vn微合金化鋼筋的強(qiáng)化機(jī)制

1、釩氮微合金化鋼筋的強(qiáng)化機(jī)制釩氮微合金化鋼筋的強(qiáng)化機(jī)制1引言引言鋼筋是我國(guó)消耗量最大的鋼材品種，為了盡快與國(guó)際接軌和節(jié)約鋼材，中國(guó)正在加速建筑用鋼的更新?lián)Q代，HRB400鋼筋的應(yīng)用已成為主流。采用微合金化技術(shù)是世界各國(guó)發(fā)展高強(qiáng)度鋼筋的主要技術(shù)路線(xiàn)之一，鋼中的微合金化元素均通過(guò)形成微合金化碳、氮化物來(lái)起作用。由于鋼中氮化物比碳化物具有更高的穩(wěn)定性，析出相更細(xì)小彌散，其強(qiáng)化效果明顯提高。眾所周知，釩是有效提高鋼筋強(qiáng)度的微合金化元素之一，大量研

2、究表明，氮是含釩鋼中十分有效的合金元素，含釩鋼中每增加10ppm的氮可提高強(qiáng)度6MPa以上，并且基本上與工藝條件無(wú)關(guān)。通過(guò)利用廉價(jià)的氮元素，可顯著提高含釩鋼的強(qiáng)化效果，達(dá)到節(jié)約合金含量，降低生產(chǎn)成本的目的。為此，北京鋼鐵研究總院率先在國(guó)內(nèi)展開(kāi)了釩氮微合金化技術(shù)生產(chǎn)高強(qiáng)度鋼筋的研究工作，研究結(jié)果充分說(shuō)明了采用釩氮微合金化技術(shù)生產(chǎn)高強(qiáng)度鋼筋的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)，這為發(fā)展我國(guó)經(jīng)濟(jì)型HRB400鋼筋開(kāi)辟了新途徑。本文根據(jù)近年來(lái)國(guó)內(nèi)外在釩氮微合金化技

3、術(shù)方面的研究成果，詳細(xì)地?cái)⑹隽蒜C氮微合金化在鋼筋中的強(qiáng)化機(jī)制。2V(CV(C、N)N)在奧氏體和鐵素體中的析出在奧氏體和鐵素體中的析出2.1V(C、N)在奧氏體中的溶解與析出在奧氏體中的溶解與析出研究表明，V(C、N)在奧氏體中的溶解度很大，在高溫奧氏體中析出量極少，在平衡條件下，特別是在鋼中釩、氮含量都較高時(shí)，鋼中僅有一小部分釩在奧氏體中析出。因此，在熱軋過(guò)程中，即終化釩析出物上鐵素體晶內(nèi)形核導(dǎo)致晶粒尺寸大大縮小，縮小程度接近50%。

4、前面的理論分析與實(shí)踐證明了VN微合金化對(duì)鋼筋具有細(xì)晶強(qiáng)化的作用。4沉淀強(qiáng)化沉淀強(qiáng)化4.1N對(duì)沉淀沉淀強(qiáng)化的作用化的作用對(duì)于V(C、N)質(zhì)點(diǎn)的沉淀強(qiáng)化為owan機(jī)制，在這種情況下，決定性參數(shù)是滑移面上的顆粒間距，然而，顆粒間距由析出相的密度決定，而析出相的密度是由形核率和形核的數(shù)量控制的，這種形核過(guò)程一直到溶質(zhì)過(guò)飽和狀態(tài)消失后才結(jié)束?？刂菩魏俗兓幕緟?shù)是V(C、N)析出的化學(xué)驅(qū)動(dòng)力，而V(C、N)析出的化學(xué)驅(qū)動(dòng)力強(qiáng)烈地隨氮含量的變化而

5、變化，這是因?yàn)閂N比VC的穩(wěn)定性高，或者說(shuō)是有更低的自由能，因此與低氮鋼相比，在高氮鋼中具有較大的析出化學(xué)驅(qū)動(dòng)力，其析出相的密度更高。4.2C對(duì)沉淀沉淀強(qiáng)化的作用化的作用由于VN比VC的溶解度低，在各種氮含量的情況下，先形成的V(C、N)總是富氮的，而且只有當(dāng)鋼中幾乎所有的N被耗盡后，碳氮化物中的C含量才開(kāi)始增加。為了有利于進(jìn)一步產(chǎn)生連續(xù)的沉淀強(qiáng)化，必須有足夠的固溶C含量和化學(xué)驅(qū)動(dòng)力以便新的V(C、N)形核，事實(shí)已經(jīng)證明，若鐵素體中的C