Nb-Ti低碳微合金鋼的組織及析出控制研究.pdf

1、在低碳微合金高強鋼中，微合金碳化物在鐵素體或貝氏體中的析出具有顯著的強化作用。新一代TMCP以超快冷技術為核心，在鋼中析出物的控制上有著較為明顯的優(yōu)勢，而以往的研究多是基于常規(guī)冷卻方式，因此研究超快冷條件下的析出規(guī)律具有很大的必要性。本文計算了Nb-Ti鋼和Ti鋼中微合金元素的平衡析出規(guī)律，考察了連續(xù)冷卻相變規(guī)律，并研究了超快冷及超快冷后的冷卻工藝對組織性能及沉淀析出行為的影響規(guī)律，主要內容如下：
　　(1)利用Thermo-Ca

2、lc熱力學計算軟件計算了實驗鋼中微合金元素的平衡析出相以及析出相的化學成分隨溫度的變化。結果表明:實驗鋼在各溫度下的析出相均具有以某一二元析出相為主、其他微合金元素復合析出相共存的特點。隨溫度的降低，Nb-Ti鋼先后以TiN、NbC和VC析出相為主，同時存在(Nb，V，Ti)(CN)復合析出相。
　　(2)利用熱模擬實驗機考察了冷卻速率、Nb元素及變形對其奧氏體連續(xù)冷卻轉變過程的相變行為的影響。結果表明:實驗鋼具有較寬的貝氏體轉變

3、區(qū)域;Nb元素使得CCT曲線整體向右下方移動，大大減小了先共析鐵素體和珠光體相變區(qū)，同時擴大了針狀鐵素體/貝氏體相變區(qū)，使得含Nb鋼在較低冷速時便能得到較多的針狀鐵素體;奧氏體變形促進鐵素體和珠光體相變，對貝氏體轉變具有雙重作用，即低冷速時抑制貝氏體轉變，高冷速時促進貝氏體相變。
　　(3)利用熱模擬實驗機研究了超快冷條件下等溫淬火工藝中等溫溫度和等溫時間對Nb-Ti鋼相變和沉淀析出行為的影響規(guī)律。鐵素體區(qū)等溫淬火的結果表明:66

4、0℃等溫淬火得到的馬氏體分布較均勻，析出粒子數(shù)量較多，因此硬度值也較高。660℃等溫60min淬火的硬度達到HV285，換算后的抗拉強度為980MPa，實驗鋼具有較高的強度和硬度。
　　(4)貝氏體區(qū)等溫淬火的結果表明:隨等溫時間的增加，在580℃等溫淬火得到的粒狀貝氏體中，M/A島的量減少，平均弦長減小，因此硬度降低，韌性改善。580℃等溫淬火的納米析出相數(shù)量較500℃多。等溫60min淬火的硬度達到HV245，換算后的抗拉強度

5、為850MPa，M/A平均弦長為0.29μm，具有良好的強韌性。
　　(5)通過模擬常規(guī)冷速下的等溫淬火工藝，對比研究了超快冷對組織和沉淀析出規(guī)律的影響。結果表明:超快冷使得500℃等溫淬火得到的板條貝氏體寬度減小了100～200nm，有利于組織的細化;使得580℃等溫淬火得到的粒狀貝氏體中M/A的量較高，平均弦長也較小，有利于粒狀貝氏體組織的韌化;同時超快冷也有利于沉淀析出，使硬度和強度得到提高，換算后的抗拉強度最高提高了120