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.     

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,D）析出后，Mo可能溶入Nb（C，N）的析出颗粒之中。     

Nb和Mo对矿用磨球用钢微结构和相变的影响

对不同合金成分磨球用钢样品进行高温激光共聚焦显微镜(HT-CLSM)原位观察和JMatPro软件模拟计算,研究了Nb、Mo元素对其热处理过程中微结构和相变的影响。结果表明,试验钢中添加0.051%Nb元素的原奥氏体平均晶粒尺寸最小(38.8 μm),添加0.079%Mo元素的次之,无添加的最大,可达74.1 μm。添加Nb元素时,析出物类别主要为Nb(C, N)和MnS,析出物的数量最多,显著阻碍了高温奥氏体晶粒长大。添加Mo元素时,析出物类别主要为MnS和AlN,析出物数量次之,对奥氏体晶粒长大有一定的阻碍作用。Nb和Mo元素的添加均有利于扩大贝氏体转变区,增加贝氏体转变量,提高马氏体转变开始温度。     

Nb(C，N)作为取向硅钢中抑制剂的可行性

在铌微合金高强度钢中,主要利用铌来提高奥氏体的再结晶温度,从而实现控制轧制和控制冷却;同时,利用铌的析出进行强化来提高铌微合金钢的强度和韧性。结合取向硅钢抑制剂的特点和要求,分析了Nb(C,N)作为抑制剂的可行性。由于Nb(C,N)在钢中的固溶温度低,析出颗粒尺寸小,Nb(C,N)具备作为取向硅钢抑制剂的基本特征和优势,故其可作为取向硅钢中抑制剂。     

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。     

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.     

新型耐热钢P92焊缝金属微观组织研究

采用金相显微镜、扫描电子显微镜、能谱仪和X-射线衍射分析等方法,研究了新型耐热钢P92钢焊缝金属的微观组织特征。结果表明:P92钢焊缝金属组织由马氏体、残余奥氏体和析出相组成,其马氏体板条束和马氏体板条尺寸都比较大,残余奥氏体含量远低于正火态P92钢组织中的含量,而析出相主要为V/Nb(C,N)、Fe3C和M23C6,其中M23C6含有多量W、Mo合金元素。     

含Mo低合金钢复合碳氮化物的析出热力学计算模型及分析

以规则溶液亚点阵模型为基础,针对Fe-Nb-V-Ti-Mo-C-N合金系,基于多元复合析出相的固溶析出理论建立了复合碳氮化物在含钼低合金钢奥氏体中的析出热力学计算模型。结果表明:在高温阶段的析出相主要是TiN,而在低温阶段,析出相以富V复合碳化物为主;Mo元素几乎不从奥氏体中析出,Mo能够提高微合金元素(Nb、V、Ti)在奥氏体中的固溶度积,降低微合金元素和间隙元素的活度,大大延迟其析出过程。     

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。     

Nb对钠冷快堆包壳用15-15Ti奥氏体不锈钢组织和拉伸性能的影响

使用OM、SEM和TEM等方法研究了0~0.46wt.%Nb对固溶态和时效态15Cr-15Ni含Ti奥氏体不锈钢(15-15Ti)中析出相类型、形貌及其分布的影响。结果表明,Nb取代了(Ti,Mo)C相中部分Ti、Mo原子,在0.21wt.%Nb和0.46wt.%Nb合金中形成富Nb的(Nb,Ti)C相,而且Nb含量的增加使固溶态的奥氏体基体组织细化。在850 ℃时效1000h后,组织中有sigma相、MC碳化物析出,Nb的增加促进了 Nb、Mo元素在sigma相中的富集,促使sigma相更为细小、弥散析出。固溶态和时效态试样的室温、650 ℃拉伸结果表明,在0~0.46 wt.% Nb范围内,Nb含量的增加对固溶态合金室温和高温拉伸性能影响较小,而Nb促进析出的sigma相对时效态合金的拉伸性能影响较小。     

Nb含量和变形量对水电站用800 MPa高强钢淬火再加热奥氏体晶粒尺寸及其分布的影响

利用Gleeble 3500热/力模拟试验机,通过1000℃+820℃两阶段热变形+900℃淬火再加热联合模拟试验,研究了Nb含量和不同热变形量对水电站用800 MPa级高强度试验钢淬火再加热晶粒尺寸及其分布的影响规律,并通过透射电镜(TEM)对形变诱导析出的Nb(C,N)的粒子尺寸、分布进行了观测。结果表明,热变形态奥氏体晶粒尺寸(D)对于再加热淬火态奥氏体晶粒尺寸(D′)具有重要遗传性影响,二者以及900℃再加热保温时间t之间存在函数关系D′=(1.0057D-6.9785)×(t/300)^0.215,用于预测800 MPa高强钢再加热淬火态晶粒尺寸时具有较高精度。增加Nb含量可同时细化晶粒尺寸D和D′,并改善晶粒尺寸分布、显著降低个别粗大晶粒出现的概率。在常用的淬火加热制度下,添加0.03%Nb和0.05%Nb的晶粒细化效果基本相当,兼顾其经济性应优选0.03%Nb。TEM观测结果表明,含Nb变形态试样中存在大量10～30 nm尺寸的Nb(C,N)粒子,其数量和密度随Nb含量增加而增加,但粒子尺寸并未随之明显增大。通过热力学计算并综合粒子尺寸和形成时间推断,...     

