产品的上屈服强度为360~368 MPa,抗拉强度为480~500 MPa,伸长率为32.5%~33.0%,平均冲击功为154~233J,各项性能指标满足标准要求。     

铌微合金化对高Al冷轧TRIP钢组织与力学性能的影响

采用二段式盐浴热处理、金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和拉伸实验等方法,研究了添加0.025%微合金元素Nb对高Al(1.5%Al)冷轧相变诱导塑性钢(TRIP)组织与性能的影响规律.结果表明:Nb微合金化使高Al冷轧TRIP钢在连续退火后组织得到细化,残余奥氏体含量及其碳含量比无Nb钢均有所升高.含Nb钢在370℃和400℃等温后抗拉强度均大于650MPa,且总伸长率达到35%,具有优异的综合力学性能.Nb微合金化,将本实验所研究的高Al冷轧TRIP钢的最优贝氏体区等温温度由400℃左右扩大到370~400℃,提高了生产的工艺稳定性.     

热轧TRIP980钢微观组织及强化机制分析

 为了生产出具有良好表面质量和综合力学性能的TRIP980钢,从经济化、轻量化的角度出发,尝试采用低硅加磷以及钒微合金化的成分设计,以及降低轧制温度,辅以分段冷却的工艺（层流冷却＋空冷＋超快冷却）。试验结果表明,TRIP980试验钢显微组织由（44.0%～49.3%）铁素体、（37.0%～42.8%）粒状贝氏体和（13.2%～14.0%）残余奥氏体组成（体积分数）,其中81.5%以上的晶粒尺寸小于4.0 μm,同时基体中存在高密度位错以及弥散地分布着直径为2～5 nm的纳米级V（C,N）析出粒子。在相变强化、细晶强化、析出强化、位错强化的交互作用下,试验钢Rm≥1 096 MPa,A80≥23.2%,n≥0.24,扩孔率不小于90%,获得了优异的综合性能。     

低碳含铌钢粗晶奥氏体再结晶的数值模拟

建立了基于析出、回复和再结晶之间交互作用的低碳含铌钢组织预测模型,用于模拟低碳含铌钢热轧道次间隔期间粗晶奥氏体的再结晶及析出行为,并讨论了模型在绘制低碳含铌钢的再结晶-析出-时间-温度(RPTT)图中的应用.结果表明,模型对两种低碳含铌钢在热变形道次间隔期间内粗晶奥氏体的组织演变过程的模拟结果与测试数据符合较好,可以有效预测不同低碳含铌钢在不同工艺条件下的析出和再结晶行为.     

500MPa高强度热轧型钢的生产实践

为了满足高端工业车辆对高强度型材的需求,莱钢通过采用钒氮微合金化成分设计及再结晶控制轧制工艺,开发出500 MPa高强度热轧型钢。对此产品进行了拉伸、冲击性能、布氏硬度及金相检验,其力学性能良好,屈服强度Re L达到556 MPa,金相组织为铁素体加珠光体,完全满足工业车辆用热轧型钢的要求。     

X70管线钢中含Nb相的析出行为

以首钢生产的某X70管线钢成分为基础,利用Thermo-Calc软件计算了不同温度下钢中析出相的组成、相的析出温度及Nb元素的析出规律,研究了钢中Nb和C含量对Nb析出规律的影响,利用热模拟和扫描电镜等手段分析了钢中Nb合金相的析出温度.结果表明,平衡态下该X70管线钢中的析出相主要为Ti、Nb的碳氮化物、合金渗碳体、Ti₄C₂S₂、MnS、AlN、M₇C₃和Mo碳化物.Nb析出相主要以Nb和C元素为主,其中固溶Ti和N元素.随Nb和C含量的增加,Nb合金相的析出温度升高,在同一温度下Nb的析出量增加.     

钒对低硅含磷系TRIP钢热变形行为的影响

通过分析不同变形温度及应变速率下低硅含磷系TRIP钢高温流变曲线的变化规律,建立了本构关系,并分析了合金元素钒对其影响。结果表明,添加0.19%钒,由于固溶钒原子的拖曳作用,使动态再结晶激活能提高~6%,同时推迟了动态再结晶的发生,使σc/σp和εc/εp值均有所提高。通过回归得到无钒钢和含钒钢的峰值应力和临界应力、峰值应变和临界应变与lnZ的关系。     

含铌TRIP钢连续退火后的组织性能及强化机理

在实验室模拟了含铌与无铌TRIP钢的连续退火工艺过程,通过金相显微技术(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、背散射电子衍射技术(EBSD)、X射线衍射(XRD)和拉伸实验等检测手段研究了TRIP钢的组织性能,分析了TRIP钢中残余奥氏体稳定性的影响因素及强化机理.结果表明:在连续退火工艺条件下,Nb的存在细化了TRIP钢的微观组织,与未添加Nb的钢相比,添加Nb可以提高TRIP钢中残余奥氏体含量和残余奥氏体碳含量.含铌TRIP钢中残余奥氏体主要以团块状或薄膜状分布于铁素体与贝氏体晶界,极少部分以细小球状分布于铁素体晶内.含铌TRIP钢热轧后的主要析出物为Fe₃C和(Nb,Ti)(C,N),退火后的主要析出物为(Nb,Ti)(C,N).细小含铌析出物的析出强化导致了随着退火温度的升高,屈服强度和抗拉强度升高.     

一种核岛用钢P280GH热变形行为

 利用Gleeble-3500 热力模拟试验机在800～1 100 ℃,应变速率为0.01～10 s－1的条件下对一种核岛用钢P280GH进行了热压缩变形实验,测定了真应力-真应变曲线,对变形组织进行了系统分析,计算得到了该材料的热变形激活能数值,揭示了其不适合进行再结晶轧制的原因,并建立了该材料的本构方程,为进一步优化轧制工艺和产品性能控制提供理论依据。