V和V-N微合金化超細晶鋼軋制熱模擬研究.pdf

1、在所有改善鋼材性能的手段中，晶粒細化既可以提高強度又不犧牲韌性。已有的研究結果表明，通過在特定溫度區(qū)域變形可產生形變誘導鐵素體相變現(xiàn)象，獲得超細的鐵素體晶粒；微合金化也可以獲得細晶鐵素體。在目前的微合金元素中，釩的微合金效果已經(jīng)得到公認。過去對超細晶鋼的研究主要集中在薄板軋制領域，將形變誘導鐵素體相變和釩微合金化與中厚板生產相結合的研究對我國鋼鐵生產企業(yè)具有重大意義。 本實驗以0.1％C-1.0％Mn的低碳鋼為基礎熔煉了4種不同

2、釩、氮含量的實驗用鋼，通過實驗室模擬的方法對4個鋼種試樣進行單道次和多道次熱壓縮變形，并對變形試樣進行了光學顯微鏡和透射電鏡下的顯微組織觀察。單道次變形實驗在Ae3～Ar3點溫度范圍內進行，用來考察變形量、變形溫度、變形速率等變形參數(shù)和合金元素對形變誘導鐵素體相變的影響；在奧氏體/鐵素體兩相區(qū)進行了多道次變形用來模擬中厚鋼板的軋制過程，考察多道次變形過程中各鋼種的組織演變、碳氮化物析出規(guī)律和變形后的組織穩(wěn)定性。所得主要結論如下：

3、 1.實驗用合金鋼都可以通過形變誘導鐵素體相變的方法得到超細的鐵素體晶粒。大變形所導致的鐵素體細化是γ/α動態(tài)相變和鐵素體動態(tài)再結晶共同作用的結果。 2.本實驗條件下合金元素釩與氮對γ/α靜態(tài)相變沒有影響，但它們在變形過程中對γ/α動態(tài)相變有很大的影響。固溶在奧氏體中的釩對γ/α動態(tài)相變有抑制作用。隨著變形量的增加，在形變誘導析出作用下釩的碳氮化物在變形過程中快速的沉淀，有利于γ/α動態(tài)相變的進行。當釩以兩種形態(tài)同時存在的時候，

4、對γ/α動態(tài)相變的正負影響也同時存在。 3.形變誘導鐵素體的數(shù)量和形態(tài)是和變形參數(shù)相關的，所有鋼種形變誘導鐵素體的數(shù)量隨變形量的增加而增加；形變誘導鐵素體晶粒尺寸隨著變形前冷速的增加、應變速率的提高而減??；隨著釩含量的增加，形變誘導鐵素體晶粒尺寸減·Ⅱ·??；釩氮鋼具有同高釩鋼一樣的細化效果，但要求在較低的變形溫度范圍(760℃～800℃)才有效。 4.在γ/α兩相區(qū)內對實驗合金的過冷奧氏體進行小變形、長時間間隔、慢冷卻的

5、多道次變形，可以提高奧氏體向鐵素體轉變的驅動力，縮短相變的孕育期，促進鐵素體相變的發(fā)生，但只能發(fā)生部分轉變。 5.當變形溫度較高時，在變形后的道次間隔中，如果誘導出的鐵素體含量大于平衡體積分數(shù)，有可能發(fā)生逆相變，鐵素體的數(shù)量降低；但隨著溫度的降低鐵素體平衡體積分數(shù)的增加在道次間隔時間里還可能發(fā)生亞動態(tài)相變，鐵素體的數(shù)量增加。 6.多道次變形過程中低釩鋼奧氏體內沒有碳氮化物的析出，在鐵素體內有析出；高釩鋼奧氏體中有少量析出