Ti—Nb微合金钢焊接粗晶热影响区组织及韧性

利用碳萃取复型技术研究了Ti—Nb微合金钢及其模拟粗晶区(CGHAZ)中的第二相粒子，并利用OM、TEM及系列冲击试验对Ti—Nb微合金钢焊接粗晶区的组织及韧性进行了研究。研究结果表明，Ti—Nb微合金钢中含有大量的、尺寸细小的TixNb1-x(CyN1-y)粒子，粒子中Nb的相对含量在0．25—0．82之间，形状接近球形。这些粒子具有很高的稳定性，在焊接过程中这些粒子能有效地阻止奥氏体晶粒长大、抑制粗大贝氏体的形成、促进针状铁素体析出及M-A组元的分解，从而显著善低合金高强钢焊接粗晶热影响区的韧性，t8/5越大，这种改善作用越明显。     

热连轧过程复合微合金碳氮化物析出的定量计算

以微合金元素的析出热力学和析出动力学为基础,针对Fe-Nb-V-Ti-Al-C-N合金系,定量计算了热连轧过程中(Nb,V,Ti)(C,N)和AlN在奥氏体中的析出行为,并进一步分析了热轧制温度对析出行为的影响。计算结果表明,对所研究的钢种成分和工艺条件,在加热过程中(Nb,V,Ti)(C,N)就已经析出,在粗轧阶段,(Nb,V,Ti)(C,N)析出粒子平均半径逐渐减小,在精轧阶段,(Nb,V,Ti)(C,N)基本达到平衡析出量,终轧后析出粒子平均半径保持在23 nm左右。轧制时的热变形增大了形核率,促进了析出,使析出粒子的平均半径减小。随加热和轧制温度的降低,(Nb,V,Ti)(C,N)的析出量有所增加,粒子平均半径减小。     

Nb-Ti微合金化钢板的工业试制

用热模拟试验方法研究了Nb-Ti微合金钢的再结晶规律，在此基础上制定了合理的炼钢、控轧控冷工艺，进行Nb-Ti微合金钢的工业试制。分析了Nb、Ti等微合金元素对钢材组织、性能的影响。研究结果表明：对Q345钢进行Nb、Ti微合金处理并采用合理的控轧控冷工艺后，板材铁素体晶粒度提高1．5～2．0级，力学性能达到了Q390D的要求。     

580MPa级热轧高扩孔钢的组织与性能

采用Nb、V、Ti微合金化,通过TMCP工艺试验,研究了Nb、V、Ti微合金对低碳钢显微组织、力学及成形性能的影响,并分析了影响扩孔性能的因素。研究结果表明,适当加入微合金Nb、Ti,能够大幅度提高试验钢的强度,同时延伸率、硬化指数、扩孔性能良好;热轧高扩钢中的贝氏体能够起到阻挡裂纹扩展的作用,导致裂纹扩展转向,铁素体-贝氏体组织有利于钢板扩孔性能的提高。     

Nb-V-Ti和V-Ti微合金钢中碳氮化物的回溶行为

采用TEM和EDX技术,研究了低碳微合金钢中Nb,V,Ti的碳氮化物在不同温度保温后的回溶行为.结果表明,Nb-V-Ti微合金钢中存在尺寸明显不同的两类析出,较大的析出颗粒平均尺寸在80 nm以上,其心部为(Nb,V,Ti)(C,N),而边部为(Nb,Ti)(C,N),较小的析出颗粒平均尺寸在20 nm以下,其类型为(Nb,Ti)(C,N).两类析出物中Nb/Ti原子比均随回溶温度的升高而减小.V-Ti微合金钢中,Ti的存在对V的回溶具有拖曳作用,提高了V的碳氮化物的热稳定性.Nb-V-Ti微合金钢中,由于Nb,V,Ti之间综合作用,使得析出相中V具有更高的热稳定性.     

CSP流程微合金钢控轧工艺研究与实践

综合分析了Nb、V、Ti3种微合金元素在奥氏体和铁素体中的溶解、析出规律以及对再结晶的抑制作用，根据其不同的强化机理，在CSP生产线上采用不同的加热温度、各道次轧制温度和压下量、层流冷却速度与卷取温度制度，获得了最佳的细晶强化和析出强化效果。     

Nb、Ti微合金化Q345R压力容器板性能研究

对比研究了中厚板轧制Q345R及TMCP热连轧工艺下Nb、Ti微合金化处理的Q345R压力容器钢板的力学性能,分析了Nb、Ti微合金化的影响及显微组织与性能之间的关系.结果表明:低碳、Nb-Ti微合金处理的热连轧钢板组织细小均匀,消除了带状偏析,材料的冲击韧度提高2～3倍,断裂韧性较好,钢板的综合性能明显好于中厚板.晶粒细化及组织均匀化是材料韧性大幅度提高的主要原因.     

