微合金钢中Nb、Ti的溶解、析出行为研究

关键词：Nb(C,N)，(Nb,Ti)(C,N)，溶解，应变诱导析出，中温转变
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北京科技大学硕士学位论文
A Study on Dissolution and Precipitation of Nb and Ti in Microalloyed Steels
Abstract
Determining behavior of dissolution and precipitation of microalloy elements in steels is a necessary precondition to finding out appropriate process of microalloyed steels and fully exerting effect of microalloy elements in steels. In the present investigation, TEM, EDX and stress relaxation test were employed to investigate behavior of dissolution and precipitation of Nb and Ti in steels. Mathematical models were proposed to compute the kinetics of dissolution and precipitation in term of thermodynamic principles. It was find out that: (1) The precipitates in (Nb+Ti) microalloyed steel is always single phase containing Nb and Ti, rather than NbC surrounded by TiN. (2) the thermal stability of (Nb,Ti)(C,N) is far higher than that of Nb(C,N). (3) Compared to PTT curve of Nb microalloyed steel, that of (Nb+Ti) microalloyed steel shifts right and up. (4) Isothermal relaxation after deformation of Nb containing microalloyed steel causes elevation of transformation temperature of ferrite and bainite during subsequent continuous cooling. The phenomenon is more obvious with higher cooling rate. (5) The computation values are consistent to experimental results.
研究生姓名：聂文金 指导教师姓名：贺信莱 北京科技大学材料科学与工程学院
北京 100083，中国
Candidate： NIE Wenjin Supervisor：HE Xinlai
School of Materials Science & Engineering University of Science and Technology Beijing
These results indicate that: strong interaction exists between Nb and Ti, which causes they always dissolve or precipitate simultaneously. Nb, Ti containing strain induced precipitates in austenite provide favored site for product phase to nucleate during subsequent cooling, so that transformation is promoted.
1.2 TMCP-RPC 技术及原理........................................................................................... 5 1.2.1 TMCP-RPC 技术简介.................................................................................... 5 1.2.2 变形后弛豫对中温转变的影响 ................................................................... 8
1.1 超低碳贝氏体钢（ULCB）与微合金化技术 ...................................................... 2 1.1.1 超低碳贝氏体钢（ULCB）的发展 ............................................................ 2 1.1.2 微合金化在 ULCB 钢中的作用................................................................... 3
1.3 微合金钢中的析出行为........................................................................................... 9 1.3.1 研究析出的主要方法.................................................................................... 9 1.3.2 析出相化学式及晶体结构............................................................................ 9 1.3.3 析出物的形貌及粒度大小.......................................................................... 10 1.3.4 析出形核位置和析出相在基体中的分布................................................. 12
Key Words：Nb(C,N), (Nb,Ti)(C,N), dissolution, strain induced precipitation, intermediate transformation
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北京科技大学硕士学位论文
目录
摘 要 ..................................................................................................................................[11] Abstract .....................................................................................................................................[32] 引 言 .................................................................................................................................. 1 1 文献综述 .............................................................................................................................. 2
30 Xueyuan Road，Haidian District Beijing 100083，P.R.CHINA
北京科技大学硕士学位论文
独创性说明
本人郑重声明：所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作 及取得研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论 文中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果，也不包含为获得北京科技 大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志 对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。
学
号：_______S_2_0_0_1_0_1_7__6_________
作
者：_________聂__文__金____________
专 业 名 称：_____材__料__物__理__与__化__学________
2005 年 05 月15日
北京科技大学硕士学位论文
论文题目： 微合金钢中 Nb、Ti 的溶解、析出行为
签名：___________ 日期：____________
关于论文使用授权的说明
本人完全了解北京科技大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学 校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论 文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。
（保密的论文在解密后应遵循此规定） 签名：___________ 导师签名：___________ 日期：____________
Nb Ti
微 合 金 钢 中
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的 溶 解 嗠 析 出 行 为 研 究
聂 文 金
北 京 科 技 大 学
分类号：___T__G_1_1_1____ ＵＤＣ：____________
密 级：______公__开______
单位代码：_１__０___０___０__８___
北京科技大学
硕士学位论文
论文题目：微合金钢中 Nb、Ti 的溶解、析出行为研究
作者：__________聂__文__金___________
指 导 教 师：贺信莱 教授 协助指导教师：杨善武 副教授
论文提交日期：2005 年 月 日
学位授予单位：北 京 科 技 大 学
单位：材料物理与化学 单位：材料物理与化学 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ位：
微合金钢中 Nb、Ti 的溶解、析出行为研究
A Study on Dissolution and Precipitation of Nb and Ti in Microalloyed Steels
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北京科技大学硕士学位论文
摘要
明确微合金元素在钢中的溶解析出规律，是合理制定微合金钢的生产工艺、最大限 度地发挥微合金元素在钢中作用的必要前提。本工作中，采用透射电子显微术 （TEM）、能量色散 X 射线光谱（EDX）结合应力弛豫实验，分别研究了 Nb 微合金 钢和 Nb、Ti 复合微合金钢中 Nb、Ti 碳氮化物的溶解、析出行为，并从热力学原理出 发，初步提出相应的数学计算模型，并用于溶解、析出动力学的计算。研究中发现： （1）Nb、Ti 复合微合金钢中的析出颗粒总是包含 Nb、Ti 的单相，而不是由 NbC 包 裹 TiN 而成；（2）(Nb,Ti)(C,N)析出相的热稳定性远高于 Nb(C,N)析出相；（3）Nb、 Ti 复合微合金钢的析出-温度-时间（PTT）曲线较之 Nb 微合金钢的 PTT 曲线呈现向上 向右迁移的趋势。（4）含 Nb 微合金钢在变形后的等温弛豫会导致随后的连续冷却过 程中发生铁素体、贝氏体相变的温度升高，冷却速度越快，这一效应越明显。（5）理 论模型的计算结果与实验值符合较好，在趋势上是一致的。这些结果表明：在微合金元 素 Nb、Ti 之间存在强烈的相互作用，导致它们总是共同析出、同时溶解；奥氏体中 Nb、Ti 的应变诱导析出颗粒是后续冷却过程中产生的新相形核有利位置，从而促进相 变的发生。