Nb微合金化对U75V重轨钢成分和析出相的热力学计算及应用
《高Nb微合金钢中NbC的析出对组织与硬度的影响》范文
《高Nb微合金钢中NbC的析出对组织与硬度的影响》篇一一、引言高Nb微合金钢是一种具有优良力学性能的金属材料，其中Nb（铌）元素的添加对钢的组织和性能起到了重要作用。
NbC （铌的碳化物）作为高Nb微合金钢中的主要析出相，其形成与析出对钢的组织结构和硬度具有显著影响。
本文将重点探讨高Nb 微合金钢中NbC的析出行为及其对组织与硬度的影响。
二、NbC的析出行为1. 形成过程在高Nb微合金钢中，Nb元素与C元素结合形成NbC。
这一过程主要发生在钢的固溶处理和随后的冷却过程中。
在高温下，Nb和C元素在钢基体中达到一定的过饱和度，随着温度降低，过饱和的Nb和C元素开始析出，形成NbC。
2. 析出动力学NbC的析出动力学受钢的化学成分、热处理工艺以及冷却速率等因素的影响。
一般来说，钢中Nb含量越高，C含量适中，则NbC的析出速度越快，数量也越多。
此外，热处理工艺中的保温时间和冷却速率也会影响NbC的析出行为。
三、组织影响1. 晶粒细化NbC的析出有助于晶粒细化。
在钢的凝固过程中，细小的NbC颗粒可以作为非均质形核的核心，促进晶粒的形成。
此外，NbC还可以阻碍晶粒长大，从而使得钢的组织更加均匀细密。
2. 相结构变化随着NbC的析出，钢中的相结构也会发生变化。
NbC的形成会导致钢基体中其他元素的分布发生变化，进而影响相的结构和类型。
这些变化有助于提高钢的力学性能。
四、硬度影响1. 硬度提升由于NbC的硬度和强度较高，其析出可以显著提高钢的硬度。
此外，晶粒细化也是硬度提升的重要原因。
细小的晶粒具有更高的强度和硬度，因此，高Nb微合金钢中NbC的析出有助于提高整体硬度。
2. 强化机制NbC的析出对钢的强化机制主要包括固溶强化和沉淀强化。
固溶强化是指Nb元素固溶于钢基体中，通过提高基体的强度来强化整体性能。
沉淀强化则是通过NbC等硬质相在钢基体中析出，阻碍位错运动，从而提高钢的强度和硬度。
五、结论高Nb微合金钢中NbC的析出对组织和硬度具有显著影响。
《高Nb微合金钢中NbC的析出对组织与硬度的影响》
《高Nb微合金钢中NbC的析出对组织与硬度的影响》篇一一、引言高Nb微合金钢作为一种重要的工程材料，因其优异的力学性能和良好的加工性能在许多领域得到广泛应用。
其中，铌（Nb）元素的添加对于钢的组织和性能有着显著的影响。
尤其是NbC的析出行为，对于改善钢的微观结构和提高硬度起着关键作用。
本文将详细探讨高Nb微合金钢中NbC的析出对组织与硬度的影响。
二、NbC在微合金钢中的析出行为在微合金钢中，铌元素主要以碳化物（NbC）的形式析出。
NbC的析出行为受到多种因素的影响，包括钢的成分、热处理工艺以及冷却速率等。
一般来说，在钢的凝固过程中，NbC首先在晶界处形成，随后在晶内析出。
析出的NbC能够有效地细化晶粒，提高钢的力学性能。
三、NbC析出对组织的影响1. 细化晶粒：NbC的析出能够有效地细化微合金钢的晶粒，这是由于析出的碳化物能够作为非均质形核的核心，促进晶粒的形核和生长。
细化的晶粒能够提高钢的强度和韧性。
