Nb-Ti微合金钢物理冶金行为研究

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1、东北大学硕士学位论文摘要摘要本文是在结合国家自然科学基金项目“基于物理冶金和人工智能的热轧钢材组织性能预测”的课题所进行的。通过对板带在热轧过程中的组织演变、碳氮化物的析出行为以及相变组织等物理冶金行为进行研究，达到预测和控制产品质量和提高生产效率的目的。在此背景下，本文主要以Nb-Ti微合金钢为实验研究对象，对其热加工过程中的奥氏体再结晶行为、析出行为以及连续冷却过程中的奥氏体相变等物理冶金学过程进行了研究。论文的主要工作如下：(1)利用单道次压缩实验，研究变形温度、变形速率和变形程度对实验钢动态软化行为的影响：利用

2、双道次压缩实验，研究实验用钢的静态软化行为。根据实验结果回归再结晶动力学模型，其动、静态再结晶激活能分别为413，8kJ／mol和342．7kJ／tool。(2)以Hillert和Staffansson的规则溶液亚点阵模型为热力学基础，对Fe—Nb—Ti．C-N系统在奥氏体中的析出行为进行计算，主要包括不同温度下热力学平衡时析出相的平衡体积分数、化学驱动力以及各组元的原子分数：通过计算结果与实验结果的对照，分析随着温度的降低，复合碳氮化物的组成以及析出顺序的变化。对实验用钢的计算结果表明：温度在1200℃～1300℃范

3、围内，析出相主要为TiN，TiN是均热阶段影响奥氏体晶粒长大的主要因素。随着温度的降低，析出相主要以碳化铌、碳化钛为主，微细的Nbc和TiC是抑制奥氏体再结晶及再结晶后奥氏体晶粒长大的主要因素。(3)在热模拟实验的基础上，通过再结晶实验以及析出实验结果的分析，研究再结晶行为与析出行为之间的交互作用。结果显示：1050。C和900。C一8509C分别是动、静态再结晶被微合金碳氮化物析出相强烈抑制的温度。(4)通过热膨胀实验的实验结果，以及金相组织照片，绘制了无变形CCT曲线及变形CCT曲线，研究实验用钢的连续冷却转变规律

4、和不同变形条件及冷却条件对相变的影响，同时还研究了微合金元素对相变行为的影响。实验结果表明：采用奥氏体未再结晶变形快速冷却工艺，可以避免获得上贝氏体Bc组织，有利于粒状贝氏体形成。奥氏体变形促进Nb—Ti微合金钢贝氏体相变，使连续冷却时贝氏体相变温度提高。奥氏体未再结晶区变形使相变区域向左上方移动。II东北大擘硕士学位论文摘要==!∞≈e==!=!!!!!=≈≈《=c==目∞§==!!∞■!==!冀∽■===!目女!===!■≈e!==掣I■自EE!目㈣∞自!!!目#!!!!!《≈自=一徽台金元素Nb芹拜Ti的碳氮化物

5、静析出，降低了粪氏体中Nb和Ti的含量，降低过冷奥氏体稳定性，使连续冷却时贝氏体楣变湿度提麓；关键词：微合金铜形变热处理预测再结晶析出相变Ill东北大学硕士学位论文AbstractTheworkofthepaper'wascarriedoutwiththeprojectofPredictingMicrostructureEvolutionandMechanicalPropertiesofHotRolledSteelsBasedonPhysicalMetallurgyandArtificalIntelligencesup

6、portedbyStateNaturalScienceFand．Thephysicalmetallurgicalbehaviors，includingmicrostructureevolutionduringhotrolling，theprecipitationbehaviorofcarbonitridesandtransformationbehaviorshouldbestudiedtoachievetheaimofpredictingandcontrollingqualityofhotrolledproductsa

7、ndimprovingproductivity．Insuchbackground，thepaperwastoinvestigatetheausteniterecrystallizationbehavior,precipitationbehaviorandtransformationbehaviorduringcontinuouscoolingonthebasisofexperimentsofNb-Timicmalloyedsteels，Themainworkwasinvolvedasfollows：(1)Theeffe

8、ctsoftemperatures，strainandstrainrates012dynamicsofteningbehaviorwereinvestigatedbysingle-passcompressiontest，andthestaticsofteningbehaviorwasinvestigatedbydouble—hit