Nb对高Ti耐候钢连续冷却后显微组织及硬度的影响

采用Gleeble热模拟试验机研究了微合金元素Nb对高Ti耐候钢奥氏体连续冷却转变行为的影响,通过光学显微镜(OM)、透射电镜(TEM)以及硬度测试等手段比较了0.050%Nb和无Nb试验钢连续冷却转变后显微组织和硬度的变化。结果表明,Nb能抑制铁素体相变,促进贝氏体相变。冷却速度由5 ℃/s提高到10 ℃/s,两种试验钢的晶粒细化效果均最显著,无Nb钢和0.050%Nb钢硬度分别增加了22 HV0.2和25 HV0.2。冷却速度为40 ℃/s时,无Nb试验钢中析出物主要为6～13 nm球形Ti(C, N)复合析出物;含Nb试验钢中主要为5～12 nm球形(Ti, Nb)(C, N)和10～15 nm方形(Ti, Nb)(C, N)复合析出物,含Nb试验钢析出物较多,因此析出强化作用更强。在高Ti耐候钢中,Nb产生的晶粒细化作用并不显著。在相同冷速下,0.050%Nb试验钢的硬度略高于无Nb试验钢,最大差值仅为11 HV0.2。     

热变形对高铌X80管线钢连续冷却转变曲线的影响

用Gleeble-3500热模拟试验机测定了一种高Mn、高Nb X80管线钢连续冷却转变(CCT)曲线,研究热变形对连续冷却相变行为的影响.结果表明:变形可以促进多边形铁素体和珠光体相变,抑制针状铁素体相变,同时可以提高相变温度,细化相变组织.变形及冷却过程中Nb(C,N)的析出,降低了奥氏体的稳定性,加速相变,但抑制铁素体晶粒长大,细化室温组织.     

铌合金钢的控制冷却工艺研究

通过控制冷却速度的方法,研究了两组体育器械用Nb微合金化C-Si-Mn-Cr-Nb钢不同冷却速度下的显微组织和显微硬度的变化规律。结果表明,随着冷却速度的降低,两组钢的铁素体晶粒尺寸都逐渐减小,铁素体的体积分数都逐渐降低,在同样的冷却速度下,有Nb钢的铁素体晶粒尺寸更小、铁素体体积分数更低。Nb微合金化,对钢起到了晶粒细化和析出强化的作用,可以提高铁素体的硬度,但对贝氏体显微硬度的影响相对较小。     

铌硼微合金化齿轮钢的晶粒尺寸及淬透性

研究了Nb-B微合金化20CrMoH渗碳齿轮钢的奥氏体晶粒长大规律及微合金化对其淬透性的影响。结果表明,添加0.04%Nb可以有效地细化奥氏体晶粒,并且在1050℃奥氏体化10h无混晶现象。此外,添加0.0008%B能够明显提高钢的淬透性,使淬透性不因晶粒细化及Nb(C,N)析出而降低。     

循环加热.淬火工艺下超细晶奥氏体的晶粒演变特征

分别利用含Nb钢和Nb-V-Ti钢研究了循环加热-淬火工艺下原始组织分别为温轧铁素体/珠光体、温轧回火马氏体以及常规铁素体/贝氏体的热模拟试样在不同循环次数条件下所获得的超细晶奥氏体晶粒的演变特征。研究表明:复合微合金化更有利于该工艺下奥氏体晶粒的超细化,且相比之下以温轧铁素体/珠光体为原始组织更有利于获得超细晶奥氏体,利用这一原始组织在3~4次循环加热-淬火处理后得到奥氏体晶粒尺寸在1~2μm;同样原始组织条件下,单纯添加Nb使得实现最大程度奥氏体晶粒超细化效果所需要的循环加热-淬火次数减少;根据Nb-V-Ti复合微合金钢中析出相粒子的透射及能谱分析发现,V的大量固溶以及Nb的部分溶解很大程度上决定着微合金元素添加对奥氏体晶粒超细化的影响程度。     

