【正文】 1250℃ ~1350℃ ）進(jìn)行軋制，但必須將終軋溫度控制在Ar3附近。 微合金化鋼 Chapter 2 工程構(gòu)件用合金結(jié)構(gòu)鋼 ?在高于 1200℃ 時， ●一方面， 鋼中的鈮、鈦的碳氮化物部分溶解于奧氏體，以便在隨后的軋制過程中析出，起抑制再結(jié)晶和控制奧氏體晶粒長大的作用；在軋制完畢的冷卻過程中，又有部分彌散的碳化物析出起沉淀強(qiáng)化作用 。 微合金化鋼 Chapter 2 工程構(gòu)件用合金結(jié)構(gòu)鋼 ?控制軋制通常由三個階段組成： ●第一階段 是高溫下的再結(jié)晶區(qū)變形； ●第二階段 是在緊靠 Ar3以上的低溫?zé)o再結(jié)晶區(qū)變形； ●第三階段 是在奧氏體 鐵素體兩相區(qū)變形。 微合金化鋼 Chapter 2 工程構(gòu)件用合金結(jié)構(gòu)鋼 ?若將一般熱軋與控制軋制比較，可以發(fā)現(xiàn)它們與正火與淬火之間的關(guān)系 : ●相似 :在控制軋制和淬火鋼中， 奧氏體晶粒被分割為幾部分，從而形成非常細(xì)小的晶粒組織 。 微合金化鋼 Chapter 2 工程構(gòu)件用合金結(jié)構(gòu)鋼 ?控制軋制通常有兩種工藝： ●傳統(tǒng)的控制軋制 ，即當(dāng)控制軋制是 在 低于再結(jié)晶終止溫度時變形 ，此時已變形的奧氏體或發(fā)生再結(jié)晶但晶粒來不及長大，或者僅達(dá)到回復(fù)狀態(tài)未發(fā)生再結(jié)晶，奧氏體在形變道次時間終了時，實際上仍保持加工狀態(tài)的薄餅形晶粒。 微合金化鋼 Chapter 2 工程構(gòu)件用合金結(jié)構(gòu)鋼 ●微合金化元素的作用 是為了在熱加工時應(yīng)變誘導(dǎo)析出，阻礙奧氏體再結(jié)晶，升高奧氏體的再結(jié)晶溫度。 微合金化鋼 Chapter 2 工程構(gòu)件用合金結(jié)構(gòu)鋼 ●傳統(tǒng)的控制軋制工藝的缺點 是終軋溫度較低，一般要低于 900℃ ，此時鋼的強(qiáng)度因溫度降低而升高，軋制時變形抗力增大，必須有 高功率的強(qiáng)力軋機(jī) 才能實現(xiàn)這種工藝。 ●微合金化元素的作用 ?加入 鈦 使鋼在液凝后的冷卻過程中析出穩(wěn)定彌散的 TiN質(zhì)點，可抑制經(jīng)反復(fù)形變再結(jié)晶細(xì)化的奧氏體晶粒長大，當(dāng)反復(fù)多道次形變和再結(jié)晶后，奧氏體晶粒得到細(xì)化。 ?由此發(fā)展了高于再結(jié)晶溫度控軋的 VTiN鋼。 ?再結(jié)晶控制軋制工藝的優(yōu)點 是特別適合在不能進(jìn)行低溫軋制的 低功率軋機(jī) 上實施，或者在鍛造時使用。 ?對于截面較厚的鋼材， 冷卻速度過慢時 ，對于截面較厚的鋼材，析出的先共析鐵素體將長大，珠光體團(tuán)和片層也粗化，這就 降低了鋼的強(qiáng)度和韌性 ； ?對于微合金化鋼， 冷卻速度過慢時 ，發(fā)生相間沉淀的溫度較高，沉淀相過于粗大， 減弱了沉淀強(qiáng)化效應(yīng) 。 微合金化鋼 Chapter 2 工程構(gòu)件用合金結(jié)構(gòu)鋼 ?冷卻速度過快時 ， 鋼的塑性和韌性又較差 。 微合金化鋼 Chapter 2 工程構(gòu)件用合金結(jié)構(gòu)鋼 ?控制軋制和控制冷卻的主要工藝參數(shù) ?