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簡要分析鈮、釩、鈦微合金化元素各有什么特性？

鋼類產(chǎn)業(yè)發(fā)展很快，弘超經(jīng)營經(jīng)營品種各種鋼（結(jié)構(gòu)用鋼、彈簧鋼、軸承鋼、易切削結(jié)構(gòu)鋼），鋼的焊接性、成型性和斷裂韌性要求鋼I扣有較少的非金屬夾雜物，控制低氧含量和低硫含量是生產(chǎn)高質(zhì)量低合金鋼的必要條件。為此，首先是鋁，有效地脫氧和形成AIN對細(xì)化品粒起作用，已被利用達(dá)半個(gè)多世紀(jì)Ca和RE也被廣泛應(yīng)用，對硫化物形態(tài)控制十分有效。但真正意義的碳氮化物形成元素，則是Nb、V、Tio、Nb、V、Ti與Fr、Hr、Ta.、Cr、Mo、W等元素均為難熔金屬，分屬于元素周期表的ⅣB、VB和Ⅵo族，均具有形成氮化物和碳化物的能力Nb、V、Ti與Fe原子的半徑差很小，且氮化物和碳化物的面心立方結(jié)構(gòu)和鋼的面心立方、體心立方基體有共格性，在一定的條件下既可以溶人又可以析出。
(1)形成氮化物和碳化物可能性比較。Ti的氮化物是在鋼水凝固階段形成的，實(shí)際上不溶于奧氏鋼，各類鋼中的合金元素也是非常大的，將不同鋼類也是，因此能在鋼（合金結(jié)構(gòu)用鋼、軸承用鋼等）的熱加工加熱過程和焊接時(shí)的焊縫中控制晶粒尺寸，另外由于形成TiN，可以消除鋼中自由氮，對抗時(shí)效有好處。V的氮化物和碳化物在奧氏體內(nèi)兒乎完全溶解，對控制奧氏體晶粒不起作用。氮化物的化合物儀在相變過程中或相變之后析出，析出物非常細(xì)小，有十分顯著的析出強(qiáng)化效果。砧的碳化物和Nb的氮化物、碳化物可在高溫奧氏體區(qū)內(nèi)溶解，又在低溫奧氏體區(qū)內(nèi)析出 Nb、V、Ti對奧氏體晶界的釘扎作用可使相變后鐵素體晶粒得到細(xì)化。
(2)對形變再結(jié)晶影響的比較。固溶的溶質(zhì)原子對擴(kuò)散控制的反應(yīng)或相變有拖曳作用，從而使再結(jié)晶過程推向較高的溫度，而碳氮化物的析出既促進(jìn)相變的生核，又阻滯二次晶粒的長大，從這個(gè)角度上衡量，含Nb、Ti的微合金化鋼再結(jié)晶溫度較高，具有較細(xì)的奧氏體晶粒V微合金化鋼再結(jié)晶溫度較低，V-Ti復(fù)合又可充分發(fā)揮對多次再結(jié)晶新晶界的阻滯作用。
(3)對析出強(qiáng)化效果的比較。析出強(qiáng)化的強(qiáng)度增量取決于析出物數(shù)量和粒子尺寸，對于碳鋼元素也是很重要的。也取決于共格質(zhì)點(diǎn)的鐵原子之間晶格常數(shù)的差別在0.01～0.14%[C]的碳含量范圍內(nèi)，析出強(qiáng)化產(chǎn)生的屈服強(qiáng)度增量Nb>Ti>Vo和V相比，要達(dá)到相同的彌散強(qiáng)化效果，用1/2的Nb就可以。強(qiáng)化效果又受到在奧氏體中形成析出物傾向的制約，形變促進(jìn)這種傾向，所以NbC具有的強(qiáng)化效果只是在較低碳含量的鋼之中。
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