含Nb热轧带钢中过冷奥氏体连续冷却转变行为

采用Formastor-FII型全自动相变仪研究了含铌热轧带钢奥氏体连续冷却过程中的相变规律,用热膨胀法结合金相法建立了含Nb和不含Nb试验钢奥氏体的连续冷却转变曲线(CCT),研究了冷却速度和合金元素Nb对组织转变的影响。结果表明,同不含Nb钢相比,含Nb钢可以在更大的冷却速度区间得到单一的贝氏体组织;在冷却速度不断增大的条件下,奥氏体向铁素体、珠光体转变开始温度显著降低。其中,不含Nb钢中,奥氏体向铁素体、珠光体转变开始温度分别降低10 ℃左右,含Nb钢中分别降低10、20 ℃左右;合金元素Nb不仅能够抑制高温转变,还能够细化铁素体晶粒尺寸,减少铁素体体积分数,而且使针状铁素体的临界冷却速度降低,扩大针状铁素体形成的冷却速度范围,有利于针状铁素体的生成。     

锰质量分数和压缩比对中碳钢相变组织的影响

采用光学显微镜和电子探针观察了中碳钢显微组织形貌,分析了不同锰质量分数和轧制压缩比对相变组织的影响。研究表明：试验钢显微组织为形态不同的铁素体+珠光体;增加Mn质量分数抑制晶界铁素体形核和长大,同时细化铁素体晶粒,促进退化珠光体的形成;提高轧制压缩比有利于原奥氏体晶内蜂窝状铁素体的形成,该铁素体均匀的分割原奥氏体晶粒,与晶界铁素体具有相同的方向性;MnS或其复合夹杂物是铁素体在原奥氏体晶粒内部形核的有效位置。     

变形条件和冷却速率对低碳含Nb钢的相变及纳米析出的影响

利用Gleeble 3800热模拟试验机,研究了奥氏体再结晶和未再结晶组织对低碳含Nb钢连续冷却转变行为的影响,并对不同变形温度及冷却速率下Nb(C, N)的纳米析出行为进行了研究。结果表明,未再结晶区奥氏体的变形能够为多边形铁素体提供更多的相变形核点,扩大铁素体相变区,并且能够细化铁素体晶粒;相比于再结晶区1050℃单道次变形,未再结晶区的第二道次变形能够促进Nb(C, N)的析出,其中910℃变形时Nb(C, N)的析出量最多,850℃次之;冷却速率的增大能够抑制Nb(C, N)在奥氏体中的析出,但能够促进其在铁素体中析出;对于本试验钢,10℃/s的冷却速率即可抑制Nb(C, N)的析出;Nb(C, N)的析出粒子平均粒径随着冷却速率的增加而减小。     

钛微合金化高强钢的连续冷却相变规律

为了研究钛微合金化高强钢在连续冷却条件下的相变规律,通过热膨胀法及金相分析研究了低碳钢(C-Mn钢)和钛微合金钢(Ti钢)在连续冷却过程中的组织变化及过冷奥氏体的相变规律,分析了钛元素和变形对试验钢相变规律的影响,并讨论了连续冷却转变(CCT)与等温转变(TTT)曲线的关系。结果表明：随着冷速的增加,试验钢的主要相变组织由铁素体向贝氏体转变。在C-Mn钢中加入钛元素提高了过冷奥氏体的稳定性,抑制了铁素体和珠光体转变,促进了贝氏体转变;在奥氏体未再结晶区进行变形使试验钢的CCT曲线整体向左上方移动,提高了相变开始温度;变形提高了铁素体的形核率,促进了铁素体相变,铁素体组织得到细化;变形促进了贝氏体相变,使板条贝氏体变短,细化贝氏体组织。     