1000MPa级Nb-Ti微合金化超高强度钢加热制度研究

采用OM、TEM和EDS分析技术,研究了1000 MPa级Nb-Ti微合金化超高强度钢在不同加热温度下保温不同时间时奥氏体晶粒粗化行为与微合金元素碳氮化物溶解行为。结果表明,铸坯中存在尺寸与形状明显不同的3类析出物:尺寸大于1μm的方形Ti N粒子;尺寸在500 nm以下的球形、椭球形或方形Nb、Ti复合析出物;少量方形或椭球形Ti S或Ti(C,S)析出物。随着温度的升高,原始奥氏体晶粒尺寸呈现出单调增大的趋势,当加热温度超过1200℃时奥氏体晶粒发生快速长大,而析出物数量不断减少、尺寸逐渐增大、Ti/Nb原子比逐渐升高,EDS显示均为Ti、Nb复合析出。随着保温时间的延长,原始奥氏体平均晶粒尺寸呈抛物线规律长大,小尺寸的球形、椭球形的析出物逐渐溶解,大尺寸方形析出物数量逐渐增加且棱角变得模糊。综合考虑加热温度和保温时间对Nb、Ti微合金元素的固溶行为和奥氏体晶粒粗化行为的影响,1000 MPa级Nb-Ti微合金化超高强度钢的加热温度和保温时间分别为1250℃和80 min较合适。     

汽车大梁用钢BG510L连铸工艺实践

随着微合金化技术和控轧控冷技术的进一步发展，国内外普遍采用微合金化技术生产汽车大梁用钢。本文阐述采用Nb、Ti复合微合金化技术研制汽车大梁用钢BG510L连铸工艺的实践情况。     

微合金化对40Cr25Ni20Si2耐热钢性能影响的研究

研究了Al、Ti、N、Nb等复合微合金化对ZG40Cr25Ni20Si2耐热钢组织和性能等的影响。结果表明,不同组合的复合微合金化ZG40Cr25Ni20Si2耐热钢均达到完全抗氧化级别;0.3%左右的Nb与Ti、Al等复合微合金化对耐热钢的抗高温氧化性能和高温变形抗力均有提升,继续增加Nb含量至0.7%以上,组织中出现大量Nb的碳氮化物析出,变形抗力继续增加,但抗高温氧化稳定性下降;Al、Ti复合微合金化抗高温氧化的稳定性最好,Cr₂O₃-Al₂O₃复合氧化层均匀、连续、致密且与钢基结合紧密,但高温变形抗力低于含Nb的试样。在N含量增加的情况下,适当降低Ni含量,结合微合金化,耐热钢总体性能保持稳定。     

钛含量对热轧高强钢屈服强度的影响

Nb、V、Ti微合金化是目前高强结构钢最常用的强化方法.相关的研究多集中于单一Nb、V微合金化技术及Nb-Ti复合微合金技术.与Nb、V、Nb-Ti微合金化高强钢相比,Ti微合金化高强钢在保证性能要求的情况下具有更低的成本.现阶段单一钛微合金化的应用比较有限,如何有效使用单一Ti的微合金化成为技术的关键[1].因此,开...     

低碳微合金钢中Nb、V、Ti碳氮化物的回溶研究

采用透射电镜和X射线光谱技术,研究了低碳微合金钢中Nb、V、Ti的碳氮化物在不同温度保温1 h后的回溶行为.结果表明,低碳微合金钢中存在尺寸明显不同的两类析出,其中颗粒尺寸较大的在80 nm以上;这种颗粒的心部是(Nb,V,Ti)(C,N)相,而颗粒边缘为(Nb,Ti)(C,N)相;颗粒尺寸较小的在20 nm以下,其类型为(Nb,Ti)(C,N).两类析出物中Nb与Ti的原子比均随回溶温度的升高而减小.     

Nb/V/Ti微合金化对20MnSi钢组织和力学性能影响

采用扫描电镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)技术和室温拉伸测试等研究了Nb、V、Ti微合金化元素对20MnSi钢显微组织和力学性能的影响。结果表明：Nb、V、Ti微合金化及其所形成的第二相粒子可以阻碍试验钢的晶界迁移、细化晶粒尺寸，经热轧-空冷后晶粒明显细化，晶粒尺寸可达12级，综合力学性能明显优于20MnSi穿水钢筋，并达到新国标中400 MPa级钢筋所要求的性能指标。根据理论模型计算，晶界强化、固溶强化和位错强化增量分别约占屈服强度的54%、22%和17%,而由于微合金化元素含量较低且所形成的第二相粒子体积分数较低，析出强化增量在试验钢屈服强度中的占比仅约7%,表明Nb、V、Ti微合金化设计而导致的晶粒细化对试验钢力学性能提升所产生的贡献十分显著。     

