微鈮處理鋼的物理冶金東濤 傅俊巖（ 要：本文簡要總結(jié)了國內(nèi)外迄今 鋼的微鈮處理的實(shí)踐，并叢增強(qiáng) N)析出效果、有效的限的熱變形抗力的增量、改善 熱卷性能均勻性等四個(gè)方面，闡述微鈮處理鋼生產(chǎn)可發(fā)揮的物理冶金內(nèi)容。提出了微鈮處理符合我 國國情的發(fā)展途徑的觀點(diǎn)，適應(yīng)現(xiàn)階段鋼鐵業(yè)和制造業(yè)發(fā)展的技術(shù)層次和鋼材需求。 關(guān)鍵詞：微鈮處理、物理冶金、國情、需求 1前言 早期微合金化大量的研究工作，闡明了在普通低碳鋼和低合金高強(qiáng)度鋼中鈮的強(qiáng)韌化效果及其機(jī)制，如 圖 1所示，鈮與釩、鈦的微合金化相比，既能提高鋼的強(qiáng)度，又改善了鋼的韌性，每增加 14使鋼的韌 脆性轉(zhuǎn)變溫度下降 8 10 。后續(xù)的研發(fā)成果又表明，在較低的加入量（ b）、尤其是鋼中 C、 樣顯示出鈮微合金化對(duì)鋼的強(qiáng)度和韌性的有利影響。 本文作者在 1997年的一篇報(bào)告中，曾論述了微鈮處理鋼的廣闊前景，通過說明鋼的微鈮處理的幾個(gè)冶金學(xué)問題，強(qiáng)調(diào)了微鈮處理對(duì)于改善量大面廣 1620高鋼的性能和合格率十分有效。隨后的 5年中，人們?cè)趯Ｗ⒂阝壩⒑辖鸹瘜I(yè)用鋼開發(fā)的同時(shí)，從材料的性能高級(jí)化的趨勢(shì)來 看，微鈮處理還是值得重視的。每噸鋼僅增加 17元左右的投入，可以取得顯著的經(jīng) 濟(jì)效益，不失為是一種經(jīng)濟(jì)的手段，符合我國國情，適應(yīng)現(xiàn)階段鋼鐵業(yè)鋼材品種結(jié)構(gòu)調(diào)整和制造業(yè)產(chǎn)品技術(shù)升級(jí)對(duì)鋼材高質(zhì)量的需求。 2 微 鋼的微合金化設(shè)計(jì)原理已概括得十分清楚，在高溫再結(jié)晶奧氏體區(qū) ,結(jié)晶，提高再結(jié)晶停止溫度 富化 相變生核。在終軋后加速冷卻及卷取過程中 在于 N)的共格析出及相伴隨的位錯(cuò)亞結(jié)構(gòu)，使鋼得到進(jìn)一步強(qiáng)化 (見 圖 2)。 軋后的強(qiáng)化效果與此時(shí)呈固溶狀態(tài)的 和 循溶解度的關(guān)系，列于 表 1和 表 2。因此不同溫度下 、 新近的研究報(bào)告指出，影響終軋后的析出和亞結(jié)構(gòu)強(qiáng)度貢獻(xiàn)也與鋼中 圖 3），即使 0 圖 4和 圖 5）。 下面，提供一組試驗(yàn)數(shù)據(jù)（見 表 3）用以說明不同 b 鋼 24 45 頁碼，1/4微鈮處理鋼的物理冶金2007面新建文件夾微鈮處理鋼的物. 一是加熱時(shí)未溶解到奧氏體中的 、N)及在高溫形變過程中析出的 、 N)對(duì)再結(jié)晶的釘扎作用。但 未溶解碳氮化物顆粒度一般在 1000溫形變析出的碳氮化物顆粒度往往也在 500數(shù)量有限，對(duì)再結(jié)晶的釘扎力約在 44KN/熱軋道次間奧氏體再結(jié)晶驅(qū)動(dòng)力在 20MN/晶粒粗化的驅(qū)動(dòng)力大 200倍，所以高溫析出物阻礙晶粒粗化易，而只 有當(dāng)釘扎力超過再結(jié)晶驅(qū)動(dòng)力時(shí)，才有可能抑制再結(jié)晶的發(fā)生。 