2. 改善组织均匀性：NbC的析出可以使得钢的组织更加均匀，减少组织缺陷和偏析现象。
这有助于提高钢的力学性能和加工性能。
3. 增强相界面稳定性：NbC与基体之间具有较好的相容性，能够提高相界面的稳定性，防止裂纹的扩展，从而提高钢的耐久性。
四、NbC析出对硬度的影响1. 硬质相增强：NbC作为一种硬质相，能够有效地提高微合金钢的硬度。
析出的NbC颗粒可以阻碍位错运动，提高钢的抗变形能力。
2. 强化基体：NbC的析出可以强化基体，使基体中的位错运动更加困难，从而提高钢的整体硬度。
3. 影响硬化机制：随着NbC的析出，微合金钢的硬化机制也会发生变化。
在一定的温度范围内，析出的NbC可以与基体发生交互作用，影响位错运动的机制，进一步增强钢的硬度。
五、结论高Nb微合金钢中NbC的析出对组织和硬度具有显著影响。
首先，NbC的析出能够细化晶粒，改善组织的均匀性，增强相界面稳定性，从而提高钢的力学性能和耐久性。
其次，作为硬质相，NbC能够有效地提高微合金钢的硬度，通过强化基体和影响硬化机制来增强钢的整体硬度。
《高Nb微合金钢中NbC的析出对组织与硬度的影响》
《高Nb微合金钢中NbC的析出对组织与硬度的影响》篇一一、引言高Nb微合金钢因其优良的力学性能和工艺性能，在工程领域得到了广泛应用。
Nb元素作为微合金化元素，其加入能够显著改善钢的强度、韧性及焊接性等性能。
其中，NbC的析出行为对钢的组织和硬度具有重要影响。
本文将重点探讨高Nb微合金钢中NbC的析出机制及其对组织与硬度的影响。
二、NbC的析出机制1. Nb在钢中的存在形式Nb元素在钢中主要以固溶体和化合物形式存在。
其中，化合物形式主要包括NbC、NbN等。
这些化合物的形成对钢的性能具有重要影响。
2. NbC的析出过程在高Nb微合金钢中，Nb与C元素结合形成NbC化合物。
随着钢的冷却过程，NbC逐渐从过饱和固溶体中析出。
析出过程受到钢的化学成分、冷却速度及温度制度等因素的影响。
三、NbC析出对组织的影响1. 晶粒细化NbC的析出可以有效细化钢的晶粒，这是由于NbC作为硬质相，能够在晶界处起到钉扎作用，阻碍晶粒长大。
晶粒细化有利于提高钢的强度和韧性。
2. 第二相粒子形成NbC的析出还会形成第二相粒子，这些粒子对钢的组织具有重要影响。
第二相粒子的存在可以阻碍位错运动，提高钢的塑性变形抗力。
四、NbC析出对硬度的影响1. 硬度的提高由于NbC具有较高的硬度，其析出使得钢的硬度得到提高。
硬度的提高主要表现在钢的表面层，使得钢具有更好的耐磨性和抗疲劳性能。
2. 硬度的分布特点随着NbC的析出，钢的硬度分布呈现出不均匀性。
在晶界处和第二相粒子附近，由于位错运动的阻碍，硬度较高。
而在远离这些区域的基体部分，硬度相对较低。
五、实验验证与分析为了进一步探讨高Nb微合金钢中NbC的析出对组织与硬度的影响，我们进行了相关实验。
通过金相显微镜、扫描电镜及硬度计等手段，观察了钢的组织形态、第二相粒子的分布及硬度分布。
实验结果表明，高Nb微合金钢中NbC的析出能够有效细化晶粒，形成第二相粒子，并提高钢的硬度。
六、结论高Nb微合金钢中NbC的析出对组织与硬度具有重要影响。
Nb微合金钢析出行为的热力学计算
ｐ。＝Ｇ。＋（１－－ｘｉ）｛等Ｌ膨。 （３）
