中碳微合金化非调质钢的发展

(一)前言 微合金化技术在钢中的应用,最早表现在高强度低合金钢板的研制方面。其特征是在低碳钢中加入微量强碳化物形成元素V,Nb,Ti并采用控制轧制工艺。 七十年代中期,西德Siidwest Foien钢铁公司与本茨汽车厂合作,将上述微合金化技术应用于中碳钢中,通过控制锻造方法制造汽车曲轴。使微合金碳、氮化合物在珠光体中的共析铁素体和先共析铁素体相中析出,使强度达到了原中碳钢调质的水平,从而奠定了微合金化中碳非调质钢的研制和应用基础。     

高强度锻件用微合金化钢

过去35年,已经开发出两大类高强度棒材和锻件用微合金化(MA)钢。第一类是1974年开发的,为中碳钢中加入少量的铌或钒。这些早期的中碳钢为珠光体-铁素体组织,具有高的强度和良好的高周疲劳性能。大约15年之后,微合金化多相钢被开发出来,根据材料加工工艺不同,组织由铁素体、贝氏体、马氏体以及残余奥氏体等组成。这类钢可以达到非常高的强度,同时具有良好的疲劳性能和高的断裂性能。在20世纪70年代早期,高强度锻件仅能通过最终的热处理过程实现,热处理包括加热、淬火及回火(QT)。已经不断地被证实由MA珠光体-铁素体钢生产的空冷锻件可以实现与更昂贵的热处理锻件类似的强度和疲劳性能。介绍过去35年来微合金化珠光体-铁素体钢的发展。     

硼微合金化中碳钢生产试验研究

通过对湖南华菱涟源钢铁有限公司转炉→连铸流程生产中碳钢进行硼微合金化工艺的开发研究,揭示了硼微合金化的力学特征和机制。结果表明:微量的硼使钢的晶粒明显粗化,显著降低钢的屈服强度;硼对保护渣影响很小,无需针对中碳含硼钢设计特殊保护渣;将精炼过程控制Δw(N)10×10-6,加入锰铁、硅铁脱氧,在钙处理前3 min加入钛铁固氮,钙处理前1 min喂入硼线,可以保证硼稳定的收得率同时达到硼微合金化的效果,平均收得率达到78.8%;中碳钢A36-LB的第Ⅲ脆性温度区域在700~900℃,为避免角部裂纹的发生,需相应减少铸坯边部水量和总水量。     

控轧控冷中碳钢力学性能与组织参量间的定量关系

对微合金化中碳钢进行了控制轧制和控制冷却的试验;测定了各项力学性能及先共析铁素体最f_α、铁素体平均截线长度d_α、铁素体平均自由程λ_α和珠光体平均片层间距S_(oj),采用数理统计的方法研究了控轧控冷微合金化中碳钢力学性能与组织参量间的关系,对力学性能非线性回归方程的幂指数做了优化,得到优化的定量关系式;探讨了控轧控冷中碳钢的强韧化机制。     

控轧控冷时中碳钢的力学性能与组织参量之间的关系

本文对微合金化中碳L45钢进行了控制轧制和控制冷却试验;测定了各项力学性能及先共析铁素体量f_a、铁素体尺寸d_a、铁素体自由程λ_a和珠光体片层间距S_o;采用对大量实验数据进行数理统计的方法,研究了控轧控冷微合金化中碳钢力学性能与组织参量之间的关系,得到了一些表达其定量关系的估计式,探讨了控轧控冷中碳钢的强韧化机制。     

控轧控冷中碳钢力学性能回归方程幂指数的优化

本文对以Ti、V、Nb及V-Ti微合金化的中碳钢进行了控轧控冷实验,对实验数据进行了处理,对力学性能回归方程的幂指数做了优化,以回归方程系统地表达了各项力学性能与多个组织参量之间的定量关系。     

微合金化元素在钢中的作用及其应用

自1975年在美国召开第一届微合金化钢会议以来,各国的材料科学工作者对微合金化元素,特别是对 V、Ti、Nb 等元素在钢中的行为及作用进行了深入研究,并开发了一系列新品种。近年来,又对 V、Ti、Nb 等元素的复合加入行为进行了探讨,为微合金化元素的应用开拓了广阔前景。     

利用高温应力法研究Ti含量和冷却速度对中碳微合金化钢沉淀强化效应的影响

本文提出一种高温应力法测定微合金化钢中沉淀强化效应,并研究钛含量和冷却速度对中碳微合金化钢沉淀强化效应的影响。实验结果表明,高温应力法可以定性地测出单独或复合微合金化钢的沉淀强化效应,每种钢都有其最佳冷却速度,在中碳Mn-V微合金化钢中加入0.02％Ti将降低沉淀强化效应,加入0.11％Ti将明显提高沉淀强化效应,较高的氮含量(0.015％)将提高沉淀强化效应。     

稀土微合金化钢稀土加入工艺的选择

总结了稀土在钢中的作用,提出了稀土微合金化钢的定义,对比研究了不同稀土加入工艺,研究表明结晶器喂丝是当前稀土微合金化钢生产的最为合理的稀土加入工艺。     

HQ80钢的开发及微合金化元素的应用

在ＨＱ８０钢的合金设计中加入微合金化元素Ｎｂ和Ｔｉ，能够改善钢板的低温韧性和焊接工艺性能。介绍ＨＱ８０钢的开发，主要阐述了加入微合金化元素Ｎｂ和Ｔｉ，改善钢板低温韧性和焊接工艺性能的机理。     

