V（C，N）在奥氏体中析出的动力学行为及其对晶粒细化的作用

控制VN在奥氏体中的有效析出是利用VN诱导晶内铁素体细化铁素体晶粒的关键技术。本文采用应力松弛法研究了低碳钒氮微合金钢V（C，N）在奥氏体区的等温析出行为，结果表明，试验钢的析出-温度-时间（PTT）曲线呈典型的“C”形状，本实验条件下析出开始时间最短的“鼻子”温度为870℃左右。增加钢中的碳、氮含量以及形变量等对PTT曲线有较大影响，均使“C”曲线向短时间方向移动，特别是氮含量对V（C，N）析出的影响最显著。V的高温析出促进了铁素体形核，产生了明显的晶粒细化效果。     

钒氮钢中铁素体等温形核规律的试验研究

采用Geeble 3500热模拟试验机，对比研究了钒氮钢、钒钢的等温相变特征。结果表明，在相变过程中，钒氮钢中铁素体形核总量和晶内铁素体形核数量都明显高于钒钢，分析认为，这与钒氮钢中V（C，N）的析出造成了铁素体形核位置的改变，同时也增加了形核位置密度有关，尝试用一种新的形核方式对此进行了描述。     

钒微合金化钢的技术进展与应用

摘要：介绍了钒微合金化技术的最新进展以及钒钢的开发与应用情况。氮是含钒钢中有效的合金元素,含钒钢中增氮,优化了钒在钢中的析出,显著提高沉淀强化效果。采用钒氮微合金化设计,配合适当的轧制工艺,促进V(C,N)在奥氏体中析出,起到了晶内铁素体形核核心作用,实现了含钒钢的晶粒细化。最新的研究成果表明钒微合金化可以提高双相钢、贝氏体钢、相变诱导塑性钢、孪晶诱导塑性钢、热成型马氏体钢等汽车用先进高强度钢的强度并改善使用性能,显示出良好的应用前景。钒氮微合金化技术在中国高强度钢筋、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,大大促进了中国钒微合金化钢的发展。     

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.      

钒氮含量对厚规格耐候钢力学性能的影响

摘要：采用拉伸试验机、光学显微镜、透射电镜分析了不同V、N含量对20mm厚规格耐候钢力学性能的影响规律。结果表明,V质量分数为0.04%~0.11%范围内钒氮耐候钢力学性能随着V含量的增加呈线性变化。V质量分数每增加0.01%,强度增加约14MPa、伸长率降低约0.3%;N质量分数在60×10-6~270×10-6范围内,w(V)∶w(N)=4~5时,可获得屈服强度600MPa以上、抗拉强度700MPa以上良好的强化效果,对应的铁素体晶粒尺寸约10μm。增加V、N含量有效促进更多V(C,N)的析出,在奥氏体相变过程中作为铁素体形核核心,进一步细化了铁素体晶粒。但铁素体晶粒随N含量增加并非持续细化,当形核质点数量达到饱和时,细晶强化作用将趋于峰值不再增加。同样随着V含量的增加,剩余部分的V在铁素体中析出,沉淀强化占主要作用。     

低碳钒氮微合金钢中V(C,N)在奥氏体中的析出动力学

控制VN在奥氏体中的有效析出是利用VN诱导晶内铁素体细化铁素体晶粒的关键技术。采用应力松弛方法研究了低碳钒氮微合金钢中V(C,N)在奥氏体区的等温析出行为。结果表明：试验钢的析出-温度-时间曲线(PTT)呈典型的C形,本试验条件下析出开始时间最短的“鼻子”温度为870℃左右。钢中的碳、氮含量以及变形量对PTT曲线有较大影响,它们增加均使C曲线向左移,特别是氮含量对V(C,N)析出的影响最显著。在碳含量约为0．10％的试验钢中,当氮含量从0．0036％增加到0．0140％时,可使870℃的析出开始时间从400s缩短到70s左右。     

汽车大梁钢中第二相粒子析出行为

运用热动力学理论和Oswald熟化理论研究了不同氮含量汽车大梁钢中第二相粒子的析出和熟化行为.研究发现钢中N含量的增加会促进V(C,N)在奥氏体中析出从而细化铁素体晶粒,当氮的质量分数增至4.2×10-4时铁素体晶粒尺寸能细化至4.7μm.形核率–温度曲线和析出–温度–时间曲线表明氮含量的增加可以扩大奥氏体区中最大形核率的温度范围,氮的质量分数由5.5×10-5增至4.2×10-4时其最快析出的鼻点温度由840℃上升至968℃.透射电镜观察显示氮含量的增加明显降低析出V(C,N)粒子的尺寸.VN在奥氏体中的Oswald熟化速率计算表明熟化速率随温度的降低不断减少,同时增加N含量还可以有效降低析出粒子的熟化速率,从而抑制沉淀析出的第二相粒子的熟化长大过程.      

