【正文】 這兩種作用讓鈮具有阻止晶粒長(zhǎng)大的最佳效果 ， 使鋼在 1100～ 900℃ 之間的熱加工的道次之間 ， 不發(fā)生再結(jié)晶 ， 可以累加形變量 ， 奧氏體晶粒達(dá)到高形變延伸而成薄 “ 鐵餅 ” 狀 ， 在 γ→α 轉(zhuǎn)變時(shí)為 α 形核提供大量晶界面 。 Nb(C,N)顆粒尺寸越細(xì) ， 強(qiáng)度增量越大 。超低碳的鈮鋼在終軋溫度下有大量固溶抑制 γ→α 相變 ， 抑制二次 (先共析 )鐵素體析出 ， 可以發(fā)生 γ→B 轉(zhuǎn)變 。 非調(diào)質(zhì)鋼中的鋁 鋁的氮化物和 V、 Ti、 Nb的氮化物有相似的影響 ， 但析出條件和產(chǎn)生的效果與其它元素相比存在一定差異 。 非調(diào)鋼中的稀土 稀土元素在鋼中的作用除凈化鋼水 (如降低硫含量 )、改變鋼中殘留夾雜物(如硫化錳 )形態(tài)、脫氫等作用； 稀土在鋼中晶界的偏聚能抑制硫、磷等低熔點(diǎn)夾雜在晶界的偏析，并能與這些夾雜形成高熔點(diǎn)的化合物，消除低熔點(diǎn)夾雜的有害影響，凈化和強(qiáng)化晶界，阻礙晶間裂紋的形成和擴(kuò)展； 鋼中細(xì)小彌散的稀土氧化物（如 CeO2或者 Ce203)，可以作為結(jié)晶核心而細(xì)化鑄態(tài)晶粒，還可以提高晶界對(duì)位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的阻力，從而提高鋼的強(qiáng)度和韌性，降低脆性轉(zhuǎn)變溫度等。 德國(guó)汽車行業(yè)中曲軸 、 連桿 、 前軸 、 半軸等鍛件 70%以上采用非調(diào)質(zhì)鋼制造；日本目前汽車制造業(yè)中 75%的連桿 、 90%的曲軸采用了非調(diào)質(zhì)鋼；瑞典 Volvo汽車制造廠每年約耗 25000多噸非調(diào)質(zhì)鋼制造汽車零件 。 鋼的組織為鐵素體－珠光體 ， 抗拉強(qiáng)度大于 770MPa， 屈服強(qiáng)度大于 540MPa， 而室溫夏比 V缺口韌性為 7～ 14J， 脆性轉(zhuǎn)變溫度在室溫以上 。 為此 ， 在進(jìn)行熱鍛或者熱軋之前的加熱時(shí) ，為防止晶粒粗化 ， 在鋼中添加鋁和鈦等元素 ， 通過(guò)析出 AlN和 TiN來(lái)釘扎 γ 晶界是非常有效的措施 。 另外還發(fā)現(xiàn)連鑄非調(diào)質(zhì)鋼采取微鈦處理 ， 能更加有效地提高韌性 。 溫鍛非調(diào)質(zhì)鋼 (化學(xué)成分 (質(zhì)量分?jǐn)?shù) )為： %~%C、 %~%Si、%~%Mn、 %~%Al、 %~%Cr、 Ti%或 Nb%) 在低于 Ac3溫度終鍛加工后具有微細(xì)的鐵素體－珠光體組織 ， 其抗拉強(qiáng)度可達(dá) 800MPa， 沖擊值達(dá) 90J／ cm2， 伸長(zhǎng)率在 20%以上 ， 強(qiáng)度 、 韌性和塑性比常規(guī)工藝生產(chǎn)時(shí)顯著提高 。 晶內(nèi)鐵素體形成的主要原理是：首先控制氧化物夾雜 ， 然后控制硫化物夾雜及碳氮化物的析出 ， 以促進(jìn) IGF在奧氏體晶內(nèi)的形核和長(zhǎng)大 ， 從而增加鐵素體的體積分?jǐn)?shù) ， 并明顯細(xì)化鐵素體晶粒 。鋼中彌散分布的細(xì)小 MnS顆粒是良好的 IGF形核位置 ， 同時(shí)在 MnS周圍形成的貧錳區(qū)因淬透性降低也能起到促進(jìn)鐵素體形成的作用 ， 能顯著改善韌性 。 同時(shí)鋼中要有一定的釩 (質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般為 %)和氮 (質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為%)， VC、 VN是 IGF的形核核心 。 當(dāng)鋼中 Al(sol)含量 (質(zhì)量分?jǐn)?shù) )在 %～ %時(shí) ， 形成的 MnS顆粒直徑最細(xì)小 ， 數(shù)量最多 。 MnS+V(C,N) 與晶內(nèi)鐵素體 油井管用 VTiN非調(diào)質(zhì)鋼 化學(xué)成分： Fe– – – – – – – –. 