酒钢HRB400带肋钢筋微合金化工艺的研究开发

通过分析FeV50、NV75和FeNb65 3种微合金化工艺不同微合金加入量及碳、锰化学成分含量对成品HRB400带肋钢筋性能的影响,以确定经济合理的微合金化生产工艺,不断降低生产成本,满足指导生产的需要。     

钒微合金化锻钢

介绍了中碳含钒锻钢的工艺，组织和性能。钒产一的强化作用可以提高中碳钢的强度，从而省去微合金化锻钢的后步热处理工序。强度的提高是由于在直接冷却的铁素体／珠光体组织中析出细小的碳氮化钒析出物。当钢的组织大部分为珠江体时，强度达到最大，但此时钢在冲击载荷下的抗解理断裂性较低。提高含钒钢的韧性有几种方法：一是在保证钢的强度的前提下降低碳含量；二是加入微合金元素钛，三是适当提高硫含量。     

铝、钛、钒和铌对中碳钢奥氏体晶粒度的影响

对6炉微合金化高氮L45钢进行了长时间(1800s)加热时和快速(50℃/s)短时间(5s)加热时奥氏体晶粒长大试验。测定了奥氏体晶粒平均截线长度。在萃取复型透射电镜照片上利用图象分析仪测定了1^#、3^#和6^#钢样中微细析出相的尺寸分布。利用透射电镜能谱仪分析了微细析出相的化学成分。还探讨了铝及微合金化元素钛、钒和铌与加热温度对高氮中碳钢奥氏体晶粒度的影响机制。     

“新一代连铸二次冷却及可控压下关键技术”项目科技成果评价会在北京召开

正2020年1月15日,中国金属学会在北京组织召开了由北京科技大学、鞍钢股份有限公司、五矿营口中板有限责任公司、柳州钢铁股份有限公司和唐山不锈钢有限责任公司共同完成的"新一代连铸二次冷却及可控压下关键技术"科技成果评价会。连铸坯表面横裂纹及角部横裂纹在连铸过程中时有发生,特别是中碳钢、中碳合金钢及微合金化     

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。     

热装板坯中微合金元素析出行为研究

正低合金高强度钢用途广泛,涵盖建筑结构、汽车和管线行业。它们由于加入少量合金元素如铌、钒和钛而称为HSLA钢,典型碳含量小于0.1%。合金加入量通常不到0.1%,从而被称作微合金化。微合金化元素通过碳化物、氮化物和碳氮化物的析出,改善HSLA钢的力学性能。析出物尺寸、分布、     

稀土微合金化对BT100H钢基础特性的影响

文章设计了加入稀土和不加稀土两个钢种,研究稀土微合金化对BT100H用钢CCT曲线、淬透性及夹杂物形貌的影响。实验研究表明,稀土微合金化使得BT100H用钢CCT曲线贝氏体区增宽,Ms点上移;稀土微合金化提高BT100H用钢的淬透层深度和淬硬性,稀土的加入使得非金属夹杂物形貌由不规则四边形转变为球形,扫描电镜显示,稀土的加入,使得非金属夹杂物组成由Al、Mg、Ca、S、O构成的复合硫氧化物转变为核心部分是以稀土铝氧化物为主,周围主要由Ca-S-RE夹杂包裹的复合夹杂。     

薄板坯连铸机生产硼微合金化钢板边部缺陷的控制

 硼微合金化是一种提高钢材性能的新技术,但是钢中加入硼元素后,钢板容易产生边部缺陷。通钢FTSR薄板坯连铸连轧生产线对SS400钢种进行硼微合金化处理后,板卷的边部缺陷问题较严重。通过研究边部缺陷产生的机制和进行现场工艺改进试验,对钢水中［Mn］、［S］、［B］、［N］等成分进行调整和严格控制,优化薄板坯连铸机二冷水配水制度,有效地解决了硼微合金化SS400钢种容易产生边部缺陷的问题。     

中碳微合金化钢高温延塑性的研究

借助Gleeble1500热模拟试验机测试了含Nb和含Nb、Ti两种中碳微合金化钢的高温力学行为,分析了析出物、相变、动态再结晶对微合金化钢高温延塑性的影响。结果表明:试验钢种无第Ⅱ脆性区出现;含Nb钢第Ⅲ脆性区的温度范围为950~700℃,含Nb、Ti钢第Ⅲ脆性区的温度范围为900~725℃;微合金化元素Ti的加入可以细化奥氏体晶粒使含Nb微合金化钢高温塑性槽变窄、变浅;析出物沿晶界多而细小的析出和γ→α相变是第Ⅲ脆性区微合金化钢高温延塑性变差的主要原因。实际生产中通过优化二冷区水量,采用弱冷,可以有效降低微合金化钢表面微裂纹的发生率。     

V,Ti,Nb,B,Re等元素在微合金钢中的行为和作用

本文就合金元素Ｖ、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｂ、Ｒｅ等在微合金钢中的加入量、加入方法、存在形式、与其他元素的交互作用以及对显微组织、性能的影响作了较详细的介绍。文章阐明了微合金化技术在节约合金元素的前提下，通过不同的加入量和加工方法，同时提高了钢的强度和韧性。