冷却速度对微合金化中碳非调质钢组织和性能的影响

通过热处理试验模拟了曲轴用微合金化中碳非调质钢经过小变形量条件的闭式模锻后获得的粗大组织,并进行相应的力学性能测试,研究了冷却速度和微合金元素Ti、Nb对中碳非调质V钢组织和力学性能的影响。结果表明,V-Ti-Nb钢炉冷后的综合力学性能最佳,抗拉强度达到960.6 MPa、屈服强度达到672.1 MPa、断后伸长率达到17.5%、冲击吸收能量达到22.9 J。冷却速度的增加使得V钢的抗拉强度和屈服强度均提高了近120 MPa,由于贝氏体这类硬相的存在,导致塑性下降,但是由于原始奥氏体晶粒尺寸的细化,使得冲击性能没有发生明显变化。Ti和Nb的加入,V-Ti-Nb钢由于珠光体片层间距的细化及(V, Ti, Nb)(C, N)的析出强化,屈服强度提升了76.5 MPa;珠光体片层间距和原始奥氏体晶粒尺寸的细化是V-Ti-Nb钢冲击性能改善的主要原因。     

铌、钛微合金化仿晶界型铁素体/粒状贝氏体复相钢的形变诱导铁素体相变的研究

以仿晶界型铁素体型/粒状贝氏体复相钢为对象,研究了铌、钛微合金化对其形变诱导铁素体相变的影响以及以仿晶界铁素体/粒状贝氏体为基本组织的复相钢形变诱导铁素体相变规律.研究表明,仿晶界铁素体/粒状贝氏体复相钢进行微合金化,会使其形变诱导铁素体相变受到抑制而推迟;同时因为微合金元素的加入,细化了相变中诱导析出的铁素体晶粒,有利于复相钢中粒状贝氏体的形成.形变参数对相变过程有着显著的影响,奥氏体化温度决定了奥氏体原始晶粒尺寸同样影响着形变诱导铁素体相变过程.采用合适的形变参数和奥氏体温度都可以促进形变诱导铁素体相变的进行从而细化铁素体晶粒.     

微合金化对渗碳齿轮钢热处理畸变的影响

利用C形缺口试样,研究Nb-B微合金化齿轮钢的渗碳热处理畸变。结果表明,由于细小的Nb（C,N）析出相在奥氏体晶界起钉扎作用,Nb-B微合金化渗碳齿轮钢的原奥氏体晶粒平均尺寸明显细于20CrMoH钢和22CrMoH钢。微量B使20CrMoH钢和22CrMoH钢的淬透性提高,理想淬透直径DI值增大,渗碳淬火畸变率增加;Nb微合金化细化晶粒,细晶粒齿轮钢的渗碳淬火畸变相对较小;Nb-B微合金化可实现淬透性提高而渗碳淬火畸变不显著增加。     

Ti微合金化对22MnB5热成形钢组织和性能的影响

通过热膨胀试验、显微组织分析和硬度测试,分析了冷却速率和Ti元素对两种22MnB5热成形试验钢相变温度、显微组织、析出相以及硬度等的影响,并绘制了CCT曲线。结果表明,当冷却速率低于5 ℃/s时,试验钢的显微组织主要为铁素体和珠光体;冷却速率达到5 ℃/s后开始形成贝氏体;冷却速率达到30 ℃/s时,获得单一马氏体组织。Ti微合金化可降低Ms点,并通过析出Ti(C, N) 相细化奥氏体晶粒,从而获得细小的马氏体板条,产生的析出强化和细晶强化效应提高了试验钢的强度。     

Nb和Cr对冷轧低碳低硅双相钢组织性能的影响

研究了在不同双相处理工艺条件下加Nb(0.033%)和加Cr(0.44%)两种低碳低硅冷轧双相钢的组织演变规律和性能特点。分析了合金元素Cr和Nb对双相组织中马氏体体积分数、马氏体形态和铁素体晶粒尺寸的影响。结果表明,Nb的作用主要是通过NbC粒子的析出阻碍再结晶晶粒的长大,从而在同样较低温度热处理工艺条件下,加Nb双相钢中的铁素体晶粒较细。随着处理温度的升高,当相变先于再结晶发生时,NbC对细化晶粒的作用不明显,因而加Nb和加Cr钢具有相近的铁素体晶粒尺寸。Cr提高奥氏体形成温度,导致双相处理时奥氏体的体积分数以及淬火后马氏体的体积分数的减少。力学性能分析表明,在同样的双相处理条件下,加Nb钢具有较高的强度和较低的屈强比;而加Cr钢则表现出较好的塑性。     

