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《合金非调质钢终轧冲击功的理论计算》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、中国科学E辑技术科学2006,36(7):699~714699*合金非调质钢终轧冲击功的理论计算①**①②刘志林林成郭燕昌(①辽宁工学院材料与化学工程学院,锦州121001;②本溪钢铁集团技术中心,本溪117000)摘要利用合金相最强键上的共价电子数nA、相界面的最小电子密度差∆ρ及使界面电子密度保持连续的原子状态组数σ(σ′),结合热连轧工艺,在Si-Mn非调质钢终轧冲击功计算的基础上,又探讨了含Cr,Ni,Mo,W,Cu,V,Nb和Ti非调质钢冲击功的计算.结果表明,合金非调质钢终轧冲击功强
2、烈地依赖于强化机制.固溶强化、界面强化、珠光体析出强化和弥散强化将引起终轧冲击功的降低.细化强化、V,Nb和Ti在α-Fe-C-V(Nb,Ti)中的析出强化及含Ni奥氏体在α-Fe-C-Ni边界上的陈留将使冲击功增加,其增加或减量可由nA,∆ρ,σ(σ′)及合金元素的权重进行计算.将提出的终轧冲击功计算公式与已有的非调质钢终轧抗拉强度σb、屈服强度σs、伸长率δ计算公式联立求解,其值与生产现场实测值相符合.关键词合金非调质钢电子结构冲击功计算[1~5]1)刘志林等人利用合金相最强键上的共价电子数
3、nA、相界面的最小电子密度差∆ρ计算了合金非调质钢的终轧抗拉强度σb、屈服强度σs、伸长率δ.计算发现,σb和σs与nA和∆ρ成正比,δ与nA和∆ρ成反比.其计算值与生产实测值符合[1~5]1)很好.文献[6]在刘志林等人工作的基础上,又以Si-Mn非调质钢为例,尝试了终轧冲击功的计算.结果发现,仅用合金相最强键上的共价电子数nA、相界面电子密度差∆ρ已不能完全表征冲击功αk,还需引入使界面电子密度保持连续的原子状态组数σ和σ′(计算方法见文献[7,8]).σ为一级近似下即电子密度差∆ρ<10%
4、时使界面电子密度保持连续的原子状态组数.基体α-Fe与固溶体界面都满足这一关系(见表1).基体α-Fe与特殊碳化物Ti(Nb,V)C,α-Fe-C与Ti(Nb,V)C界面的电子密度差∆ρ很大(都大于10%),即一级近似下,电子密度不连续,σ=0.大于收稿日期:2005-09-17;接受日期:2005-12-28*国家自然科学基金资助项目(批准号:50471022)**E-mail:lgveslc@tom.com1)LiuZL,LinC,GuoYC.Theoreticalcalculationof
5、thefinishingrollingelongationinalloyingnon-quenchedandtemperedsteel.ProgressinNaturalScience,2006,inpressSCIENCEINCHINASer.ETechnologicalSciences700中国科学E辑技术科学第36卷一级近似时,其电子密度又连续,连续组数σ′值有些还很大(如α-Fe-C/Ti(Nb,V)C,见表1).表1相界面σ,σ′和∆ρ值比较(0.2%C)相界面界面电子密度ρσσ′∆ρ
6、/%α-Fe/α-Fe-C29.1077/29.0723575100.12−2α-Fe/α-Fe-C-Mn29.1077/29.0912615005.7×10−2α-Fe/α-Fe-C-Si29.1077/29.0903139506.0×10−2α-Fe/α-Fe-Mn29.4314/29.4310329401.32×10−3α-Fe/α-Fe-Si30.8947/30.8931158604.93×10α-Fe/TiC14.4903/34.0624060153.40α-Fe/NbC14.4903
7、/37.7143054157.4α-Fe/VC14.4903/44.5528051163.40α-Fe-C/TiC221.7476/34.062403834044.13α-Fe-C/NbC221.7476/37.739606901253.77α-Fe-C/VC239.2655/21.7476010351857.42界面上使电子密度保持连续的原子状态组数σ愈多,外界条件改变(如冲击)时电子密度的连续性就愈不容易遭到破坏,因此界面愈稳定.显然σ可做合金韧性的度量参数.文献[6]对Si-Mn非调质钢终
8、轧冲击功αk的计算表明,以基础界面α-Fe/α-Fe-C上的冲击功αk及使界面电子密度保持连续的原子状态组数σ0为参考值,当某界面的σ>σ0时,该界面的冲击功将增加;当某界面的σ<σ0时该界面的冲击功将降低.于是得到固溶强化、界面强化和珠光体的析出强化将产生冲击值的降低,界面上使电子密度保持连续的原子状态组数σ对冲击功的影响值则视σ/σ0之比而定.众所周知,合金元素对冲击值的影响是复杂的,文献[6]对Si-Mn非调质钢终轧冲击功的计算虽然与生产实际符合很好,但还不能完全适合其他合金元素,例如表1
