THE FINE STRUCTURE OF Nb AND V PRECIPITATES IN Nb-V STEEL

利用透射扫描电镜和能谱仪对Nb-V微合金化钢中Nb和V析出相进行了研究,发现Nb和V在高温形变和连续冷却中,与C,N形成一种复杂的有序碳氮化物,其中Nb与V的含量是可变的,其浓度比值(C_(Nb)/C_V)随着析出颗粒尺寸的减小而递减,化学式可写成(Nb,V)(C_(1-x),N_(1-y))。电镜观察表明,它们的形貌特征以及与基体的位向关系,同铌钢和钒钢中的析出相一致。     

Ti,Nb,V复合碳氮化物点阵常数的测定

本文介绍了用CBED法和能谱法同时测量不同颗粒尺寸的Ti,Nb,V析出相的点阵常数和化学成分。CBED法的测量精度可达万分之二。它们分别获得颗粒的点阵常数值,误差小于1％。在测量中发现:在Nb-V钢中浓度比(C_(Nb)/C_V)和点阵常数随着析出颗粒尺寸的减小而递减。但是,在Ti-V-Nb钢中Ti,Nb和V的析出量和点阵常数与析出颗粒尺寸的关系无规律。     

V和Nb元素对钢筋混凝土结构中耐火钢显微组织和力学性能的影响

研究了V和Nb微合金化耐火钢显微组织和力学性能。结果表明,Mo、V、Nb元素的复合添加可以提高耐火钢的屈服强度、抗拉强度和伸长率。同时耐火钢的耐火性能和抗震性能得到提高,这与实验钢中析出的第二相V(C,N)和(Nb,V)(C,N)有关。     

11%Cr铁素体/马氏体钢蠕变前后的析出相研究

利用透射电镜和能谱仪研究了一种11%Cr铁素体/马氏体钢在蠕变前后的析出相的类型、成分、形貌以及尺寸分布。结果表明,蠕变前钢中的析出相主要为富Cr的M_(23)C_6碳化物,富Nb/富Ta-Nb的MX碳化物,富Nb的MX碳氮化物。在600℃,150 MPa应力下蠕变1100 h后(未发生断裂),M_(23)C_6相的化学成分和尺寸几乎没有变化,Ta-Nb富集的MC析出相溶解,Nb富集的MX析出相内Nb元素含量少量上升,Ta与Cr元素含量下降。MX相的尺寸在蠕变后明显减小。此外,在蠕变后的钢中发现了(Fe,Cr)_2W型的Laves相和M_6C型的碳化物。     

微合金化S355钢的第二相析出行为

采用Thermo-Calc软件,分析了S355钢连铸坯在200~1600℃温度范围内第二相粒子的析出行为,并利用扫描电镜(SEM)与透射电镜(TEM)观察确认了S355钢铸坯中析出物的形貌、类型与析出位置。结果表明:S355钢中含Ti、含Nb以及含V的第二相析出温度依次降低,且氮化物析出温度普遍高于碳化物;S355钢在高温阶段易形成典型的Nb Ti复合析出相,在低温阶段易在晶界与位错附近形成纳米级Nb C;S355钢析出相的开始析出温度分别为:1388℃(Ti N)、1100℃(Nb N/Nb C)、1080℃(Ti C)、936℃(Al N)和900℃(VNC).     

钢中(Nb,V)碳氮化物应变诱导析出动力学

利用压力膨胀仪和萃取复型法研究了Nb—V微合金化钢中(Nb.V)CN析出相在四种压下量(0,10,30和50％)和三种温度(1100,1000和850℃)下的等温析出规律,获得了四种类型析出动力学曲线。     

热处理工艺对冷作模具钢GYCRF组织及力学性能的影响

通过光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和冲击试验等分析手段,对不同淬、回火热处理条件下的冷作模具钢GYCRF的组织和性能进行了研究。结果表明:GYCRF钢淬火后存在含Nb、Mo和V等合金元素的碳化物,1080～1120℃是最佳的淬火温度范围;在520℃回火时存在二次硬化峰,回火组织中主要为富含Nb、V等合金元素的MC型碳化物和以Cr元素为主的M_(23)C_6型碳化物;与常用冷作模具钢DC53相比,由于淬火前MC碳化物中Nb部分替代了V,在合金质量比一定的前提下,Nb的加入使得V含量相对降低,造成基体中固溶的V元素和回火时MC型碳化物析出量相对减小,回火硬度降低,冲击韧性高于DC53钢。     