这里用７’表示铌的碳化物析出相，假设目ａ． 蝎ｂ《１，睡《１，ＹＮｂ≈１于是，对于Ｆｅ、Ｎｂ和 Ｃ元素，当＇和１７两相达到平衡时，有ｐ？＝ｐ７．ｉ＝
Ｆｅ，Ｎｂ，ｃ，其中．Ⅳ＝Ⅳ己ｗ；ｂｃ为在奥氏体中Ｎｂ和
Ｃ原子的交互作用能：
＂矗ｂｃ＝△Ｇ矿“一凸Ｇ矿＋ｏ三ｎ－ｙｃＮｂ—ｎ毛Ｎｂ （４）
ＮｂＣ。晶体与肛Ｎｂ＿ｃ奥氏体的晶体结构相同，
Ｆｅ、Ｎｂ原子以面心立方形式存在于亚点阵中，而Ｃ 原子占据八面体的间隙位置，这两相的平衡被认为是 面心立方体相中的两相分离．二者均可看作由两个 亚点阵构成，其中一个亚点阵完全被组元Ｆｅ和Ｎｂ 填充另一个亚点阵被间隙组元Ｃ和空位Ｖ填充， 而由Ｆｅ Ｎｂ－Ｃ所构成的三元系可用一化学计量相 （１ｅｅ，Ｎｂ）。（ｃ，Ｖ）。来表示．其中ｏ，ｃ分别为溶液内亚 点阵位置数和间隙位置数，对奥氏体（ｆｃｃ结构）有
Ｐｒｏｖｉｎｃｅ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ Ｎｏ ２０（１４１００９ Ｍａｎｕｓｃｒｉｐｔ ｒｅｃｅｉｖｅｄ Ｊｕｌｙ １．２００５；ｉｎ ｒｅｖｉｓｅｄ ｆｏｒｍ Ｎｏｖｅｍｂｅｒ ３０，
２００５
＋＋Ｔ０ ｗｈｏｍ ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｅｎｃｅ ｓｈｏｕｌｄ ｂｅ ａｄｄｒｅｓｓｅｄ、Ｔｅｈ（０２４）８３０８６４２５、Ｅ ｍａｉｌ：ｗｕｄｉ＠ｍａｉｌ ｎｅｕ ｅｄｕ ｃｎ
第２０卷第ｌ期 ２ ０ ０ ６年２月
材
料
研
究
学
报
ＣＨＩＮＥＳＥ ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＭＡＴＥＲＪＡＬＳ ＲＥＳＥＡＲＣＨ
Ｖ０１．２０ ＮＯｌ Ｆｅｂｒｕａｒｙ ２ ０ ０ ６
Ｎｂ微合金钢析出行为的热力学计算
许云波于永梅吴迪王国栋
《高Nb微合金钢中NbC的析出对组织与硬度的影响》
《高Nb微合金钢中NbC的析出对组织与硬度的影响》篇一一、引言高Nb微合金钢是一种具有优异力学性能的金属材料，其中Nb元素的添加对其组织和性能起着关键作用。
NbC作为高Nb微合金钢中的一种重要析出相，其形成与析出行为对材料的组织结构和硬度有着显著影响。
本文将详细探讨高Nb微合金钢中NbC 的析出机制及其对组织与硬度的影响。
二、NbC的析出机制高Nb微合金钢中，Nb元素主要以NbC的形式析出。
在钢铁的冶炼和凝固过程中，Nb元素通过与C元素结合形成NbC颗粒。
这些颗粒的形成和析出受到温度、时间和合金成分等多种因素的影响。
随着温度的降低和时间的延长，NbC颗粒逐渐从固溶体中析出，并在晶界、亚晶界等位置形成。
三、组织结构的影响（一）晶界与亚晶界的影响NbC的析出对高Nb微合金钢的组织结构有着显著影响。
在晶界和亚晶界处形成的NbC颗粒能够有效地阻碍晶粒的长大，从而提高材料的组织稳定性。
这些颗粒的析出还能够改善晶界的润湿性，减少晶界处的缺陷，提高材料的整体性能。
（二）力学性能的影响NbC的析出还可以显著提高高Nb微合金钢的力学性能。
由于NbC颗粒具有良好的硬度和稳定性，它们的存在能够增加材料的硬度、强度和韧性。