微合金元素对V-N中碳微合金钢组织和性能的影响

采用金相显微镜和透射电镜等分析方法研究了微合金元素对V-N中碳微合金钢组织和性能的影响.结果表明,V-N中碳微合金钢的热轧态组织为铁素体+珠光体组织,随着钢中V、N含量增加,铁素体含量增多,晶粒变细;微合金钢中的V、Ti、N等元素主要以V(C,N)和V(C,N)+Ti(C,N)形式析出,其中V(C,N)颗粒细小,而V(C,N)+Ti(C,N)颗粒较粗大;细小、弥散分布在钢中的V(C,N)相以析出强化的方式改善了中碳微合金钢的综合力学性能;而适量的Ti在钢中形成弥散分布的TiN相阻止热加工过程中奥氏体晶粒的过分长大,细化了微合金钢的组织.     

铌对微合金化高碳钢奥氏体晶粒长大的影响

研究了铌对钒微合金化高碳钢在不同加热温度和保温时间下的奥氏体晶粒长大规律的影响。结果表明,含铌A钢在1100℃以下具有较好的抗晶粒粗化能力,组织中存在大量以Nb C为主的析出物,其奥氏体晶界迁移能仅为44.2 k J/mol;而不含铌B钢,不具有某一温度下的抗晶粒粗化能力,同时组织中仅发现较少量VC析出物,其奥氏体晶界迁移能高达197.2 k J/mol;在高碳钢中,同一奥氏体温度下,V降低Nb C完全溶解温度。     

Nb-V复合微合金化中碳非调质钢的连续冷却转变

利用Formastor-Digital膨胀仪测定了Nb-V复合微合金化中碳非调质钢的连续冷却转变曲线(CCT曲线),并测定了不同冷速下实验钢硬度的变化。分析了不同Nb、V含量对中碳非调质钢连续冷却转变的影响。结果表明,随着Nb、V含量的增加,相变点温度随之降低,并使得转变过程中珠光体、贝氏体转变区域变宽,组织中相应的体积分数增加。冷速在0.08~1℃/s时,组织主要为铁素体和珠光体;当冷速大于2.5℃/s时,开始发生贝氏体转变,随着冷速的进一步增加,贝氏体含量越来越多,并在5℃/s时出现马氏体组织。Nb-V复合微合金化实验钢受冷速的影响较大,随冷速的增大实验钢的显微硬度也随之提高。冷速分别在10℃/s和30℃/s时,硬度突然增大。     

低碳V-N-Cr微合金化耐候钢的连续冷却转变曲线

采用Formaster-FII全自动相变仪和MMS-300热模拟实验机分别对低碳V-N-Cr微合金化耐候钢未经变形及变形的奥氏体的连续冷却转变(CCT)曲线进行了测定。结果表明:与静态CCT曲线相比,低碳V-N-Cr微合金化耐候钢奥氏体变形后的动态CCT曲线的相变温度较高,曲线整体向左上方移动;变形会大幅度增加奥氏体内部缺陷密度,促进铁素体相变发生;对于变形奥氏体,当冷速小于2℃/s,相变组织为铁素体和珠光体;当冷速大于2℃/s,开始出现粒状贝氏体和针状铁素体;随着冷却速率的增大,铁素体和珠光体组织逐渐减少,贝氏体组织增多,存在粒状贝氏体和板条贝氏体,铁素体的晶粒尺寸也逐渐减小。在20～40℃/s相对大的冷却速度范围内,V-N-Cr耐候钢由板条贝氏体和针状铁素体组织组成。     

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。     

Nb对Ti-Mo微合金钢连续冷却相变规律及组织性能的影响

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。