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     

V-N微合金化钢筋中钒的析出行为

研究了氮对含钒微合金化钢筋中钒的析出行为的影响。实验结果表明：低氮钒钢中,大部分钒固溶于铁素体基体,比例高达565,只有35．5％钒形成V（C,N）;高氮钒钢中,70％的钒析出形成V（C,N）,只有20％的钒因溶于基体,钢氮还减小了V（C,N）颗粒尺寸,明显增加细小V（C,N）析出相的体积分数。     

低碳钒氮微合金钢中V(C,N)在奥氏体中的析出动力学

控制VN在奥氏体中的有效析出是利用VN诱导晶内铁素体细化铁素体晶粒的关键技术。采用应力松弛方法研究了低碳钒氮微合金钢中V(C,N)在奥氏体区的等温析出行为。结果表明：试验钢的析出-温度-时间曲线(PTT)呈典型的C形,本试验条件下析出开始时间最短的“鼻子”温度为870℃左右。钢中的碳、氮含量以及变形量对PTT曲线有较大影响,它们增加均使C曲线向左移,特别是氮含量对V(C,N)析出的影响最显著。在碳含量约为0．10％的试验钢中,当氮含量从0．0036％增加到0．0140％时,可使870℃的析出开始时间从400s缩短到70s左右。     

V微合金化热轧双相钢的组织与性能

研究了V微合金化热轧试验钢的组织与性能,并对V(C,N)粒子的析出及其对强度的影响进行了分析.结果表明,试验钢的组织由多边形铁素体、贝氏体和少量马氏体组成,多边形铁素体的平均晶粒尺寸约7μm,试验钢的抗拉强度高于570 MPa,综合力学性能良好.通过透射电镜观察发现,试验钢中有V(C,N)粒子的析出,析出方式主要是在铁素体内随机析出和沿位错线析出.由于第2相粒子的析出,试验钢的强度提高了约45 MPa.     

V（C，N）在奥氏体中析出的动力学行为及其对晶粒细化的作用

控制VN在奥氏体中的有效析出是利用VN诱导晶内铁素体细化铁素体晶粒的关键技术。本文采用应力松弛法研究了低碳钒氮微合金钢V（C，N）在奥氏体区的等温析出行为，结果表明，试验钢的析出-温度-时间（PTT）曲线呈典型的“C”形状，本实验条件下析出开始时间最短的“鼻子”温度为870℃左右。增加钢中的碳、氮含量以及形变量等对PTT曲线有较大影响，均使“C”曲线向短时间方向移动，特别是氮含量对V（C，N）析出的影响最显著。V的高温析出促进了铁素体形核，产生了明显的晶粒细化效果。     

正火过程中V——N微合金化钢的第二相行为

采用物理化学相分析、高分辨透射电镜等手段研究V-N微合金化钢在正火过程中第二相行为,并进行相应的理论计算,讨论该行为对材料性能产生的影响.正火加热保温过程中,V-N钢有约32.9%的V(C,N)未溶解,阻止奥氏体晶粒长大.在正火冷却过程中,未溶解的V(C,N)诱导晶内铁素体形核,细化铁素体晶粒,而溶解的V(C,N)重新析出,起到析出强化作用.V(C,N)析出相行为的变化导致材料力学性能的改变.与热轧态V-N钢相比,正火态V-N钢细晶强化贡献值增加31 MPa,而析出强化贡献值减少45 MPa.      

钒氮钢中晶粒细化研究

 采用Gleeble 3500热模拟试验机，在相同工艺条件下，对比研究了钒氮钢、钒钢以及碳锰钢的晶粒细化效果。结果表明，钒氮钢的晶粒细化效果最显著，铁素体的晶粒尺寸可达61 μm，这主要与在奥氏体区中析出的V(C，N)有关。奥氏体区析出的V(C，N)，不但可抑制奥氏体晶粒长大，同时还可以作为铁素体的形核核心，诱导晶内铁素体形成，大大增加铁素体形核率，从而提高了相变细化的比率。     

V-N微合金化CSP带钢中的析出物研究

利用Gleeble 1500D热力模拟实验机,在实验室模拟了V-N微合金化CSP钢带的生产过程.实验结果显示,在连铸初期,TiN基本全部从钢中析出,而随着铸坯温度的降低,V开始以TiN为核心或单独形核析出,在铸坯均热后,大部分单独形核的V(C,N)趋于溶解,未溶解的则开始长大,而以TiN为核心的(Ti,V)(C,N)中的V部分溶解于钢中,V在粒子中的含量减少.在CSP连轧中,V(C,N)不断从钢中析出,全部析出物起阻碍奥氏体晶粒长大的作用,而含V颗粒还促进铁素体的形核,提高奥氏体/铁素体相变比率,细化最终的铁素体组织.     