其二是固溶于奧氏體中的溶質(zhì) 圖 6示出了形變率與形變溫度的關(guān)系，界定了 完全再結(jié)晶溫度， 再結(jié)晶停止溫度。微合金化元素 5%的影響見 圖 7。微量 、 解量為 00和 950左右。 目前，據(jù)對(duì) 制出了不同含量的 度形變率再結(jié)晶”圖，見 圖 8?！?70%再結(jié)晶時(shí)間”曲線，見 圖 9。以及“軋制溫度再結(jié)晶臨界壓下率”的關(guān)系圖，見 圖 10。 由上可知， 奧氏體再結(jié)晶的影響 主要是溶質(zhì)原子對(duì)再結(jié)晶停止溫度的影響， 5%為 940，而 5%可升到 1030。微鈮處理鋼的奧氏體再結(jié)晶臨界壓下率比 V、 4 微 在鋼的熱變形過程中，以變形抗力定義為阻 止其發(fā)生熱變形的能力，熱機(jī)械處理工藝（ 究特別關(guān)注鋼的變形抗 力，希望在較低的變形抗力實(shí)現(xiàn) 響鋼的變形抗力的諸因素見 圖 11。 鋼的變形抗力，不僅與在線組織控制有關(guān)， 更與軋制能力相聯(lián)系。隨溫度變化的形變率與變形抗力的一般關(guān)系見 圖 12。 、 13。析出 從軋制道次間的軟化度來衡量，鋼中添加 軋制過程由奧氏體再結(jié)晶區(qū)溫度降至非再結(jié)晶 區(qū)，應(yīng)變累積效果也隨之增大。由于 相的變形抗力低于同一溫度下的 相，所以 (+)兩相區(qū)軋制時(shí)出現(xiàn)低變形抗力的情況。 此外，如 圖 14所示，通過調(diào)整軋制規(guī)范，可以降低低溫區(qū)的變形抗力來適應(yīng)軋鋼裝備，以挖掘鋼材的內(nèi)在潛力，提高鋼材的綜合力學(xué)性能。 5 微 板帶材的性能及其均勻性 ,首先取決于鋼的化學(xué)成分、冶煉和鑄坯工藝、以及熱軋規(guī)范。頁碼，2/4微鈮處理鋼的物理冶金2007面新建文件夾微鈮處理鋼的物.，關(guān)注的是軋后冷卻控制和帶材熱卷取的影響。 微 (1)微 導(dǎo)相變的必要條件。 圖 15為不同 3點(diǎn)關(guān)系。(2)在軋后間斷式控冷或連續(xù)式控冷過程中， 轉(zhuǎn)變不同程度被控制，促使細(xì)小貝氏體的形成，一部分 高鋼的強(qiáng)度而不損害韌性。見 圖 16和 圖 17。 (3)在熱卷取過程中，使剩余固溶 以調(diào)整鋼的強(qiáng)韌性匹配和性能的均勻性。見圖 18。 卷的強(qiáng)度以尾部的強(qiáng)度最高、中部次之、頭部最低。而韌性正好相反。通過調(diào)整層流冷卻制度，以“回火 ”過程 板卷的強(qiáng)韌性分布趨于均勻。 主要參考文獻(xiàn)1 In of an 5 1 3,1975.2of In of of K,000. 3微合金技術(shù)國際研討會(huì)論文集 ,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東濤 ,曹鐵柱 : 中國 北京 8 9, 4 ,10. 9東濤 : 我國微鈮處理鋼前景廣闊 ,北京 ,鈮在鋼中的應(yīng)用國際技術(shù)研討會(huì)論文集 2728 ,3,02 218. 頁碼，3/4微鈮處理鋼的物理冶金2007面新建文件夾微鈮處理鋼的