材料加工组织性能控制第四章.ppt

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微合金化元素：铌(Nb)、钒(V)、
钼(Mo)、铜(Cu)、镍(Ni)和铬(Cr)。
夹杂及硫化物形状控制的添加元素：磷(P)、
钢的塑性。
钛(Ti)、铝(Al)和硼(B)。
置换元素：硅(Si)、锰(Mn)、
硫(S)、钙(Ca)、稀土金属(REM)及锆(Zr)。 控制
控制钢的强度、韧性、相变显微组织

微合金化元素:
特点：与碳、氮结合成碳化物、氮化物和
碳氮化物，高温下溶解，低温下析出。
作用：(1)加热：阻碍原始奥氏体晶粒长
大；
轧制：抑制再结晶及再结晶后的晶粒长
大；(3)低温：析出强化作用。
合金元素的作用
机理：
如果有细小的第二相质点导入奥氏体基体中，由于质点和晶界发生相互作用，第二相质点通常存在于晶界上，一部分晶界被质点所取代，并且表面的能量确保了晶界相对位置的稳定。因此晶界迁移（晶粒长大）受到来自质点的阻力。
01
02
图4-1 中碳化物和氮化物的溶度积
特点：
TiN：
VC：
NbC和TiC：
(2)晶格结构：Al，其余
元素；
(3)氮化物与碳化物的比
较；
(4)含钛钢：首先形成氮
化钛。
图4-2 晶粒尺寸与加热温度的关系
特点：
铌钢：
钒钢和Si-Mn钢：
钛钢：
机理：沉淀对奥氏体晶粒边界起钉扎作用使钛钢具有高于1250℃的极高的晶粒细化温度。
的析出
控制轧制过程中微量元素碳氮化合物
01
出炉前：
加热到1200C，均热2h：90%以上铌都固溶到
奥氏体基体中，有极少数粗大Nb(C、N)没有
固溶到奥氏体中。
1260C ：保温30min，Nb(C、N)全部溶解。
各阶段中Nb(C、N)的析出状态
02
出炉后到轧制前：
在轧制前，从固溶体中析出Nb(C、N)数量很少。
出炉后尚未变形
在变形奥氏体中：
图4-3 钢中析出Nb量与变形变量和变形后停留时间的关系
Nb(P)：在沉淀相中的Nb量占钢种Nb量的%
为未变形的奥氏体；∆为形变量43%；○为形变量73%
Nb(C、N)平均析出速度：
高温、低温析出都很慢。
终轧温度的影响：
高温轧制后（再结晶轧制，如1050C）:铌的平
均析出速度不大、析出颗粒较大（ 200 Å左右）。
原因:
低温轧制后（未再结晶轧制，如900800C） ：
加大了铌的析出速度,析出颗粒细（ 50100Å ）。
原因:
控制轧制就是应用这种微细的Nb(C、N)析出质点固定亚晶界而阻止奥氏体晶粒再结晶，达到细化晶粒的目的。
轧后冷却过程中铌的析出速度主要取决于铌的过饱和度、变形温度和变形量。随变形温度降低或变形量增大其析出速度增大。