钒、氮微合金化钢筋的强化机制

研究了钒、氮微合金化钢筋的强化机理。研究结果表明 ,对 0 .11% V - 85× 10 - 6 N的低氮钢 (钒钢 ) ,约 35 .5 %的钒以 V (C,N)形式析出 ,5 6 .4%的钒固溶在基体中。而在 0 .12 % V- 180× 10 - 6 N的高氮钢中 (钒 -氮钢 ) ,V (C,N)析出量成倍增加 ,约 70 %的钒以 V (C,N)形式析出 ,只有 2 0 %的钒固溶于基体。增氮后 ,V (C,N)析出相的平均尺寸由 10 7nm减小至 73.7nm ,且 1～ 10 nm细小质点的质量比由 2 1.1%提高到 32 .2 %。钢中增氮还细化铁素体晶粒尺寸     

V-N微合金化CSP带钢中的析出物研究

利用Gleeble 1500D热力模拟实验机,在实验室模拟了V-N微合金化CSP钢带的生产过程.实验结果显示,在连铸初期,TiN基本全部从钢中析出,而随着铸坯温度的降低,V开始以TiN为核心或单独形核析出,在铸坯均热后,大部分单独形核的V(C,N)趋于溶解,未溶解的则开始长大,而以TiN为核心的(Ti,V)(C,N)中的V部分溶解于钢中,V在粒子中的含量减少.在CSP连轧中,V(C,N)不断从钢中析出,全部析出物起阻碍奥氏体晶粒长大的作用,而含V颗粒还促进铁素体的形核,提高奥氏体/铁素体相变比率,细化最终的铁素体组织.     

含钒钢的沉淀和晶粒细化

此项工作集中研究钒、氮、碳在控制奥氏体和铁素体内V（C，N）沉淀上的作用，以及在促成晶粒内铁素体的形成而使晶粒细化和通过中间相和不规则沉淀而形成沉淀强化上的作用。在某一给定钒含量下，铁素体沉淀强化的程度取决于氮、碳的可利用量。已有结论表明，氮是一种非常可靠的合金元素。它可以增加钒微合金钢的屈服强度：每增加0．001％氮，可增加约6MPa的强度，并且基本上与工艺条件无关。碳在沉淀强化上的作用较为复杂，目前的结构表明，随着碳含量的增加，钒微合金钢的沉淀强化作用急剧增强，每增加0．01％碳，可增加约5．5MPa的强度。其原因是，在相变期间，铁素体和过冷奥氏体之间亚稳定均势，极大地增加了碳在铁素体内的可溶性，因而有利于大量的V（C，N）微粒核化。碳的这种作用，在用于热轧钢筋和型材生产的中碳钢中，特别明显。试验结果表明，钒不仅可以有效地用于沉淀强化，而且也可以用于铁素体晶粒细化。钒有助于两种晶粒内核化铁素体的形成，生成多边（自发）铁素体和针状（侧板）铁素体。晶体内多边铁素体在氮化钒（VN）微粒上核化。在等温保持期或奥氏体范围内缓冷期内，钒氮微粒在奥氏体内生长。在低温约450℃时，在等温相变期间，针状铁素体微结构在钒微合金钢中形成。针状铁素体微结构在含高，中或非常低的氮含量的钒微合金钢中获得。这就说明钒本身可以促成针状铁素体的形成。     

Recent Development and Applications of V Microalloying Technology in China

This paper reviews recent developments of V microalloying technology and its applications in HSLA steels.Enhanced-nitrogen in V-containing steel promotes precipitation of fine V(C,N) particles,and improves markedly precipitation strengthening effectiveness of vanadium,therefore,there is a significant saving of V addition in the same strength requirement.Vanadium can be used effectively for ferrite grain refinement by the nucleation of intragranular ferrite promoted by VN precipitates in Austenite.The combination of intragranular ferrite (IGF) on VN particles and the recrystallization controlled rolling (RCR) technology realize the grain refinement in V-containing steel.V-N process is a cost-effective way for high strength rebars,forging steels and thin slab direct rolling strips.     