Zr对高强度钢热影响区第二相粒子及韧性影响

研究了0.012 4%锆对低合金高强度钢焊接热影响区粗晶区第二相粒子和冲击韧性的影响.结果表明,模拟20 kJ/cm焊接线能量下无锆钢焊接热影响区粗晶区中第二相粒子为Al-Ti复合氧化物和（Ti,Nb） N析出物.而含锆钢则是Zr-Al-Ti复合氧化物及（Al,Ti,Nb） N和（Ti,Nb） N析出物.同时,定量数据分析表明含锆钢中氧化物和氮化物粒子密度更高且尺寸更加细小.这些高密度的细小的第二相粒子在焊接过程中能有效钉扎晶界移动,抑制奥氏体晶粒粗化,在焊接热影响区粗晶区中得到尺寸相对细小均匀的原奥氏体晶粒,使得含锆钢焊接热影响区粗晶区呈现韧性断裂和极好的低温冲击韧性.     

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.     

00Cr12NiNbTi不锈钢热轧中析出行为

对00Cr12N iNbTi铁素体不锈钢进行加热、粗轧、精轧及卷取过程的模拟实验,应用扫描电镜、透射电镜、化学相分析及热模拟等方法对试样中析出物进行了定性定量分析。结果表明:加热到1140℃,保温0、45和90 m in后,粒子主要为TiN,Ti的固溶率为66.3%,N的固溶率为1.3%;从粗轧到精轧,微米级的小颗粒减少,大颗粒增多,颗粒平均尺寸由1.8μm增大到3.2μm,有聚集长大现象;在热轧过程中微米级粒子形貌为方形或球形,基本保持稳定;纳米级的(Nb,Ti)C颗粒在精轧阶段开始析出,卷取保温及缓冷至室温过程中大量析出,多分布于晶界及晶内处,在较高温度下卷取会析出较多的纳米级(Nb,Ti)C颗粒。     

Microstructural changes in cast martensitic steel after creep at 620°C

Microstructural changes in the cast steel GX12CrMoWVNbN10-1-1 (Fe–0.11 C–0.31 Si–0.89 Mn–9.57 Cr–0.66 Ni–1.01 Mo–1.00 W–0.21 V–0.06 Nb–0.05 Cu–0.05 N in wt %) have been investigated after tests for long-term strength at a temperature of 620°C in the range of stresses of 120–160 MPa. Upon short-term creep (up to 5000 h), the tempered troostite structure and distribution of particles of proeutectoid constituents change insignificantly, except for the precipitation of particles of the Laves phase ～100 nm in size along boundaries of laths, blocks, packets, and initial austenite grains. Upon long-term creep (to 10000 h), the tempered troostite partially transforms into the subgrain structure, which is accompanied by a decrease in the dislocation density from 6.4 × 10¹⁴ to 3.1 × 10¹³ m^–2 and connected with growth of sizes of M₂₃C₆ carbides of 105–150 nm and particles of the Laves phase to 380 nm, due to the dissolution of these particles located along path boundaries. Upon long-term creep, the average size of V(C,N) particles increases from 45 to 64 nm (while Nb(C,N) particles increase from 48 to 87 nm), and the Nb content in V-enriched carbonitrides and the V content in Nb-enriched M(C,N) particles substantially decrease. No formation of the Z phase has been revealed. The combination of M(C,N) nanoparticles with the presence of W in the solid solution has been found to be responsible for the enhanced high-temperature strength of the steel.     

Crystallography of duplex AlN–Nb(C,N) precipitates in 0.2% C steel

Crystallographic aspects related to the formation of duplex AlN–Nb(C,N) precipitates in 0.2% C steel have been evaluated by transmission electron microscopy. Nb(C,N) precipitation occurs with a compromise orientation relationship on favorably oriented AlN particles in the microstructure to minimize the barrier to Nb(C,N) nucleation and growth.     

Influence of Nb Content on Microstructure and Mechanical Properties of a 7%Ni Steel

The influence of Nb content on the microstructure and cryogenic mechanical properties of a 7%Ni steel was investigated within the Nb content range from 0 to 0.05%.The microstructure was characterized by optical microscope,scanning electron microscope,transmission electron microscopy and X-ray diffraction,and the low-temperature mechanical property tests were conducted.The Nb addition can effectively refine the prior austenite grains and microstructure of the steel.Fine niobium precipitates with a diameter of about 10–50 nm were observed.They tend to be spherical and locate mainly in the vicinity of grain boundaries.Although there are considerable amounts of reversed austenite forming at grain boundaries in the specimen containing the highest Nb content,no Nb element was detected in such reversed austenite,which implies that Nb element did not affect the formation of the reversed austenite directly.Mechanical test results suggest that the strength of the 7%Ni steel is not simply in relation to the prior austenite grain size,but also depends on the amount of reversed austenite.On the other hand,the grain refinement,enhanced with increasing Nb content,has a good effect on cryogenic toughness.     

固溶温度对超纯净18Ni(350)马氏体时效钢断裂韧性及微观组织的影响

研究了在1083—1483K温度范围内，固溶温度对超纯净18Ni(350)马氏体时效钢断裂韧性(KIC)的影响．通过透射电镜(TEM)研究了马氏体时效钢微观组织的变化，结合相变曲线和断口扫描电镜(SEM)观察，探讨了固溶温度对断裂韧性的影响机理．结果表明：超纯净马氏体时效钢的断裂韧性(KIC)随着固溶温度的升高或再结晶晶粒尺寸的长大而增加，不存在常见的Ti(C，N)在晶界偏聚而引起的“热脆”现象．固溶态马氏体时效钢由单一的马氏体板条组成，其形貌、间距以及位错密度不受固溶温度的影响．在时效过程中，随着固溶温度的升高或再结晶晶粒的粗化，Ni3(Mo，Ti)等时效析出相在晶界或板条界的偏聚程度逐渐加重并导致基体软化，合金元素Ni，Mo的富集诱发了逆转变奥氏体形成．这使裂纹尖端易于钝化而表现出韧窝状穿晶断裂和保持较高的断裂韧性．