冷变形后微合金钢碳氮化物的析出与组织

通过固溶时效处理，研究冷变形、时效温度等因素对微合金元素V，Ti，Nb的碳氮化物沉淀析出行为和组织演变过程的影响。结果表明：预变形试验钢的时效动力学曲线和未变形试验钢的时效动力学曲线具有相似的形状，预变形后达到的硬度峰值高，所需的时效时间缩短。预变形对含钒钢和含钛钢的碳氮化物析出动力学的影响很小，组织发生了再结晶并生成铁素体组织。预变形促进了含铌钢的碳氮化物较快析出，阻止再结晶，保持粒状贝氏体组织。     

含硼氮中碳铝镇定钢中BN夹杂析出热力学分析

运用数值模拟方法对含硼氮中碳铝镇定钢中BN析出的热力学条件进行分析,研究该钢种在冶炼浇注及加热奥氏体化过程中BN夹杂物的析出规律,并与试验情况进行了比较。结果表明,在钢液中初始w(B)≤0.012%、初始w(N)≤0.03%的情况下,含硼氮中碳铝镇定钢浇注凝固过程中不能析出BN夹杂物,且钢液中B的富集程度远高于N,凝固末期残余液相中,B浓度是其初始浓度的20倍,N浓度约为其初始浓度的2.1倍;钢中w(B)为0.005%~0.01%、w(N)为0.01%~0.03%时,在1470K奥氏体化温度以下,可以稳定析出BN夹杂物,B、N含量越高,BN夹杂开始析出的温度越高;在奥氏体化过程中,钢坯中酸溶铝含量越高,越容易析出BN夹杂物。     

Zr处理对含Ti低碳微合金钢中氮化物的影响

以含Ti低碳微合金钢为研究对象,通过实验和热力学计算研究了Zr质量分数对钢中氮化物的影响规律.结果表明:随着钢中Zr质量分数由0.0020%增加至0.0200%,钢中氮化物数量密度和面积占比明显增加,氮化物类型逐渐由TiN变为(Ti_○y,Zr_1-○y)N,(Ti_○y,Zr_1-○y)N中Zr/Ti原子数比逐渐增加,(Ti_○y,Zr_1-○y)N由以TiN为主转变为以ZrN为主.热力学计算结果发现精炼过程无TiN,ZrN等氮化物析出,氮化物主要在凝固过程析出.当钢中Zr质量分数为0.0020%时,凝固过程只有TiN析出;而当Zr质量分数≥0.0046%,逐渐有ZrN在凝固末期析出.随着凝固过程温度的降低,(Ti_○y,Zr_1-○y)N具备热力学析出条件.当钢中Zr质量分数由0.0046%增加至0.0200%,(Ti_○y,Zr_1-○y)N开始析出温度逐渐增加,TiN在(Ti_○y,Zr_1-○y)N中占比逐渐减小.最后,当采用Zr-Ti复合脱氧时,钢中Zr质量分数应控制在0.0020%~0.0050%.     

低碳Nb--Ti二元微合金钢析出过程的演变

建立规则溶液亚点阵模型计算了不同温度(1073～1523 K)下低碳Nb--Ti二元微合金钢(Nb质量分数为0.023%,Ti质量分数为0.012%)中碳氮化物析出相的平衡摩尔分数、化学驱动力和各组元摩尔分数,对微合金钢中析出粒子演变规律进行研究,并利用透射电镜观察及能谱分析验证这种析出模式.计算结果表明,1523 K下析出粒子化学式组成为(Nb0.15Ti0.85)(C0.16N0.84),由富Ti的析出物逐渐过渡至Nb--Ti均匀析出,析出粒子演变顺序为(Nb0.15Ti0.85)(C0.16N0.84)、(NbxTi1-x)(CyN1-y)和(Nb0.5Ti0.5)(C0.56N0.44),与实验结果符合较好.随着温度降低,Ti/Nb质量比逐渐减小,得到的TiC比NbC更难溶.对均匀形核及位错处形核的临界核心尺寸和相对形核速率进行计算,得到最大形核率即可获得最细小第二相尺寸的温度.     