钒氮含量对低碳钢奥氏体静态再结晶的影响

采用Gleeble1500热模拟机对不同钒-氮含量的微合金钢进行了热模拟实验,并对析出物的量进行了理论计算,观察了不同成分、温度、应变量对再结晶的影响,并与铌微合金钢进行了比较。结果表明,随着钢中V-N含量的增加,实验钢中奥氏体的再结晶被逐渐抑制;随着变形温度的降低,再结晶倾向也逐渐减小。但是与含Nb钢相比,再结晶趋势较大,主要原因是V-N钢与Nb钢的析出动力学的不同,Nb钢中Nb(CN)由于应变诱导可迅速析出,从而抑制了再结晶的发生,而钒氮钢中V(CN)的析出较慢,不能快速抑制再结晶的发生。     

时效温度对S31042奥氏体耐热钢析出相的影响

为了研究时效温度对S31042钢析出行为的影响,在650、700、750℃下对S31042钢进行了长时时效处理。采用金相显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜和X射线衍射,观察及分析了钢中析出相的演变。结果表明,时效温度对钢中析出相种类的影响较小,钢中的主要析出相为M_(23)C_6相、Z相和MX相,700、750℃时效过程中有σ相析出。随着时效温度的升高,晶界处的M_(23)C_6碳化物的析出速率和粗化速率明显加快,而Z相受温度变化影响较小。M_(23)C_6相的粗化受C元素的扩散控制,Z相的粗化则主要受Nb元素的扩散控制。     

长期高温服役后S31042奥氏体耐热钢的微观组织

利用光学显微镜、扫描电镜及能谱仪和X-射线衍射分析仪,研究了1000 MW超超临界机组用S31042奥氏体耐热钢服役50000 h后的微观组织变化。结果表明,经长期高温服役后,S31042钢组织由奥氏体基体和M_(23)C_6、NbCrN和Nb(C,N)析出相组成,服役过程中析出相不断发生析出、聚集和长大。M_(23)C_6碳化物在奥氏体晶界、孪晶界等位置形成链条状,在晶内析出为细小颗粒状,并随着服役时间的延长发生聚集长大,而在晶界附近区域则为细小颗粒状。NbCrN和Nb(C,N)主要分布于奥氏体晶粒内部,尺寸细小的NbCrN、Nb(C,N)和M_(23)C_6碳化物可有效提高S31042钢的蠕变强度,而尺寸较大的M_(23)C_6碳化物以及初始Nb(C,N)将对材料的蠕变强度产生不利影响。     

控轧过程中Nb,V,Ti碳氮化物的应变诱导等温析出

利用STEM,EDAX,新的萃取复型技术和相分析方法,研究了Nb钢,V钢、Nb-V钢和Ti-V-Nb钢中的Nb,V,Ti碳氮化物在控轧过程中的应变诱导等温析出和颗粒粗化的规律。     

4335V钢中碳化物的研究

实验表明,4335V钢淬火回火后析出三种碳化物:(1)M_3C,在200至700℃回火时析出,其中溶有Cr,Mn,Mo,V,随回火温度升高,Cr含量从2.6％增至19.5％;(2)M_7C_3,在400℃以上回火时析出,其中含Cr20—30％,还溶有Mn和Mo;(3)M_4C_3,在高于500℃回火时析出,其中M为V,Mo,Cr,其原子比为V:Mo:Cr≈7:1:1。 本文还研究了碳化物的形貌和分布特征,以及与淬火亚结构的关系,初步分析了它们对钢的低温冲击韧性的影响。     

低碳钢中微合金元素Nb,Mo在析出过程中的相互作用

运用热模拟技术和TEM分析法,研究了C-Ti-Mo和C-Nb-Mo两种简单成分钢奥氏体变形后弛豫过程中微合金元素Nb,Mo在析出物中的相互作用.结果表明:在850℃变形后弛豫1000s,C-Ti-Mo和C-Nb-Mo钢均保持了奥氏体状态且两种简单成分钢中均有析出发生,能谱分析显示析出颗粒分别是Ti(C,N)和含Mo的Nb(C,N).微合金元素Mo与Nb有较强的相互作用,在Nb(C,N)析出后,Mo可能溶入Nb(C,N)的析出颗粒之中.     

