合金元素在BVRE重軌鋼中的作用.pdf

1、總結(jié)回顧稀土在鋼中應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展歷程可以發(fā)現(xiàn)，隨著鋼潔凈度的不斷提高，稀土在鋼中的作用機(jī)理逐漸發(fā)生改變，應(yīng)用效果更加穩(wěn)定而突出。充分發(fā)揮稀土在潔凈鋼中的微妙作用，研制開(kāi)發(fā)具有我國(guó)資源特色的稀土鋼，將稀土的資源優(yōu)勢(shì)轉(zhuǎn)化為鋼鐵產(chǎn)品的質(zhì)量?jī)?yōu)勢(shì)，對(duì)于我國(guó)鋼鐵工業(yè)發(fā)展意義重大。
　　我國(guó)鐵路行業(yè)的飛速發(fā)展對(duì)重軌鋼的綜合性能提出了更高的要求。鑒于國(guó)內(nèi)外的市場(chǎng)需求，利用白云鄂博礦的稀土資源，包鋼成功試制了軋態(tài)強(qiáng)度1080MPa的第二代稀土重軌鋼

2、—BVRE鋼，但存在組織和性能波動(dòng)大等問(wèn)題。為進(jìn)一步提升BVRE鋼的綜合性能，并實(shí)現(xiàn)其穩(wěn)定控制，本文選擇BVRE鋼為對(duì)象，系統(tǒng)研究了稀土對(duì)重軌鋼的微觀組織與綜合性能的影響作用機(jī)理，并考察了釩和鉻在BVRE鋼中的作用機(jī)制，研究工作和研究成果將為BVRE鋼的成分設(shè)計(jì)和性能優(yōu)化提供理論依據(jù)。
　　論文通過(guò)熱模擬實(shí)驗(yàn)，結(jié)合金相分析，研究了稀土對(duì)重軌鋼奧氏體長(zhǎng)大、動(dòng)態(tài)再結(jié)晶、珠光體組織及其組織轉(zhuǎn)變的影響。研究發(fā)現(xiàn)，適量的稀土可以提高重軌鋼奧

3、氏體晶粒長(zhǎng)大激活能，細(xì)化奧氏體組織，0.0145％的稀土可使重軌鋼的奧氏體晶粒長(zhǎng)大激活能由556.45kJ·mol-1增加到646.89kJ·mol-1。同時(shí)，稀土可以推遲重軌鋼的奧氏體動(dòng)態(tài)再結(jié)晶過(guò)程，并且較低的變形溫度和較大的變形量有利于稀土推遲動(dòng)態(tài)再結(jié)晶作用的發(fā)揮。此外，適量的稀土可使重軌鋼的CCT曲線(xiàn)向右下移動(dòng)，延長(zhǎng)珠光體轉(zhuǎn)變?cè)杏?，從而?xì)化重軌鋼的珠光體組織。隨著稀土質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，重軌鋼的珠光體片層間距和球團(tuán)尺寸均呈現(xiàn)先減小后

4、增加的趨勢(shì)。在本實(shí)驗(yàn)條件下，當(dāng)稀土質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.0145％時(shí)，重軌鋼的珠光體片層間距和球團(tuán)尺寸均達(dá)到了最小值，分別比不添加稀土?xí)r下降了12.3％和45.1％。
　　論文通過(guò)拉伸實(shí)驗(yàn)、沖擊實(shí)驗(yàn)、電化學(xué)實(shí)驗(yàn)等手段，結(jié)合斷口分析和銹層分析，研究了稀土對(duì)重軌鋼的強(qiáng)塑性、沖擊韌性和耐大氣腐蝕性能的影響作用。研究發(fā)現(xiàn)，適量的稀土可以改善重軌鋼的塑性和沖擊韌性。在本實(shí)驗(yàn)條件下，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.0145％的稀土可使重軌鋼的延伸率和斷面收縮率分別較不

5、添加稀土?xí)r提高13.7％和15.0％，室溫沖擊功和低溫(-40℃)沖擊功分別較不添加稀土?xí)r提高29.6％和29.4％。同時(shí)，適量的稀土可以提高重軌鋼的自腐蝕電位，降低自腐蝕電流密度，增大極化電阻，有利于不穩(wěn)定銹蝕相向穩(wěn)定的α-FeOOH相的轉(zhuǎn)變，促進(jìn)具有良好絕緣性致密銹層的生成，從而提高重軌鋼的耐大氣腐蝕能力。在本實(shí)驗(yàn)條件下，當(dāng)稀土質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.0145％時(shí)，重軌鋼可獲得良好的耐大氣腐蝕性能。
　　論文研究了釩和鉻在BVRE鋼中的

6、作用機(jī)制。研究發(fā)現(xiàn)，釩和鉻均能推遲BVRE鋼的珠光體轉(zhuǎn)變，提高相變過(guò)冷度，從而細(xì)化珠光體片層間距。在本實(shí)驗(yàn)條件下，當(dāng)釩質(zhì)量分?jǐn)?shù)由0.052％增加到0.120％時(shí)，BVRE鋼的珠光體片層間距減小了13.3％;當(dāng)鉻質(zhì)量分?jǐn)?shù)由0.21％增加到0.40％時(shí)，珠光體片層間距減小了22.2％。隨著釩和鉻質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，BVRE鋼的強(qiáng)度和硬度逐漸增加，但塑性有所下降。同時(shí)，隨著鉻質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，BVRE鋼的耐大氣腐蝕性能有所提高。
　　論文還比