Ti-V-Nb微合金钢中的第二相粒子及其对焊接热影响区奥氏体晶粒长大的影响

利用萃取复型技术及焊接热模拟技术研究了Ti—V—Nb微合金钢及热影响区中的第二相粒子及其对HAZ区奥氏体晶粒长大的影响。研究表明，微合金钢中存在大量弥散分布的细小粒子．这些粒子是Ti、Nb、V等元素的碳氮化合物．具有很高的稳定性。在焊接热循环过程中．这些粒子能够显著地阻止奥氏体晶粒长大。焊接热循环峰值温度在1200C以下时，热影响区中的第二相粒子在热循环过程中仅发生轻微的溶解及长大，奥氏体晶粒长大程度很小，且奥氏体晶粒尺寸基本不随焊接热输入(t815)及热循环峰值温度(Tm)的变化而变化。Tm在1250C以上时，热影响区中的第二相粒子显著减少而尺寸显著增大，奥氏体晶粒尺寸随t815及Tm的增大而显著增大。     

微合金钢焊接热影响区的再热脆化问题

采用金相显微镜、扫描电镜和透射电镜及焊接热模拟技术研究了焊后热处理温度对Nb、V、Ti微合金钢焊接热影响区粗晶区(CGHAZ)组织和性能的影响.结果表明,Nb、V、Ti微合金钢的CGHAZ经焊后热处理后存在再热脆化的现象,为了改善热影响区的韧性,应该选取较低的焊后热处理温度.焊后热处理过程对冲击性能的影响主要与钢中的析出粒子有关.     

Nb对Ti-Mo微合金钢连续冷却相变规律及组织性能的影响EI北大核心CSCD

利用热模拟试验机、SEM、HRTEM及EDS研究了Ti-Mo和Ti-Mo-Nb低碳微合金钢的连续冷却转变规律,探讨了Nb对Ti-Mo微合金钢组织及性能的影响。结果表明:Nb元素能够提高钢的Ac1和Ac3温度,降低冷却过程中奥氏体的分解温度,缩小铁素体-珠光体相区,使贝氏体相区向左下方移动。此外,Nb的添加能够细化Ti-Mo-Nb微合金钢中的组织,提高硬度。利用HRTEM对冷速为50℃/s的样品进行分析,发现:Ti-Mo和Ti-Mo-Nb微合金钢中均存在少量应变诱导析出的碳化物,分别为(Ti,Mo)C和(Ti,Nb,Mo)C粒子,呈随机分布。2种析出物均为Na Cl型结构,其晶格常数分别为0.432和0.436 nm,平均粒径分别为12.11和8.69 nm。TiMo-Nb微合金钢中析出相体积分数更多,尺寸更小,是其组织细化、硬度提高的主要原因。     

含Nb微合金钢静态应变时效行为研究

采用扫描电镜、透射电镜及多功能内耗测量仪,研究了C-Mn型钢及含Nb微合金钢在应变时效过程中的微观组织结构变化以及内耗行为。结果表明:在应变时效过程中,宏观组织没有发生明显的变化,组织稳定;应变时效处理后,C-Mn型钢和含Nb微合金钢的硬度均提高,冲击韧度下降,韧脆转变温度升高;微合金元素Nb能有效地降低钢板的应变时效敏感性;两种钢板在250℃加热时均有冷加工内耗峰存在,这与游离态的碳原子钉扎位错和脱钉有关,而含Nb微合金钢在室温没有内耗峰存在。     

微合金化元素对离心铸造炉管焊接接头组织和性能影响

针对添加Ti,W等微合金化元素的离心铸造炉管焊接接头,研究了微合金元素对焊接接头组织和力学性能影响规律及作用机理.结果表明.在1 050℃、14~25 MPa条件下,使用Ti和W元素微合金化的25Cr35NiNb和35Cr45NiNb炉管焊接接头高温性能显著高于未微合金化焊接接头.微合金元素Ti显著影响炉管焊接接头组织,Ti元素含量高的焊接接头原始焊态组织中含NbTiC,经过高温时效后,组织中含铌相主要为NbTiC,在蠕变空洞周围局部转变为G相（Ni16Nb6Si7）;Ti元素含量低的焊接接头原始焊态组织中含NbTiC和NbC,经过高温时效后全部转变为G相.微合金元素W主要通过固溶强化的方式,提高炉管焊接接头的高温性能.     

铌、钛碳氮化物在微合金钢中的回溶及析出行为

简述了钢中主要添加微合金元素Nb和Ti在钢坯加热过程中的回溶过程。阐明了钢板在轧制各阶段析出相的类型、晶体结构、分布规律,特别是应变诱导析出与再结晶的关系,同时,分析了时效硬化行为。讨论了微合金元素的选择及节约利用问题。     

Nb-Ti微合金碳氮化物析出行为及微合金钢性能研究

对含Nb、Ti的微合金钢进行模拟卷曲和连续退火处理,采用金相及透射电子显微镜观察,深入研究微合金元素碳氮化物在铁素体相中的析出行为及退火后钢的性能变化。研究结果表明,微合金碳氮化物会在600~700℃时从铁素体中大量析出,析出物呈方形,大小为几十到一百纳米不等,为复杂的(Nb,Ti)(C,N)复合物;经过800℃左右的连续退火处理后析出物数量减少,体积变小;钢在800℃左右的连续退火处理后的组织为铁素体和团絮状的渗碳体,随着退火温度的升高,钢的屈服强度降低,伸长率升高。