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。     

钒微合金钢粗晶热影响区的组织和韧性

 利用Gleeble-3800模拟焊接粗晶热影响区（CGHAZ）经历的热循环过程。比较了热输入100 kJ/cm条件下,V钢、V-N钢、V-Ti钢和V-N-Ti钢CGHAZ的组织和韧性,并分析了析出相情况。结果表明,CGHAZ的韧性从高到低依次为V-N-Ti钢、V-Ti钢、V-N钢和V钢;在V钢成分基础上添加钛可以有效细化原始奥氏体晶粒尺寸;V-Ti钢成分基础上增氮,一方面促进了（Ti,V）（C,N）/TiN的析出,抑制了原始奥氏体晶粒的粗化;另一方面促进了V（C,N）的析出,其促进了多边形铁素体的形成;多边形铁素体数量的增加能够减弱自由氮对韧性的破坏,同时有效改善了CGHAZ韧性。     

Precipitation Behavior of V-N Microalloyed Steels during Normalizing

The precipitation behavior of V-N microalloyed steel during normalizing process was studied by physicochemical phase analysis and transmission electron microscopy(TEM). The effect of precipitation behavior on mechanical properties was investigated by theoretical calculations. The results showed that 32.9% of V(C,N) precipitates remained undissolved in the austenite during the soaking step of the normalizing process. These precipitates prevented the growth of the austenite grains. During the subsequent cooling process, the dissolved V(C,N) re-precipitated and played a role in precipitation strengthening. The undissolved V(C,N) induced intragranular ferrite nucleation and refined the ferrite grains. Consequently, compared with hot-rolled steel, the normalized steel exhibited increased grain-refining strengthening but diminished precipitation strengthening, leading to an improvement of the impact energy at the expense of about 40 MPa yield strength.     

Effect of Adding Nitrogen on Microstructure and Property of Vanadium Microalloyed Reinforcing Bar Steel

Worldwideattentionhasbeenpaidtomicroal loyedsteelwhichhasbeendevelopedrapidly .Manyadvantagesofmicroalloyedsteelhavebeenrecog nizeddeeply .Firstly ,themicroalloyedsteelhashighstrengthand goodcomprehensiveproperties .Sec ondly ,highprofitscanbegainedduetolowerpro ductionandapplicationcost .Themicroalloyingele mentsareaddedtomicroalloysteelsforgrainrefin ingandprecipitationstrengthening[1] .　　Theabilityofsecondphaseparticlestomaintainfinegrainsizesathightemperaturebypinningmi gratingboundarie…     

氮在非调质钢中的作用

了氮在非调质钢中所起的有益作用。在Ｎｂ,Ｖ,Ｔｉ三咱微合金化元素中,钒有较高的溶解度,钒有较高的溶解度,是非调质钢最常用也是最有效的强化元素。钒在钢中通过形成细小析出相起细化晶粒和沉淀强化作用。与碳相比,氮与钒有更强的亲和力,且氮化物更稳定,因此,氮对控制钒的析出起更重要的作用。大量研究结果表明,非调质钢中增氮改变了钒在相间的分布,促进Ｖ（Ｃ,Ｎ）析出,使析出相的颗粒尺寸明显减小。因而氮增强了非调     

CSP生产的钒氮微合金钢的组织细化和析出物研究

 紧凑式带钢工艺（CSP）生产的钒氮微合金钢屈服强度超过600 MPa,韧性良好。采用扫描电镜和透射电镜观察发现,铁素体平均晶粒直径在3 μm左右,在铁素体晶粒内部分布着数十纳米和几纳米的两类V(C,N)析出物。细晶强化是主要的强化方式,在铁素体中析出的V(C,N)粒子起到了沉淀强化作用。分析了超细晶组织形成的主要原因。     

Influence of Prior Austenite Deformation and Non-Metallic Inclusions on Ferrite in Low Carbon Steels

 Abstract Effects of prior austenite deformation and non-metallic inclusions on the ferrite nucleation and grain refinement of two kinds of low carbon steels have been studied. The ferrites nucleation on MnS and V(C,N) is observed. The combination of thermal-mechanical processes with adequate amounts of non-metallic inclusions formed in low carbon steels could effectively refine the grain size and the microstructure. Ferrite nucleated on the single MnS or V(C,N) inclusions and complex MnS+V(C,N) inclusion. The proper addition of elements S and V could effectively promote the formation of ferrite and further refinement of ferrite grains.