微铌处理钢的物理冶金

微铌处理钢的物理冶金东涛 傅俊岩（ 要：本文简要总结了国内外迄今 钢的微铌处理的实践，并丛增强 N)析出效果、有效的限的热变形抗力的增量、改善 热卷性能均匀性等四个方面，阐述微铌处理钢生产可发挥的物理冶金内容。提出了微铌处理符合我 国国情的发展途径的观点，适应现阶段钢铁业和制造业发展的技术层次和钢材需求。 关键词：微铌处理、物理冶金、国情、需求 1前言 早期微合金化大量的研究工作，阐明了在普通低碳钢和低合金高强度钢中铌的强韧化效果及其机制，如 图 1所示，铌与钒、钛的微合金化相比，既能提高钢的强度，又改善了钢的韧性，每增加 14使钢的韧 脆性转变温度下降 8 10 。后续的研发成果又表明，在较低的加入量（ b）、尤其是钢中 C、 样显示出铌微合金化对钢的强度和韧性的有利影响。 本文作者在 1997年的一篇报告中，曾论述了微铌处理钢的广阔前景，通过说明钢的微铌处理的几个冶金学问题，强调了微铌处理对于改善量大面广 1620高钢的性能和合格率十分有效。随后的 5年中，人们在专注于铌微合金化专业用钢开发的同时，从材料的性能高级化的趋势来 看，微铌处理还是值得重视的。每吨钢仅增加 17元左右的投入，可以取得显著的经 济效益，不失为是一种经济的手段，符合我国国情，适应现阶段钢铁业钢材品种结构调整和制造业产品技术升级对钢材高质量的需求。 2 微 钢的微合金化设计原理已概括得十分清楚，在高温再结晶奥氏体区 ,结晶，提高再结晶停止温度 富化 相变生核。在终轧后加速冷却及卷取过程中 在于 N)的共格析出及相伴随的位错亚结构，使钢得到进一步强化 (见 图 2)。 轧后的强化效果与此时呈固溶状态的 和 循溶解度的关系，列于 表 1和 表 2。因此不同温度下 、 新近的研究报告指出，影响终轧后的析出和亚结构强度贡献也与钢中 图 3），即使 0 图 4和 图 5）。 下面，提供一组试验数据（见 表 3）用以说明不同 b 钢 24 45 页码，1/4微铌处理钢的物理冶金2007面新建文件夹微铌处理钢的物. 一是加热时未溶解到奥氏体中的 、N)及在高温形变过程中析出的 、 N)对再结晶的钉扎作用。但 未溶解碳氮化物颗粒度一般在 1000温形变析出的碳氮化物颗粒度往往也在 500数量有限，对再结晶的钉扎力约在 44KN/热轧道次间奥氏体再结晶驱动力在 20MN/晶粒粗化的驱动力大 200倍，所以高温析出物阻碍晶粒粗化易，而只 有当钉扎力超过再结晶驱动力时，才有可能抑制再结晶的发生。 其二是固溶于奥氏体中的溶质 图 6示出了形变率与形变温度的关系，界定了 完全再结晶温度， 再结晶停止温度。微合金化元素 5%的影响见 图 7。微量 、 解量为 00和 950左右。 目前，据对 制出了不同含量的 度形变率再结晶”图，见 图 8。“ 70%再结晶时间”曲线，见 图 9。以及“轧制温度再结晶临界压下率”的关系图，见 图 10。 由上可知， 奥氏体再结晶的影响 主要是溶质原子对再结晶停止温度的影响， 5%为 940，而 5%可升到 1030。微铌处理钢的奥氏体再结晶临界压下率比 V、 4 微 在钢的热变形过程中，以变形抗力定义为阻 止其发生热变形的能力，热机械处理工艺（ 究特别关注钢的变形抗 力，希望在较低的变形抗力实现 响钢的变形抗力的诸因素见 图 11。 钢的变形抗力，不仅与在线组织控制有关， 更与轧制能力相联系。随温度变化的形变率与变形抗力的一般关系见 图 12。 、 13。析出 从轧制道次间的软化度来衡量，钢中添加 轧制过程由奥氏体再结晶区温度降至非再结晶 区，应变累积效果也随之增大。由于 相的变形抗力低于同一温度下的 相，所以 (+)两相区轧制时出现低变形抗力的情况。 此外，如 图 14所示，通过调整轧制规范，可以降低低温区的变形抗力来适应轧钢装备，以挖掘钢材的内在潜力，提高钢材的综合力学性能。 5 微 板带材的性能及其均匀性 ,首先取决于钢的化学成分、冶炼和铸坯工艺、以及热轧规范。页码，2/4微铌处理钢的物理冶金2007面新建文件夹微铌处理钢的物.，关注的是轧后冷却控制和带材热卷取的影响。 微 (1)微 导相变的必要条件。 图 15为不同 3点关系。(2)在轧后间断式控冷或连续式控冷过程中， 转变不同程度被控制，促使细小贝氏体的形成，一部分 高钢的强度而不损害韧性。见 图 16和 图 17。 (3)在热卷取过程中，使剩余固溶 以调整钢的强韧性匹配和性能的均匀性。见图 18。 卷的强度以尾部的强度最高、中部次之、头部最低。而韧性正好相反。通过调整层流冷却制度，以“回火 ”过程 板卷的强韧性分布趋于均匀。 主要参考文献1 In of an 5 1 3,1975.2of In of of K,000. 3微合金技术国际研讨会论文集 ,74 f Nb or/ on 6(19)0,5, P 5595B,981. 6se in of in P 1095. 7ew in 5 995,P 251 261. 8东涛 ,曹铁柱 : 中国 北京 8 9, 4 ,10. 9东涛 : 我国微铌处理钢前景广阔 ,北京 ,铌在钢中的应用国际技术研讨会论文集 2728 ,3,02 218. 页码，3/4微铌处理钢的物理冶金2007面新建文件夹微铌处理钢的