大规格V-N微合金化球扁钢连续冷却过程中的组织性能分析

针对规格尺寸扩大带来的球扁钢截面性能不均匀问题，利用静态过冷奥氏体连续冷却转变曲线(CCT曲线)和ANSYS有限元多场耦合模拟相结合方法对V-N微合金化设计大规格球扁钢进行了性能预测。同时利用透射电镜、相分析等试验技术对球头和腹板的强化机理进行研究。结果表明：采用V-N微合金化设计18#不对称球扁钢全截面组织为铁素体+珠光体+贝氏体，冷却过程中球头的冷速比腹板冷速慢2℃/s左右，170 s达到最大温差104.6℃,球头和腹板晶粒尺寸差异2.7μm,硬度差异20 HV5。球头较长的高温停留时间使得V(C,N)析出量比腹板更多，析出尺寸更细小。同对比球扁钢相比，采用V-N微合金化设计的试验球扁钢屈服强度提高55～78 MPa,球头与腹板差异从22 MPa减少至1 MPa,显著改善了球扁钢截面均匀性。     

钒氮微合金化高强度球扁钢的强韧化机制

针对球扁钢在孔型轧制时球头、腹板部位组织性能不均匀的问题,研究了钒氮微合金化技术改善高强度球扁钢截面均匀性的作用机制。采用ANSYS有限元模拟了球扁钢轧后冷却温度场的分布。结果表明,球扁钢轧后冷却过程中球头心部冷却较慢,腹板冷却较快。950℃终轧后冷却150S时,球头心部、腹板温度差异约为120℃;对比分析了钒和V—N...     

V-N微合金化厚壁H型钢的组织、力学性能及析出物研究

针对高强度厚壁H型钢易在截面不同部位产生性能差异的特点,研究了V-N微合金化方式对高强度厚壁H型钢性能均匀性的影响.结果显示,V-N微合金化对H型钢力学性能的截面不均匀性有所改善,尤其显著提高了翼缘和腹板结合部位的性能.这和V在H型钢不同部位的不同析出行为有关系.     

碳和氮含量对大规格球扁钢组织和性能的影响

在全球船舶大型化的发展背景下，中国为顺应国际市场需求，提高运输效率，对船舶材料的规格和性能提出了更高的要求，作为船舶主要型材的球扁钢，原有的成分设计已满足不了现有大规格的强度、韧性和截面均匀性等要求。为满足行业需求，研发了一种高强韧性、截面均匀性良好的18号不对称球扁钢，并采用热轧+回火工艺替代热轧+调质工艺以降低成本。试验钢为3种不同C、N成分设计的V-N微合金化钢，经工业生产成热轧态后进行实验室回火和检测。通过透射电镜、相分析等材料表征手段和力学性能检测对3种试验钢进行对比研究，研究不同C、N含量球扁钢热轧态和回火态球头和腹板部位的强度和低温韧性，并在此基础上定量计算各强化增量值。结果表明，热轧态球扁钢球头和腹板显微组织均含有多边形铁素体(PF)、珠光体(P)和粒状贝氏体(GB)。PF和P的微观结构组合提供了更好的低温韧性，而GB使试验钢韧性降低。经680℃回火2 h后，3种试验钢能在保证强度损失较小的前提下大幅度提高韧性。尤其是低碳高氮钢，由于细小的晶粒尺寸和V(C,N)析出相尺寸，使得低碳高氮钢球头和腹板的屈服强度为560 MPa左右，截面均匀性进一步提高；且由于大角度晶界含量...     

V-N微合金化高强度厚板的研制

对比了V-N微合金化和V微合金化钢的强化效果，确认钢中增加N含量能有效提高V的析出强化与细晶强化能力，对钢的各项性能都不会产生不利影响。采用V-N微合金化和控制轧制工艺试制了60、70mm厚板，产品性能到达了Q390E钢的质量要求。     

EAF-CSP流程V-N微合金钢中第二相的析出

目前,在EAF-CSP流程中通过V-N微合金化技术可成功生产屈服强度为550 MPa的高强度低合金钢.然而,基于热力学平衡考虑,对铸坯中V(C,N)的析出分析存在争议.针对珠钢CSP流程生产的V-N微合金钢,采用物理化学相分析方法、透射电镜的复型分析以及扫描电镜观察了流程中不同阶段试样的V(C,N)析出情况.并通过Thermo-Calc 理论计算,初步探讨了EAF-CSP流程V-N微合金钢中Ti以及Al的析出对V(C,N)析出的影响.     

钒钢的技术进展

 介绍了V在钢中的应用及V微合金化技术最新进展。通过含V钢中增N,利用廉价的N元素,优化了V的析出,显著提高沉淀强化效果,达到节约V用量及降低成本的目的。V-N钢中V（C,N）在奥氏体中析出,起到晶内铁素体核心作用,明显细化铁素体晶粒。V在贝氏体中的析出起到明显强化作用,提高了贝氏体的强度。V-N微合金化技术在高强度钢筋、高强度型钢、非调质钢、薄板坯连铸连轧高强度带钢等产品中获得广泛应用。     

V-N微合金化高强度铁塔用角钢的研究

利用V-N微合金化技术,在16Mn钢基础上进行铁塔用角钢的合金设计,并结合角钢的孔型轧制要求,考察了V/N合金设计以及板坯加热温度、轧制工艺参数对角钢组织性能的影响。结果表明,随着钢中V/N含量的增加,钢中弥散析出的第二相粒子数量显著增加,屈服强度显著提高,其中0.01%的钒含量对屈服强度贡献约为23 MPa。V-N微合金化角钢坯料再加热过程中V(C,N)粒子的溶解温度低于1 150℃,控制低的坯料加热温度有利于提高角钢的低温冲击韧性。终轧温度对低钒钢的屈服强度和韧性存在显著影响,但对高钒钢的组织性能影响不大。采用V-N微合金化设计后,角钢的综合性能得到显著提高,且力学性能对轧制工艺参数变化不敏感,因此,V-N微合金化技术适用于角钢的实际生产应用。     

欧标耐低温热轧H型钢质量改善研究

山钢股份莱芜分公司采用V-N微合金工艺开发了欧标耐低温热轧H型钢,但产品冲击性能不合、翼缘内侧裂纹。为此,对原工艺进行优化,采用V-Ti微合金化工艺替代V-N微合金化工艺后,利用Ti的细化晶粒作用,冲击性能明显提升,最高达到115 J。产品单批次生产过程中在腹板出现裂纹,经分析产生的原因是钢中N含量较高,与V、Ti等合金元素形成氮化物在晶界析出导致了异型坯裂纹的发生,采用V-Fe合金代替部分V-N合金后,消除了腹板裂纹的产生。     

正火过程中V——N微合金化钢的第二相行为

采用物理化学相分析、高分辨透射电镜等手段研究V-N微合金化钢在正火过程中第二相行为,并进行相应的理论计算,讨论该行为对材料性能产生的影响.正火加热保温过程中,V-N钢有约32.9%的V(C,N)未溶解,阻止奥氏体晶粒长大.在正火冷却过程中,未溶解的V(C,N)诱导晶内铁素体形核,细化铁素体晶粒,而溶解的V(C,N)重新析出,起到析出强化作用.V(C,N)析出相行为的变化导致材料力学性能的改变.与热轧态V-N钢相比,正火态V-N钢细晶强化贡献值增加31 MPa,而析出强化贡献值减少45 MPa.