碳和氮含量对V(C,N)在形变奥氏体中析出的影响

采用Thermo-Calc和经典动力学理论对2组碳、氮含量的中碳V-N微合金化钢分别进行了热力学和动力学分析,研究了V(C,N)在形变奥氏体中的析出规律.结果表明:在1000～800℃温度区间变形时,形变储能△G的存在导致V(C,N)的形变诱导析出;当氮的质量分数增加0.005%时,V(C,N)的析出开始时间(5%析出...     

帘线钢V、N微合金化后的组织与冷拉性能变化

为探讨以V代C的可能性及V、N对冷拉过程中渗碳体的影响规律,对传统70级帘线钢进行了V、N微合金化。测量了不同冷拉应变量试样的拉伸及扭转性能;用透射电镜及能谱仪(TEM+EDS)分析了V、N相的析出;通过振动样品磁强仪(VSM)测量饱和磁化强度,预测了渗碳体溶解变化规律。结果表明:加V导致冷拉试样抗拉强度总体上呈升高趋势,延伸率稍微降低,扭转次数降低。加N导致冷拉试样抗拉强度总体上先升高后降低,延伸率升高,扭转次数降低。V部分溶于铁素体,部分溶于渗碳体。N含量较低时,N固溶于铁素体;N含量增加到0.008 2%,开始有V析出相在铁素体中析出。随V、N的增加,冷拉过程渗碳体趋于稳定。(70级+0.086%V)可代替80级帘线钢。     

汽车大梁钢中第二相粒子析出行为

运用热动力学理论和Oswald熟化理论研究了不同氮含量汽车大梁钢中第二相粒子的析出和熟化行为.研究发现钢中N含量的增加会促进V(C,N)在奥氏体中析出从而细化铁素体晶粒,当氮的质量分数增至4.2×10-4时铁素体晶粒尺寸能细化至4.7μm.形核率–温度曲线和析出–温度–时间曲线表明氮含量的增加可以扩大奥氏体区中最大形核率的温度范围,氮的质量分数由5.5×10-5增至4.2×10-4时其最快析出的鼻点温度由840℃上升至968℃.透射电镜观察显示氮含量的增加明显降低析出V(C,N)粒子的尺寸.VN在奥氏体中的Oswald熟化速率计算表明熟化速率随温度的降低不断减少,同时增加N含量还可以有效降低析出粒子的熟化速率,从而抑制沉淀析出的第二相粒子的熟化长大过程.      

钒氮非调质钢的组织变化特征

利用光学显微镜、扫描和透射电镜观察和分析了不同钒、氮含量非调质钢经奥氏体热变形后以不同速度冷却到室温的显微组织.结果表明,随氮含量增加或钒含量减少,珠光体增多;钢中有大量的不仅在先共析铁素体且在珠光体铁素体中析出的小于3 nm的纳米级析出相;冷速增加,铁素体变细且数量减少,继而出现贝氏体、马氏体,同时钒、钛的析出相尺寸变小,成分由以(Ti,V)N为主,转以(Ti,V)C为主.     

钒微合金钢粗晶热影响区的组织和韧性

 利用Gleeble-3800模拟焊接粗晶热影响区（CGHAZ）经历的热循环过程。比较了热输入100 kJ/cm条件下,V钢、V-N钢、V-Ti钢和V-N-Ti钢CGHAZ的组织和韧性,并分析了析出相情况。结果表明,CGHAZ的韧性从高到低依次为V-N-Ti钢、V-Ti钢、V-N钢和V钢;在V钢成分基础上添加钛可以有效细化原始奥氏体晶粒尺寸;V-Ti钢成分基础上增氮,一方面促进了（Ti,V）（C,N）/TiN的析出,抑制了原始奥氏体晶粒的粗化;另一方面促进了V（C,N）的析出,其促进了多边形铁素体的形成;多边形铁素体数量的增加能够减弱自由氮对韧性的破坏,同时有效改善了CGHAZ韧性。     

氮对含铈A517Gr.Q钢组织及性能影响

首先利用Thermo-Calc软件计算了含氮、铈高强度海洋平台用钢A517Gr.Q析出相的理论组成,其次研究了氮对含铈实验钢组织及性能的优化效果。结果表明,含氮实验钢中有大量弥散分布的Nb(C,N),在实验钢中Ce和Nb、V、C、N发生交互作用,钉扎在奥氏体晶界,在奥氏体向铁素体转变时这些析出相可以阻止铁素体晶粒长大,使得相变后的组织细化,从而可以得到晶粒细小而均匀的组织,并最终使得实验钢的强度和韧性提高。经测试,增氮后的实验钢抗拉强度提升了15.2%,屈服强度提升了18.1%,冲击吸收功提升了6.9%。     

