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微合金鋼的合金元素對(duì)本身具有的影響

微合金鋼是20世紀(jì)70年代以來發(fā)展起來的一大類高強(qiáng)度低合金鋼，其關(guān)鍵是細(xì)化晶粒和沉淀強(qiáng)化，為了充分發(fā)揮微合金元素鈦、鈮、釩的作用。同時(shí)發(fā)展了與之配套的控制軋制和控制冷卻。生產(chǎn)工藝。微合金元素在控制軋制和控制冷卻生產(chǎn)工藝過程中，對(duì)微合金鋼的組織和性能產(chǎn)生很大的影響。鈦、鈮、釩等微合金元素有以下四方面的作用。
 1.抑制奧氏體形變?cè)俳Y(jié)晶
合金結(jié)構(gòu)鋼的合金元素對(duì)它也是存在很大的影響，合有些合金元素子在工藝上間接的影響了合金鋼的特性，在熱加工過程中，通過應(yīng)變誘導(dǎo)析出鈮、鈦、釩的氯化物，沉淀在晶界，亞晶界和位錯(cuò)上，起釘扎作用，有效地阻止奧氏體再結(jié)晶的晶界和位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)，抑制再結(jié)晶過程的進(jìn)行。鈮還偏聚在奧氏體晶界，增強(qiáng)晶界原子核結(jié)合力，對(duì)再結(jié)晶晶界起拖曳作用。鋁、鈦、釩對(duì)C-Mn合金鋼再結(jié)晶終止溫度的具有影響力。彈簧鋼中的元素則要比其活躍些，鈮在阻止形變奧氏體的回復(fù)和再結(jié)晶方面作用最強(qiáng)，鈦次之，釩較弱。在高溫區(qū)，鈮以固溶原子對(duì)晶界遷移的拖曳作用為主，合金結(jié)構(gòu)鋼、軸承鋼則是在較低溫奧氏體區(qū)，以應(yīng)變誘導(dǎo)析出的Nb (C，N)粒子的釘扎晶界作用為主。
2.阻止奧氏體晶粒長(zhǎng)大
在鍛造和軋制過程中，每一道次后，再結(jié)晶完了，就要發(fā)生晶粒長(zhǎng)大。通過加鈦和鈮形成TiN或Nb(C，N)，彈簧鋼在軋制的過程中也存在晶粒長(zhǎng)大，它們?cè)诟邷叵路浅７€(wěn)定，其彌散分布對(duì)控制高溫下的晶粒長(zhǎng)大有強(qiáng)烈的抑制作用，微量鈮(硼(Nb)≤0. 06%)形成的Nb(C，N)在1250℃也未完全溶于奧氏體，在軋制中1150℃以下又有部分。鈮重新以Nb(C，N)析出，因而阻止奧氏體晶粒長(zhǎng)大作用可達(dá)1150℃。微量鈦W(Ti)≤0.02%=)以TiN從高溫固態(tài)鋼中析出，呈彌敢分布，對(duì)阻止奧氏體晶粒長(zhǎng)大很有效。
3..沉淀相與沉淀強(qiáng)化
鈦和鈮的相關(guān)性是不可忽視的，在結(jié)構(gòu)鋼中也存在很大的差異，我們有時(shí)候也是在不斷的抓取鋼中的元素進(jìn)行衡量鋼的內(nèi)部成分所占的一個(gè)比列。鈦和鈮的碳化物有足夠低的固溶體和高的穩(wěn)定性，釩只有在氮化物才這樣，一般微合金鋼鋼中的沉淀強(qiáng)化相主要是低溫下析出的Nb(C、N)和VC，微合金元素鋼、鈦對(duì)合金鋼的屈服強(qiáng)度的增量，當(dāng)W（Nb）≥0.04%時(shí)，細(xì)化晶粒造成屈服強(qiáng)度的增量于沉淀強(qiáng)化引起的增量，當(dāng)（Nb）≥0.04%時(shí),(Nb）增加量大大增加，而增加量保持不變，鈦引起沉淀強(qiáng)化使鋼的屈服強(qiáng)度增量最顯著，而鈦的作用處于鈮和釩之間。
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