熱加工工藝示意圖 600℃ 900℃ 管坯 穿管后 冷卻到600℃ 900℃再加熱 最終產(chǎn)品 最終產(chǎn)品 整個(gè)工藝過(guò)程中 MC碳化物的溶解 析出行為 貝氏體型非調(diào)質(zhì)鋼 貝氏體型非調(diào)質(zhì)鋼一般碳含量低 、 韌性好 、 強(qiáng)度高 ， 尤其是在韌性上顯著高于其它碳氮化物強(qiáng)化的微合金非調(diào)質(zhì)鋼 ， 而在強(qiáng)度上遠(yuǎn)高于鐵素體一珠光體型非調(diào)質(zhì)鋼 ， 能很好地用于各類較大強(qiáng)度載荷及高耐疲勞的結(jié)構(gòu)件上 ， 如軸 、 連桿 、 油井抽油桿等 。 影響貝氏體型非調(diào)質(zhì)鋼強(qiáng)度的主要因素： (1)貝氏體鐵素體尺寸 。 對(duì)于條束狀貝氏體 ， 條束對(duì)斷裂的阻礙作用是主要的 ， 奧氏體晶粒對(duì)強(qiáng)化也起作用 ， 但處于次要地位 。 對(duì)于粒狀貝氏體 ， 其鐵素體基體上分布的M/A島等第二相組織的分布 、 尺寸和數(shù)量 ， 對(duì)鐵素體基體的強(qiáng)度也有同樣的影響 。 鐵素體內(nèi)的位錯(cuò)可能與協(xié)作切變相變和碳化物沉淀有關(guān) ， 位錯(cuò)密度很高時(shí)會(huì)形成亞晶界 。 (4)固溶強(qiáng)化 。 碳原子固溶數(shù)目也很有限 ， 其強(qiáng)化作用實(shí)質(zhì)上是氣團(tuán)與位錯(cuò)交互作用的結(jié)果 。 低碳含釩、鈦等貝氏體型非調(diào)質(zhì)鋼 含硼低碳貝氏體型非調(diào)質(zhì)鋼 低碳復(fù)合微合金化高強(qiáng)韌貝氏體型非調(diào)質(zhì)鋼 FT15鋼的 CCT曲線 貝氏體非調(diào)質(zhì)鋼 20CrMnMoV的光學(xué)顯微組織 (a) 未回火 , (b) 350 ℃ 回火 , (c) 450 ℃ 回火， (d) 600 ℃ 回火 . 強(qiáng)度隨回火溫度變化的曲線 殘余奧氏體含量隨回火溫度變化曲線 (a)貝氏體鐵素體板條 , (b)原奧氏體晶界上分布的 M/A 島 , (c) 貝氏體鐵素體和殘余奧氏體 , 明場(chǎng) , (d)貝氏體鐵素體和殘余奧氏體 , 暗場(chǎng) (e) M/A島中的孿晶馬氏體 貝氏體非調(diào)質(zhì)鋼 20CrMnMoV回火后的 TEM顯微組織 (a) 350 ℃ 回火 , 貝氏體鐵素體和殘余奧氏體 ， 明場(chǎng) 。 (c) 350 ℃ 回火 。 沿原奧氏體晶界分布的碳化物 貝氏體非調(diào)質(zhì)鋼 20CrMnMoV回火后的 TEM顯微組織 馬氏體型非調(diào)質(zhì)鋼 低碳馬氏體型非調(diào)質(zhì)鋼強(qiáng)度可達(dá) 1400MPa， 強(qiáng)韌性達(dá)到合金調(diào)質(zhì)鋼水平 。 通過(guò)鈮細(xì)化晶粒 ， 并控制成分 ， 以確保 Ms200℃ 。 但過(guò)低的碳含量會(huì)導(dǎo)致強(qiáng)度不足 。 成分 (質(zhì)量分?jǐn)?shù) )為 %～ %C、 %Si、 %Mn、 %Cr、 %Nb、%B的馬氏體型非調(diào)質(zhì)鋼 ， 是從強(qiáng)度 、 硬度和韌性多方面綜合考慮而選擇了%～ %的最佳碳含量 (質(zhì)量分?jǐn)?shù) )； 為促進(jìn)馬氏體轉(zhuǎn)變提高淬透性 ， 增加了錳和鉻 ， 并考慮到切削性而將錳含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù) )定為 %； 加微量硼 ， 更加有效地提高了淬透性 ， 加硼并降低碳含量還有減小焊接裂紋敏感性的效果 。 直接淬火鋼 －回火非調(diào)質(zhì)鋼 直接淬火－回火非調(diào)質(zhì)鋼的鋼種包括碳鋼 、 硼鋼和微合金化鋼 。 經(jīng)調(diào)節(jié)終軋溫度 ， 使 直接 淬火 回火鋼的強(qiáng)度水平超過(guò) 1100MPa， 同時(shí)伸長(zhǎng)率能達(dá)到 18%。 在 (γ+α) 區(qū)軋制可使屈服強(qiáng)度達(dá) 800 MPa， 伸長(zhǎng)率達(dá) 22%。 提高淬透性 ， 低碳馬氏體非調(diào)質(zhì)鋼的錳含量 (質(zhì)量分?jǐn)?shù) )一般在 1%以上 ， 并添加 Cr、 B、 Ti、 V等元素 。