此外，这些颗粒还可以作为位错运动的障碍物，进一步强化材料的力学性能。
四、硬度的影响（一）硬度的提高由于NbC的高硬度和良好的稳定性，其析出对高Nb微合金钢的硬度有着显著的提高作用。
随着NbC颗粒的析出和数量的增加，材料的硬度逐渐提高。
此外，这些颗粒还能有效地阻碍位错运动，进一步提高材料的硬度。
（二）硬度的分布在高Nb微合金钢中，硬度的分布受到多种因素的影响。
一般来说，晶界和亚晶界处的硬度较高，而晶内区域的硬度相对较低。
这是因为晶界和亚晶界处存在大量的NbC颗粒和其他析出相，它们对位错运动的阻碍作用更为显著。
此外，材料的热处理过程也会影响硬度的分布。
适当的热处理工艺可以进一步优化硬度的分布，提高材料的整体性能。
《2024年高Nb微合金钢中NbC的析出对组织与硬度的影响》范文
《高Nb微合金钢中NbC的析出对组织与硬度的影响》篇一一、引言高Nb微合金钢因其优异的力学性能和良好的加工性能，在众多工程领域中得到了广泛应用。
Nb（铌）作为微合金元素，其加入钢中能够显著改善钢的力学性能。
其中，NbC的析出是影响高Nb微合金钢组织和硬度的重要因素。
本文旨在探讨高Nb微合金钢中NbC的析出行为，以及这种析出对组织与硬度的影响。
二、NbC在高Nb微合金钢中的析出行为1. Nb元素在钢中的固溶与析出在高Nb微合金钢中，Nb元素主要通过固溶和析出两种方式存在于钢中。
在高温下，Nb元素以固溶体的形式存在于钢中。
随着温度的降低，Nb元素会从固溶体中析出，形成NbC等化合物。
2. NbC的析出过程NbC的析出过程是一个复杂的物理化学过程，涉及到Nb元素的扩散、形核和长大等过程。
在钢的冷却过程中，Nb元素会逐渐从固溶体中析出，形成NbC化合物。
这些NbC化合物通常以颗粒状或片状的形式存在于钢中。
三、NbC的析出对高Nb微合金钢组织的影响1. 晶粒尺寸的影响NbC的析出可以有效地细化晶粒，提高钢的晶界密度。
这是由于NbC的析出阻碍了晶粒的长大，促进了晶粒的细化。
细小的晶粒可以有效地提高钢的强度和韧性。
2. 相变行为的影响NbC的析出还可以影响钢的相变行为。
在相变过程中，NbC 可以作为非均匀形核的核心，促进新相的形成。
这有助于细化相变产物，提高钢的力学性能。
四、NbC的析出对高Nb微合金钢硬度的影响1. 硬度提高的原因由于NbC的析出可以细化晶粒、促进相变产物的细化以及在晶界处形成硬质相，这些都使得高Nb微合金钢的硬度得到提高。
此外，NbC本身的硬度也较高，进一步提高了钢的整体硬度。
2. 硬度与NbC含量的关系研究表明，高Nb微合金钢的硬度与NbC的含量密切相关。
随着NbC含量的增加，钢的硬度也会相应提高。
因此，通过调整钢中Nb元素的含量，可以有效地控制钢的硬度。
五、结论本文通过研究高Nb微合金钢中NbC的析出行为及其对组织与硬度的影响，得出以下结论：1. NbC的析出可以细化晶粒、促进相变产物的细化以及在晶界处形成硬质相，从而改善高Nb微合金钢的组织。
《高Nb微合金钢中NbC的析出对组织与硬度的影响》范文
《高Nb微合金钢中NbC的析出对组织与硬度的影响》篇一一、引言高Nb微合金钢是一种具有优异力学性能的金属材料，其独特的物理和化学性质使其在许多工程领域得到广泛应用。
