鈮對(duì)中高碳鋼組織及性能的影響.pdf

1、鈮是鋼鐵工業(yè)中重要的合金元素之一，其在鋼中的作用強(qiáng)于Cr、V，且儲(chǔ)量豐富，價(jià)格低廉，有著很大的應(yīng)用前景。目前國內(nèi)外對(duì)于鈮在低碳鋼中的作用機(jī)理研究的相當(dāng)透徹，但對(duì)其在中高碳鋼中作用機(jī)理研究甚少。我國鈮資源儲(chǔ)量少且品位低，因此直接合金化冶煉鈮微合金鋼可以減少對(duì)鈮資源的浪費(fèi)，提高鈮資源利用率。我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展使得中高碳鋼需求劇增，尤其是作為中高碳鋼消費(fèi)大戶的鐵路方面。為研究鈮在中高碳鋼中，特別是重軌鋼中的作用，因此本文選用合金元素較低的U74鋼作

2、為研究對(duì)象，研究鈮對(duì)中高碳鋼組織和性能的影響。
　　本實(shí)驗(yàn)以包鋼含鈮鐵水為原料，利用中頻爐和20kg多功能頂?shù)讖?fù)吹真空感應(yīng)爐，通過選擇性氧化和直接合金化來冶煉含鈮試驗(yàn)鋼。之后對(duì)試驗(yàn)鋼中元素進(jìn)行測(cè)定，利用金相顯微鏡、掃描電子顯微鏡（SEM）、能譜（EDS）分析Nb對(duì)試驗(yàn)鋼組織和夾雜物的影響，通過力學(xué)性能測(cè)試、磨損試驗(yàn)和全浸以及電化學(xué)腐蝕試驗(yàn)測(cè)定添加Nb后對(duì)試驗(yàn)鋼綜合性能的影響。
　　U74鋼試樣經(jīng)軋制后得到鐵素體和珠光體組織。

3、隨Nb含量的增加，鋼中晶粒得以細(xì)化，并且改善了拉伸和沖擊斷口的形貌，使韌窩分布更加均勻，通過合理的冶煉和精煉工藝，使鋼水得到了凈化，鋼中夾雜物尺寸和數(shù)目很少。
　　Nb加入中高碳鋼中，對(duì)綜合力學(xué)性能產(chǎn)生影響。隨著鋼中鈮含量增加到0.012％~0.02%，U74鋼的硬度得到明顯提升，顯微硬度得到明顯改善，抗拉強(qiáng)度提高了15%~20%，沖擊韌性有所提高，但不是很明顯。
　　Nb加入中高碳鋼中，提高了鋼的耐磨性，加入0.012%的

4、Nb提高耐磨度18.75%，加入0.02%的Nb耐磨度提高32.75%。
　　U74Nb鋼腐蝕速率小于普通U74鋼。從銹層宏觀形貌可以看出，U74鋼主要以點(diǎn)腐蝕為主，U74Nb以均勻腐蝕為主，點(diǎn)腐蝕較少。U74Nb更容易形成黑色不易脫落的內(nèi)銹層。XRD分析得出腐蝕產(chǎn)物主要為羥基鐵以及鐵氧化物。
　　通過全浸腐蝕和電化學(xué)腐蝕試驗(yàn)得出，U74Nb腐蝕率隨腐蝕時(shí)間增加而逐漸減小。通過對(duì)比得到，U74Nb鋼腐蝕產(chǎn)物更加致密均勻，起坑