5Cr8Mo2SiV钢淬火和回火过程中碳化物的析出

对球化退火后的5Cr8Mo2Si V刃具钢进行淬火和回火工艺的探究,用SEM和EDS对淬、回火后的显微形貌进行分析,用碳化物电解萃取和XRD分析等研究了5Cr8Mo2Si V刃具钢淬、回火过程中碳化物的析出行为,并用Jmat-Pro模拟回火过程中碳化物析出相的变化。结果表明:5Cr8Mo2Si V钢退火试样在1100℃淬火+520℃回火时有明显的二次硬化现象,球化退火组织中存在VC、Cr_(23)C_6、Cr_7C_3、Fe_3C、Si C和Mo_6C类碳化物。Mo_6C、Si C、Fe_3C、Cr_7C_3和Cr_(23)C_6型碳化物随着淬火温度升高依次溶入马氏体基体,最终只有VC分布在基体上。Mo_2C、VC、Cr_7C_3和Cr_(23)C_6型碳化物在回火过程中从马氏体中析出,且Mo_2C和VC型碳化物在520℃回火析出量出现峰值。结合Jmat-Pro模拟结果发现,5Cr Mo2Si V钢的二次硬化现象是残留奥氏体二次淬火和Mo_2C粒子的第二相强化共同导致,且Mo_2C粒子第二相强化效应符合位错切过机制。     

微合金元素Nb,Mo在应变诱导析出过程中的相互作用

运用热模拟技术和透射电子显微镜,研究了C-Mo、C-Ti-Mo和C-Nb-Mo三种简单成分钢奥氏体变形后松弛过程中微合金元素Nb、Mo在析出物中的相瓦作用.结果表明:在850℃变形后松弛1000 s.三种钢均保持了奥氏体状态,但C-Ti-Mo和C-Nb-Mo钢有析出发生,能谱分析显示析出颗粒分别是Ti(C,N)和含Mo的Nb(C,N).微合金元素Mo与Nb有较强的相互作用,在Nb(C,N)析出后,Mo可能溶入Nb(C,N)的析出颗粒之中.     

700℃长时时效后Super304H钢的析出相分析

利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM-EDS)分析了原始和700℃分别时效500、800、1500、2500和3650 h的Super304H钢析出相变化特征。结果表明:Super304H钢在700℃时效过程中,析出相总量与时效时间符合函数S=0.036+7.8×10~(-4)t-1.20×10~(-5)t~2+7.61×10~(-9)t~3-1.85×10~(-12)t~4+1.53×10~(-16)t~5;析出相主要为时效过程中聚集的M_(23)C_6和弥散分布的Nb(C,N);随着时效时间增加,M23C6中Fe含量减少,Cr、C含量增加,而Nb(C,N)中Nb含量减少,C、N含量增加。     

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。     

EH40钢性能及析出相的研究

采用力学分析方法,对铌钒钛复合微合金化EH40钢板性能进行了研究,结果表明,与普通16Mn钢相比,EH40钢综合性能得到明显提升.采用H-800透射电镜对钢中第二相不同阶段的析出行为进行的研究表明钢中粗大析出相为TiN颗粒,Nb和V的碳氮化物在随后的控轧控冷阶段中析出,并对各阶段析出物对材料力学性能的影响进行了探讨.     

Nb-Mo微合金高强钢强化机理及其纳米级碳化物析出行为

采用SEM,EBSD,HRTEM和物理化学相分析等技术分别对0.1%Nb和0.1%Nb-0.19%Mo微合金低碳热轧钢进行了微观组织形貌、钢中析出相及强化机理的观测和分析.结果表明,与Nb钢相比,Nb-Mo钢的组织较为细小,组织中小角度晶界密度也较高,且Mo的添加使得Nb的析出率升高,尺寸在10 nm以下的纳米级MC型析出相(Nb,Mo)C含量较高,这种纳米级析出相(Nb,Mo)C具有较低的熟化速率,不易粗化,因此具有较高的沉淀强化增量,这也是Nb-Mo钢强度高于Nb钢的主要原因.     

Nb-Ti处理超低碳烘烤硬化钢的析出行为

通过物理化学相分析试验和热力学平衡计算,分析了Ti、N原子比大于1、等于1、小于1的3种Nb-Ti处理ULC-BH钢板的第二相析出规律.相分析和热力学计算结果表明,3种成分钢板析出相主要为(Ti,Nb)(C,N)、MnS,试验钢中未发现Ti4C2S2和TiS相;Ti、Nb元素的氮化物主要在A,温度以上析出,而碳化物主要在铁素体相区析出.在热轧板经卷取保温后,Nb、Ti元素接近完全析出形成M(C,N);短时退火后,M(C,N)相有少量回溶.当Ti、N原子比接近1时,N主要与Ti结合,C单独由Nb固定,有利于预估钢中固溶c含量.钢中增加酸溶铝含量有利于避免形成A120,夹杂.