Mo和V对淬火—回火15MnMoVN钢组织与性能的影响

研究15MnMoVN钢淬火后高温回火(500～700℃)铁素体微观结构和合金碳化物析出特征及Mo、V对其钢的组织与性能的影响后表明,铁素体基体在550～700℃回火时仍保持板条状形态而未发生再结晶;合金碳化物Mo_2C、V(C,N)的形成主要是以离位形核方式析出于基体中,在600℃回火时共格析出,其尺寸小于100(?),产生二次硬化,Mo_2C的析出对其硬化起主要作用;回火高于650℃硬度曲线陡降,Mo_2C,V(C、N)粒子均长大100(?)以上,同时因余留的渗碳体均球化长大及基体的回复,钢的韧性达到最佳值(大于120J/cm~2)。     

低碳含钒钢组织变化及V(C,N)析出规律

通过热模拟试验,研究了0．058％C-0．92％Mn-0．51％V钢在变形后等温过程中的组织变化规律及显微硬度变化规律,并用透射电镜研究了V(C,N)的沉淀析出规律。结果表明,变形后在650、700、750℃等温1130s时可获得单相铁素体组织,从而基本消除珠光体组织。等温转变过程中,铁素体先是主要沿奥氏体晶界形核,随后逐渐变为晶内形核。V(C,N)的沉淀析出存在两种形式：相间析出和随机析出。V(C,N)的相间析出消除了C元素在奥氏体中的富集,是获得单相铁素体组织的重要条件。     

微合金元素V对热塑性的影响

<正>含V、N高的钢的连铸坯容易产生表面横裂纹。钒钢中随氮含量的增加,析出相中碳氮组分会发生明显的变化,低氮情况下,析出相以VC为主,高氮情况下,逐渐转变成以VN为主的析出相,当钢中氮质量分数达到0.02%以上时,在整个析出温度范围,均是析出VN或富氮的V(C,N),颗粒尺寸和间距也明显减小,热塑性降低。V     

氮对含钒Q345钢组织和力学性能的影响

试验钢为含钒0.080%的Q345钢,氮含量按0%、0.022%、0.034%、0.042%逐渐升高。利用Thermo-Calc软件进行了热力学分析计算,结果表明:钢中不含氮时,V(C,N)在奥氏体中析出温度较低,为933℃,当钢中氮含量为0.042%时,在奥氏体中析出温度1 340℃。通过透射电镜,可以发现含钒Q345钢随着氮含量增高,钢中析出了大量的V(C,N)弥散在钢中,起到析出强化作用和细化晶粒作用。金相组织得到明显细化。增氮后钢的力学性能得到明显增强,不含氮时试验钢的屈服强度486 MPa,抗拉强度686 MPa,当氮含量为0.034%时,试验钢的屈服强度为610 MPa,抗拉强度732 MPa,钢的屈服强度提高了124 MPa。抗拉强度提高了46 MPa。并且通过拉伸断口判断,随着氮含量的增加,Q345钢的塑韧性得到增强。     

V析出对针状铁素体转变的影响

本文研究N与V结合成V（C，N）析出时对奥氏体分解成针状铁素体的影响。通过2种不同N含量的C—Mn—V钢，在2种不同奥氏体化温度，即不同奥氏体晶粒尺寸下的连续冷却转变图（CCT），分析了V（C，N）在晶内析出的形核能。结果表明，奥氏体分解成针状铁素体，必须具备2个条件：首先，奥氏体内须有一定量的V（C，N）析出；第二，用先共析铁素体在奥氏体晶界形成而不形成贝氏体。第二部分研究奥氏体等温分解时，析出物对针状铁素体形成动力学的影响。     

CSP生产的钒氮微合金钢的组织细化和析出物研究

 紧凑式带钢工艺（CSP）生产的钒氮微合金钢屈服强度超过600 MPa,韧性良好。采用扫描电镜和透射电镜观察发现,铁素体平均晶粒直径在3 μm左右,在铁素体晶粒内部分布着数十纳米和几纳米的两类V(C,N)析出物。细晶强化是主要的强化方式,在铁素体中析出的V(C,N)粒子起到了沉淀强化作用。分析了超细晶组织形成的主要原因。