V和V-N微合金化超细晶钢轧制热模拟研究

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1、东北大学硕士学位论文摘要V和V、N微合金化超细晶钢轧制热模拟研究摘要在所有改善钢材性能的手段中，晶粒细化既可以提高强度又不牺牲韧性。已有的研究结果表明，通过在特定温度区域变形可产生形变诱导铁素体相变现象，获得超细的铁素体晶粒；微合金化也可以获得细晶铁素体．在目前的微合金元素中，钒的微合金效果已经得到公认。过去对超细晶钢的研究主要集中在薄板SL铝tJ领域，将形变诱导铁素体相变和钒微合金化与中厚板生产相结合的研究对我国钢铁生产企业具有重大意义。本实验以O．1％C．1．0％Mn的低碳钢为基础熔炼了4种不同钒、氮含量的实验用钢，通过实验室模拟的方法对4个钢种试样进行单道次和多道次热压缩变形，并对变形试

2、样进行了光学显微镜和透射电镜下的显微组织观察。单道次变形实验在A。3～Ar3点温度范围内进行，用来考察变形量、变形温度、变形速率等变形参数和合金元素对形变诱导铁索体相变的影响；在奥氏体／铁素体两相区进行了多道次变形用来模拟中厚钢板的轧制过程，考察多道次变形过程中各钢种的组织演变、碳氮化物析出规律和变形后的组织稳定性。所得主要结论如下：1．实验用合金钢都可以通过形变诱导铁索体相变的方法得到超细的铁素体晶粒。大变形所导致的铁素体细化是恤动态相变和铁素体动态再结晶共同作用的结果。2．本实验条件下合金元素钒与氮对讹静态相变没有影响，但它们在变形过程中对7旭动态相变有很大的影响。固溶在奥氏体中的钒对Y，

3、旺动态楣变有抑制作用。随着变形量的增加，在形变诱导析出作用下钒的碳氮化物在变形过程中快速的沉淀，有利于Y血动态相变的进行。当钒以两种形态同时存在的时候，对Y／旺动态相变的正负影响也同时存在。3．形变诱导铁索体的数量和形态是和变形参数相关的，所有钢种形变诱导铁索体的数量随变形量的增加而增加；形变诱导铁素体晶粒尺寸随着变形前冷速的增加、应变速率的提高而减小：随着钒含量的增加，形变诱导铁素体晶粒尺寸减·II·东北大学硕士学位论文小：钒氮钢具有同高钒钢一样的细化效果，但要求在较低的变形温度范围(760。C～800℃)才有效。4．在7／a两相区内对实验合金的过冷奥氏体进行小变形、长时间间隔、慢冷却的多道

4、次变形，可以提高奥氏体向铁素体转变的驱动力，缩短相变的孕育期，促进铁素体相变的发生，但只能发生部分转变。5．当变形温度较高时，在变形后的道次间隔中，如果诱导出的铁素体含量大于平衡体积分数，有可能发生逆相变，铁素体的数量降低；但随着温度的降低铁素体平衡体积分数的增加在道次间隔时间里还可能发生亚动态相变，铁素体的数量增加。6．多道次变形过程中低钒钢奥氏体内没有碳氮化物的析出，在铁素体内有析出；高钒钢奥氏体中有少量析出，铁索体内有析出；钒氮钢奥氏体与铁素体内析出数量明显多于前者并出现了大量的氮化物。总体来说，增氮对促进碳氮化物析出的效果要好于增钒。7。四种钢变形试样冷却到650。C保温1000秒后，

5、铁素体晶粒长大明显，高钒钢铁素体晶粒尺寸最细，尺寸稳定性较好。分析其原因主要是由于该钢种钒的加入量大，形成碳氮化物的体积分数大，粗化温度低，并且由于铁素体晶粒问珠光体的数量较多，这些都有效抑制了细晶铁素体的粗化。关键词：钒及钒氮微合金钢形变诱导铁素体相变超细晶锅中厚板逆相交亚动态相变·1ti·东北大学硕士学位论文ABSTRACTThermechanicalSimulationofS『]aperfineGrainSteelRollinginLowCarbonSteelsMicroalloyedwithVOrV—NAbstractAmongalltheapproachesimprovingstre

6、ngthofsteel，grainrefinementistheonlyonewhichincreasesbothstrengthandtoughnesssynchronously．Recently,lotofresearcheshaveconformedthatheavydeformationatjustaboveAr3temperaturemayinduceferritetransformation(DIFT)andultra-fineferritegraincanbeachieved．Microalloyingisanothereffectiveapproachtorefinethefe

7、rritegrain，andamongthesemicroalloyingelements，theeffectofvanadiummicroalloyinghasbeenrecognized．Inthepast，theresearchonsuperfinegainsteelmainlyfocusontherollingofstrip，scarcelyontheproductionofmediump