X80管线钢中氮化物和碳化物析出热力学分析

基于规则熔体理论和平衡反应基础,对连铸工序X80管线钢中碳化物、氮化物析出进行热力学分析,研究Ti、Nb及Al的碳化物、氮化物析出规律。结果表明,固液两相区,TiC0.005N0.995和TiN分别在1785K和1784K时开始析出;奥氏体相区,碳化物、氮化物析出先后顺序为NbC0.64N0.36、NbC、NbN、AlN、TiC,相应析出温度为1457、1404、1354、1267、1226K;γ→α相变过程中,TiC发生相间析出,Nb主要以NbC形式析出,AlN析出量较少。     

含硼微合金钢静态及亚动态再结晶动力学模型研究

采用双道次压缩实验方法，在Gleeble-1500热模拟机上对某含硼微合金钢进行高温热变形道次间奥氏体再结晶软化规律的研究，并在实验基础上建立了该钢的静态及亚动态再结晶动力学模型。     

V,Ti对微合金钢晶粒粗化温度的影响

本文利用定量金相和电镜等方法研究了C-Mn,V-N,Ti-N和V-Ti-N四种钢的晶粒粗化行为,结果表明:V-N,Ti-N和V-Ti-N 3种钢中都存在大量的第二相粒子,其晶粒长大的进程既与第二相颗粒的大小分布有关,又与第二相颗粒的稳定性有关.     

Nb-Ti微合金钢高温变形软化行为力学分析及析出物电镜分析

研究了Nb-Ti微合金钢高温变形时的软化行为和微合金钢动态和静态析出物的电镜分析.通过双道次恒应变速率压缩实验,从流变应力曲线用卸载法求出了不同热变形条件下的软化分数,并建立了静态再结晶、亚动态再结晶动力学模型,计算出静态再结晶、亚动态再结晶的表观激活能.同时,还对静态和动态析出行为进行了探讨,讨论了析出对软化行为的影响,并通过透射电子显微镜对析出物的形貌、大小、分布进行了观察,用衍射图谱进一步确定了析出物的成份.     

含铌微合金钢的再结晶组织演化模拟

建立了热轧时流变应力、回复、再结晶及析出的物理冶金模型,用于计算轧制时位错密度变化、再结晶形核、再结晶晶粒长大以及粒子析出等. 结果表明,模型对含铌微合金钢在不同的热轧形变条件下模拟结果与实验值符合较好,可以有效预测在不同热轧形变条件下的再结晶体积分数与再结晶晶粒大小. 模型包含基本冶金现象的描述,原则上通过调整材料基本参数,可以运用于不同的钢种.     

普适的碳氮化物析出热力学模型的建立

基于规则溶体模型、双亚点阵模型及第二相固溶析出理论,建立了普适的碳氮化物析出热力学模型.采用该模型,计算了不同温度下0.17C-0.023Nb-0.012Ti-0.004N钢中理想配比型及缺位型析出相与基体间的热力学平衡信息,包括基体成分、析出相成分及其体积分数.结果表明:在相同温度下,相比于理想型第二相,缺位型第二相的溶解度较大,析出体积分数较小;随着析出温度的降低,析出相逐渐由氮化钛演变为富含铌和碳的复合相,且不同类型第二相的体积分数差异逐渐缩小.     

