Nb含量对低碳微合金钢热处理组织与性能的影响

收稿日期20060925作者简介万荣春1981,男,浙江衢州人,硕士生。VOL24NO2安徽工业大学学报第24卷第2期APRIL2007JOFANHUIUNIVERSITYOFTECHNOLOGY2007年4月文章编号16717872200702013403NB含量对低碳微合金钢热处理组织与性能的影响万荣春,赵星明,斯松华,袁晓敏安徽工业大学材料科学与工程学院,安徽马鞍山243002摘要设计了3种含铌量不同的微合金试验钢,采用热处理模拟方法研究了900奥氏体化550等温处理后试验钢的组织、性能及第二相粒子的析出行为。结果表明,低铌钢热处理后组织为多边形铁素体加少量板条贝氏体铁素体加极少量珠光体,随着铌含量增加,试验钢组织中板条贝氏体铁素体含量明显增加,且组织细化同时随着铌含量的增加强度提高,中高铌试验钢的屈服强度可达400MPA,且屈强比较小400MPA,且3种含铌试验钢均有较低的屈强比08。ANB1BNB2CNB3图5透射电镜下析出粒子形貌ABC200NM200NM200NM表2热处理工艺下3种试验钢的力学性能试验钢S/MPAB/MPA屈强比/0AKV/JNB13594970722362131NB24195440770323124NB34245490772303132在转变温度下,当奥氏体中有大量的NB固溶,固溶铌通常对连续冷却过程中的CCT曲线与随后的相变有重要的影响。微量铌与碳、氮形成铌的碳氮析出物,在奥氏体化中,原先固溶铌形成的这类化合物在奥氏体内和晶界析出,这些铌的碳氮析出物会推迟铁素体相转变,促进贝氏体铁素体形成。结果是转变开始温度降低,获得非多边形铁素体组织的可能性更高,在高的冷速下更是如此。已有的研究表明,溶质NB改变的不仅是转变温度,淬透性提高也意味着对相同的一般性条件,尤其在高的冷速下,NB钢将有更多量的低温转变产物,如针状铁素体、WIDMANSTATTEN铁素体和贝氏体型铁素体。在较高铌含量的条件下,铌更有效地阻止铁素体相转变和促进更高体积分数贝氏体铁素体的形成及在铁素体中铌的碳氮化物析出,从而进一步提高钢的强度8。对比含铌钢和SPHC表明铌可以明显促进贝氏体铁素体转变,对比含铌钢,随含铌量的增加贝氏体铁素体也明显增加。由于贝氏体铁素体相对于铁素体有更高的强度,贝氏体铁素体含量的增加使含铌钢随着含铌量增加强度提高而延伸率下降不大,贝氏体铁素体与铁素体双相共存使含铌钢有较低的屈强比08。从表2可以看出NB3中高铌含量并没有带来高的性能,因为随着C含量的增加NB在钢中的固溶量降低,NB3中C含量为0095。高的C含量使NB在固溶阶段固溶不完全,这一点可以从图5C中有大的析出物看出。C含量高使奥氏体中铌的溶解度下降,无法更有效促进在铁素体中铌的碳氮化物析出。这正是NB2和NB3力学性能相近的原因,也反过来说明NB3中有大的析出物和少量小的析出物的原因。3结论1试验钢在550等温后,含铌试验钢与SPHC钢组织有明显变化,低铌钢热处理后组织为多边形铁素体加少量贝氏体铁素体,随着铌含量增加试验钢组织中贝氏体铁素体含量明显增加,且组织细化。2含铌试验钢在550等温后,含铌钢中随着铌含量增加强度提高而延伸率却有所下降,中高铌试验钢的屈服强度可达到400MPA,且屈强比小于08。3含铌试验钢在550等温后,有铌的碳氮化物粒子析出,但析出均较少。参考文献1蔡爱国铌钒微合金中碳钢的微观组织与强度的关系J钢铁研究学报,1996,8235392陈国安,杨王明,郭守真,等低碳微量铌钢形变强化相变的组织演变J金属学报,2004,4010107610843东涛,付俊岩铌/钒微合金化400MPA级钢筋的生产技术J中国冶金,20045154孙业英光学显微分析M北京清华大学出版社,200378795翁宇庆超细晶钢钢的组织细化理论与控制技术M北京冶金工业出版社,20036尚成嘉,胡良均,杨善武,等低碳微合金钢中针状铁素体的形成与控制J金属学报,200