①選擇合適的 加熱溫度 ，以獲得細(xì)小而均勻的奧氏體晶粒； ?②選擇適當(dāng)?shù)?軋制道次和每道的壓軋量 ，通過回復(fù)再結(jié)晶獲得細(xì)小的晶粒； ?③選擇合適的 在再結(jié)晶區(qū)和無再結(jié)晶區(qū)停留時間和溫度 ，以使再結(jié)晶的晶粒內(nèi)產(chǎn)生形變回復(fù)的多邊化亞結(jié)構(gòu)； 微合金化鋼 Chapter 2 工程構(gòu)件用合金結(jié)構(gòu)鋼 ?④ 在鐵素體 奧氏體兩相區(qū)選擇適宜的總壓下量和軋制溫度 ； ?⑤控制 冷卻速度 。 ?若要求更高強(qiáng)度和韌性的配合，就需要考慮選擇其它類型組織的低合金鋼 ，如采用相變強(qiáng)化的方法，因而發(fā)展了低碳貝氏體型、低碳索氏體型及低碳馬氏體型鋼。 ?配合 加入微合金化元素 ，如鈮以細(xì)化晶粒并進(jìn)一步提高韌性。 低碳貝氏體型鋼、針狀鐵素體型鋼及鐵素體 馬氏體雙相鋼 Chapter 2 工程構(gòu)件用合金結(jié)構(gòu)鋼 ?由于貝氏體轉(zhuǎn)變的溫度范圍界于珠光體與馬氏體之間，相應(yīng)地貝氏體組織兼?zhèn)淞烁邷剞D(zhuǎn)變產(chǎn)物的塑韌性和低溫轉(zhuǎn)變的強(qiáng)度，具有良好的強(qiáng)韌性配合，從而引起人們的極大關(guān)注。 低碳貝氏體型鋼、針狀鐵素體型鋼及鐵素體 馬氏體雙相鋼 Chapter 2 工程構(gòu)件用合金結(jié)構(gòu)鋼 ?20 世紀(jì) 50 年代末期，英國的 Irvine 和 Pickering 等人率先發(fā)明了具有高的貝氏體淬透性 MoB 系貝氏體鋼，通過 Mo 、 W 、 B 等元素的加入使一定尺寸的工件在空冷條件下即可得到以貝氏體為主的組織，從而實現(xiàn)了貝氏體鋼生產(chǎn)的工藝變革：盡管 Mo 的價格較高，而且為了降低貝氏體轉(zhuǎn)變起始溫度（ BS ），改善強(qiáng)韌性，還須添加其他合金元素復(fù)合金化，致使鋼的成本進(jìn)一步增加，但是 MoB 系貝氏體鋼還是得到了一定的發(fā)展。 ? Mn 在過冷奧氏體轉(zhuǎn)變中具有特殊的再分配規(guī)律。 Chapter 2 工程構(gòu)件用合金結(jié)構(gòu)鋼 低碳貝氏體型鋼、針狀鐵素體型鋼及鐵素體 馬氏體雙相鋼 ?Mn在相界面的濃度峰勢必對界面遷移產(chǎn)生釘扎作用即 溶質(zhì)拖曳作用 ，使鐵素體生長顯著推遲。 Chapter 2 工程構(gòu)件用合金結(jié)構(gòu)鋼 低碳貝氏體型鋼、針狀鐵素體型鋼及鐵素體 馬氏體雙相鋼 ?由于溶質(zhì)拖曳和類拖曳作用，導(dǎo)致該合金的 γ→α 轉(zhuǎn)變曲線在 600℃ 左右出現(xiàn)“河灣”形狀。 Chapter 2 工程構(gòu)件用合金結(jié)構(gòu)鋼 低碳貝氏體型鋼、針狀鐵素體型鋼及鐵素體 馬氏體雙相鋼 ?低碳貝氏體型鋼的組織和成分 ?低碳貝氏體鋼在軋制或正火后控制冷卻，直接得到 低碳貝氏體組織。利用貝氏體相變強(qiáng)化，鋼的屈服強(qiáng)度可達(dá)到490MPa ~780MPa。 低碳貝氏體型鋼、針狀鐵素體型鋼及鐵素體 馬氏體雙相鋼 Chapter 2 工程構(gòu)件用合金結(jié)構(gòu)鋼 ?低碳貝氏體型鋼中的合金化 : ?主加合金元素 鉬和 硼 是能顯著推遲先共析鐵素體和珠光體轉(zhuǎn)變，而對貝氏體轉(zhuǎn)變推遲較少。 ?通過微合金化，充分發(fā)揮 鈮、鈦、釩 的細(xì)化晶粒和沉淀強(qiáng)化的作用。主要用于制造容器的板材和其它鋼結(jié)構(gòu)。 低碳貝氏體型鋼、針狀鐵素體型鋼及鐵素體 馬氏體雙相鋼 Chapter 2 工程構(gòu)件用合金結(jié)構(gòu)鋼 ?為了提高鋼的室溫和低溫韌性，改善焊接性，發(fā)展了 超低碳貝氏體鋼 ，鋼的含碳量降低到 w(C)=%，并加入 w(Ti)=%使之成為 MnMoNbTiB超低碳貝氏體型鋼。這種鋼可在0℃ 以下溫度條件下服役。 Mn 原料的價格約為 Mo 的 1/50 。 Chapter 2 工程構(gòu)件用合金結(jié)構(gòu)鋼 低碳貝氏體型鋼、針狀鐵素體型鋼及鐵素體 馬氏體雙相鋼 二、針狀鐵素體型鋼 ?針狀鐵素體鋼是鋼材在控制軋制后空冷過程中 通過切變和擴(kuò)散相變 形成由位錯列陣和位錯胞組成的非等軸鐵素體鋼。這類鋼的 顯微組織是 低碳或超低碳的針狀鐵素體，與低碳貝氏體很相似，但由于含 C量極低，故鐵素體板條的相界上不存在碳化物。 ?Mn的含量根據(jù)鋼板厚度和要求的強(qiáng)度水平?jīng)Q定 ，一般在 %~%之間。 低碳貝氏體型鋼、針狀鐵素體型鋼及鐵素體 馬氏體雙相鋼 Chapter 2 工程構(gòu)件用合金結(jié)構(gòu)鋼 ?Mo的含量也根據(jù)鋼板厚度確定 ?在 %~ %之間。當(dāng) Mo被 CuNiCr代替時，通過控制軋制，也可以得到針狀鐵素體。 ?顯微組織和性能特點 ?細(xì)晶粒的多邊化鐵素體、 30%以上的針狀鐵素體片、高度彌散的滲碳體質(zhì)點、少量島狀的馬氏體 奧氏體塊和細(xì)而彌散的Nb(C,N)質(zhì)點 。 這種力學(xué)行為與鐵素體 珠光體鋼相比，在許多場合是十分有利的，比如在管線建設(shè)中。這類鋼的屈服強(qiáng)度一般大于 470MPa，伸長率大于 20%，室溫沖擊值大于 80J。 ?這類鋼通常用堿性氧氣轉(zhuǎn)爐冶煉，用鋁脫氧，并且 S含量很低（大約為 %左右）；或者用稀土處理，控制硫化物的形態(tài)，提高橫向沖擊性能。 低碳貝氏體型鋼、針狀鐵素體型鋼及鐵素體 馬氏體雙相鋼 Chapter 2 工程構(gòu)件用合金結(jié)構(gòu)鋼 西氣東輸工程 三、鐵素體 馬氏體雙相鋼 ?背景 ?由于傳統(tǒng)的低合金高強(qiáng)度鋼 對汽車壓力加工件來說，沒有具備足夠的冷成形性 ，因而需要改善其強(qiáng)度 成形性的綜合性能以滿足汽車沖壓成型件的要求。 低碳貝氏體型鋼、針狀鐵素體型鋼及鐵素體 馬氏體雙相鋼 Chapter 2 工程構(gòu)件用合金結(jié)構(gòu)鋼 ?一方面 使鋼中的碳在奧氏體發(fā)生轉(zhuǎn)變析出先共析鐵素體時集中在奧氏體中，當(dāng)奧氏體轉(zhuǎn)變成馬氏體（含碳量偏高）時，將引起體積和形狀變化，并且鐵素體相中的間隙碳原子相對較為貧化； ?另一方面 ，在一定冷卻條件或應(yīng)變誘發(fā)下的馬氏體相變將在馬氏體區(qū)域產(chǎn)生殘余應(yīng)力，在鐵素體中激發(fā)出高密度的可動位錯（由于鐵素體中的碳、氮量極低，位錯不易被釘扎）。 ?此外加之有強(qiáng)韌的馬氏體島或纖維和很細(xì)的鐵素體晶粒及結(jié)合牢固的馬氏體 /鐵素體界面，使得塑性變形主要發(fā)生在鐵素體相中，所以表現(xiàn)為高的均勻伸長率和高的強(qiáng)度。因此生產(chǎn)上通常又把雙相鋼分為 退火雙相