Ti对C-Mn-V非调质钢组织与性能的影响

研究了 Ti含量和锻造工艺对 C-Mn-V 非调质钢组织与性能的影响,并把实验钢的性能与调质中碳钢进行比较。分析了含Ti 钢的显微组织特点,讨论了钢的组织与性能之间的关系.结果表明:加入少量的 Ti可以改善钢的显微组织,提高韧性,但加入过量(>0.044％)反而会使韧性下降。钢的强化因素是以 70％—80％的珠光体为主。钢中 Ti的最佳含量为0.02％。此外还计算了各组织因素对强度的贡献。     

微合金钢道次间软化程度的B P网络预测

以双道次压缩实验数据为基础，建立了某微合金钢道次间软化程度与热加工参数间的回归统计及BP网络模型。实验结果表明，BP网络模型具有较高的预报精度。     

V和V-N微合金化低碳钢碳氮化物的形变析出

通过热模拟压缩实验考察了V和V-N微合金化低碳锰钢在860~740℃范围内多道次变形时的组织演变和碳氮化物析出规律及其相互影响.结果表明,含V钢中添加少量的N促进了变形奥氏体中V的碳氮化物(尤其是氮化物)的析出和形变诱导铁素体相变.V的碳氮化物析出降低了奥氏体中固溶的V,从而减弱了固溶V对形变诱导铁素体相变的抑制作用.碳氮化物析出在奥氏体的局部区域造成贫碳区,也促进了铁素体形核.在相同处理工艺下与V钢相比,V-N钢中铁素体内碳氮化物开始析出的时间短,析出相的数量多,长大速度慢,分布弥散.     

轧制工艺参数对钒铌微合金钢沉淀强化的影响

应用 Gleeble-1500 热模拟试验机研究了控轧控冷参数对钒铌微合金钢性能的影响。研究结果表明,钒、铌复合加入比单独加入钢中具有更好的沉淀强化效果。对应于最佳强化效果的轧后冷却速度在 3—4℃/S之间。较低的变形速率与变形温度有利于沉淀相析出。钒含量增加,促使铌在更低的温度下析出,因而使高温应力峰移向低温区。     

低碳、Ti-V复合微合金化钢的流变应力模型

通过单道次压缩实验,研究了一种低碳、Ti-V复合微合金化钢在温度为1 173~1 373 K及应变速率为0.1~10 s-1条件下的奥氏体应力-应变行为;基于Akben等对溶质阻碍动态再结晶的量化研究工作,获得了本实验钢的近似的形变激活能Qdef及Zener-Hollomon参数;采用Jonas等的分析方法,计算得到回复参数r和r’、屈服应力σ0、饱和流变应力σsat和动态再结晶临界应力σc与Z参数的关系;获得了动态再结晶动力学,并最终建立流变应力数学模型.     

Ti微合金化汽车大梁钢510L的组织性能

通过层流冷却及卷取过程模拟实验和实验室热轧实验研究了冷却工艺参数对Ti微合金化汽车大梁钢510L组织性能的影响规律,并在生产现场进行了工业试制.结果表明,大冷速有利于弥散细小的TiC粒子析出,冷速和终冷温度对实验钢强度的影响是细晶强化、析出强化和相变强化共同作用的结果,N含量显著影响Ti的析出强化效果,在冶炼时应严格控制钢中的N含量,否则将对钢板的性能产生较大的影响.实现了低成本Ti微合金化汽车大梁钢510L的批量稳定生产.     

多元微合金钢中的应变诱导复合析出

采用透射电子显微镜结合纳米束能谱技术，研究了含Nb，Ti,Mo等多种微合金元素的超低碳贝氏体钢在奥氏体非再结晶区终轧后弛豫阶段的应变诱导析出行为．实验结果表明：经30％预变形后，在850℃和900℃等温弛豫时，钢中析出开始主要有纯Nb及Nb-Ti复合的两类，以后者为主．随弛豫时间延长，纯Nb型析出物消失，复合夹杂中铌钛比增加．弛豫阶段后期，Mo会以置换原子形式进入(Ti,Nb)(C，N)的面心立方晶格中，其量随弛豫时间的延长而增加．析出物形状以不规则外形为主，其密度及平均尺寸与变形温度和弛豫时间密切相关．