關于鋼鐵材料發(fā)展若干問題的思考(編輯修改稿)
2025-02-25 00:41 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 晶粒細化強化的局限? 晶粒細化強化是唯一的在提高屈服強度同時提高韌性的強化方式，因而是鋼中最重要的強化方式? 晶粒細化至 35?m之后 ,進一步細化從生產(chǎn)成本方面考慮是不合適的 ,而其明顯提高鋼材屈服比的作用更是嚴重的限制? 晶粒細化到 1?m之后，由于屈服強度的通提高明顯大于抗拉強度的提高，屈服比將迅速增大到 ，對安全性和冷加工性能明顯不利鋼鐵研究總院鋼鐵研究總院?第二相（包括傳統(tǒng)意義的夾雜物）的微細化及其形狀和分布狀態(tài)的有效控制是未來鋼鐵材料科學與技術的最重要發(fā)展方向鋼鐵研究總院鋼鐵研究總院第二相控制的意義? 控制和消除鋼中大顆粒的第二相和夾雜物從而控制或減小鋼中可能產(chǎn)生的最大尺寸的微裂紋源對提高鋼的使用強度具有非常重要的作用 ? 均勻細小的第二相顆粒提高屈服強度與提高抗拉強度的作用效果大致相當，由此，均勻細小的第二相顆粒在產(chǎn)生強化作用的同時并不損害鋼材的均勻塑性 ? 合理控制條件下的第二相強化也是相當有效的強化方式鋼鐵研究總院鋼鐵研究總院第二相強化的經(jīng)濟有效性 鋼鐵研究總院鋼鐵研究總院微合金碳氮化物析出強化作用鋼鐵研究總院鋼鐵研究總院沉淀強化強度增量與第二相體積分數(shù)和尺寸的關系 鋼鐵研究總院鋼鐵研究總院第二相阻止基體晶粒長大? DC為臨界晶粒尺寸 ， A為比例系數(shù) 。Hillert缺陷理論指出，晶界的釘扎（pinning）和解釘（ unpinning） 將在兩個水平上發(fā)生，相應的比例系數(shù)分別 為 2/3和 4/9。 鋼鐵研究總院鋼鐵研究總院? Gladman得到晶界解 釘 的判據(jù) 為 ：? 晶粒尺寸不均勻性因子 Z值 約為 ，可得 A約為 。 Z值為 3或 9時， A約為 2/3和 4/9，對應于 Hillert缺陷理論的 兩個水平 。? 第二相控制晶粒尺寸具有 “ 方向性 ” ，即晶粒在一開始是否被釘扎將決定所選取的釘扎水平系數(shù) A的差異。鋼鐵研究總院鋼鐵研究總院鋼鐵研究總院鋼鐵研究總院阻止晶粒長大的合金系選擇? 固溶度積小，高溫保持一定體積分數(shù)未溶或能夠沉淀析出；固溶量小，粗化速率小，可保持細小尺寸。? TiN具有獨特的優(yōu)勢， 1250℃ 以上加熱必須采用（軋制前均熱）， NbN次之， 10001200℃ 有較好效果（焊接熱影響區(qū)、高溫軋制階段）， TiC、 NbC、 VN有一定用處， 850950℃（低溫軋制階段） ， VC基本無用。? 含鈦鋼中 TiN液析的限制，故僅能采用微鈦。鋼鐵研究總院鋼鐵研究總院 固溶微合金元素或形變誘導析出微合金碳氮化物對形變奧氏體再結晶行為的影響— 奧氏體的調(diào)節(jié)? 形變奧氏體再結晶行為的不同導致了不同的控制軋制工藝思路? CCR與 RCR的不同控制要求鋼鐵研究總院鋼鐵研究總院鋼鐵研究總院鋼鐵研究總院DIFT鋼鐵研究總院鋼鐵研究總院鋼鐵研究總院鋼鐵研究總院微合金元素對基體再結晶行為的影響機理? 形變誘導析出的微合金碳氮化物釘扎形變奧氏體晶界， 8501000℃ Nb(CN)容易形變誘導析出，因而能有效阻止或推遲再結晶。? 固溶的 Nb、 B、 Mo等的溶質(zhì)拖曳作用釘扎形變奧氏體晶界， 要求相應元素與鐵元素的尺寸或化學性質(zhì)相差較大（但又必須有足夠的固溶量）。鋼鐵研究總院鋼鐵研究總院奧氏體再結晶的驅動與抑制? 驅動力 F=Gb178。??/2（ ??為再結晶前后基體中的位錯密度差）? 計算結果約為 20MN/m178。，比晶粒粗化的驅動力大 100200倍? 釘扎力 FP=6?f I/(?d 178。)（ ?為 奧氏體晶界能， f 、 d分別為第二相體積分數(shù)和直徑， I為亞晶尺寸）鋼鐵研究總院鋼鐵研究總院微合金元素對形變基體 ???相變行為的影響? 形變儲能加速 ???相變，提高相變溫度，抑制奧氏體再結晶作用的延伸? ?在原 奧氏體晶界或形變帶形核，較高的形核率保證初始晶粒尺寸細小且不能橫向長大鋼鐵研究總院鋼鐵研究總院? 微合金碳氮化物在相界靠 ?側 沉淀析出（在 ?中的固溶度積較在 ?中小因而沉淀析出相變自由能較大） 阻止 ?晶粒的徑向長大? 新的相界一旦穩(wěn)定后將成為 ?相另一輪形核地點，未釋放的及新的形變產(chǎn)生的 形變儲能促進 ???相變? ???相變的推進式? 形變儲能稍小時原 奧氏體晶粒中心的等軸粗大 ?晶粒鋼鐵研究總院鋼鐵研究總院形變誘導鐵 素體相變 DIFT? 形變誘導鐵素體相變 （ DeformationInducedFerriteTransformation,DI
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