其中，Nb（铌）元素的添加对钢的性能起到了关键作用。
本文将重点探讨高Nb微合金钢中NbC（碳化铌）的析出行为对组织与硬度的影响。
二、高Nb微合金钢的基本性质高Nb微合金钢主要由铁、碳和铌等元素组成。
铌元素的添加可以显著提高钢的强度、韧性和耐腐蚀性。
在高温冶炼过程中，铌与碳元素结合形成NbC，这种碳化物的析出行为对钢的组织和性能有着重要影响。
三、NbC的析出过程及其机制1. 析出过程高Nb微合金钢在热处理过程中，NbC的析出主要发生在奥氏体区间的冷却过程中。
随着温度的降低，NbC逐渐从基体中析出，形成细小的颗粒状物质。
2. 析出机制NbC的析出机制主要受温度、时间和冷却速率等因素的影响。
当温度降低到一定值时，NbC的形核和生长速率加快，从而促进其从基体中析出。
此外，合适的冷却速率也有助于NbC的均匀析出。
四、NbC的析出对组织的影响1. 晶粒细化NbC的析出可以有效地细化晶粒，使钢的组织更加均匀。
这是因为NbC可以作为异质形核的核心，促进晶粒的形成和生长。
此外，NbC的析出还可以阻碍晶界的迁移，从而起到晶粒细化的作用。
2. 亚结构变化随着NbC的析出，钢中的亚结构也会发生变化。
析出的NbC 颗粒可以改变位错的运动轨迹，从而影响亚结构的形成和演化。
这有助于提高钢的力学性能和抗疲劳性能。
五、NbC的析出对硬度的影响1. 硬度的提高由于NbC具有较高的硬度，其从基体中析出后可以提高钢的整体硬度。
这是因为NbC颗粒可以阻碍位错的运动，从而提高钢的抗变形能力。
此外，晶粒细化和亚结构变化也有助于提高钢的硬度。
2. 硬度的分布特点在高Nb微合金钢中，由于NbC的分布不均匀，导致硬度的分布也呈现出一定的特点。
通常，在析出NbC颗粒较多的区域，硬度较高；而在析出较少的区域，硬度相对较低。
《高Nb微合金钢中NbC的析出对组织与硬度的影响》
《高Nb微合金钢中NbC的析出对组织与硬度的影响》篇一一、引言高Nb微合金钢作为一种重要的工程材料，因其优异的力学性能和良好的加工性能，在航空航天、汽车制造、桥梁建筑等领域得到了广泛应用。
Nb（铌）作为微合金元素，其与碳（C）结合形成的NbC析出物对钢的组织与硬度具有显著影响。
本文旨在探讨高Nb微合金钢中NbC的析出行为及其对组织与硬度的影响，以期为相关领域的理论研究和实际应用提供参考。
二、NbC的析出行为1. 析出过程高Nb微合金钢中，Nb与C元素结合形成NbC的过程主要发生在钢的凝固和热处理过程中。
随着温度的降低，NbC析出物逐渐形成并析出。
这一过程受到钢的化学成分、热处理工艺等因素的影响。
2. 影响因素（1）化学成分：钢中Nb和C的含量对NbC的析出行为具有重要影响。
当Nb和C含量较高时，有利于NbC的形成和析出。
（2）热处理工艺：热处理温度、时间和冷却速率等工艺参数对NbC的析出行为具有显著影响。
适当的热处理工艺可以促进NbC的均匀析出，提高钢的性能。
三、组织与硬度的影响1. 对组织的影响（1）晶粒细化：NbC的析出有助于晶粒细化，提高钢的力学性能。
细小的晶粒可以阻碍裂纹的扩展，提高钢的韧性和强度。
（2）第二相强化：NbC作为第二相颗粒，可以阻碍位错运动，提高钢的强度和硬度。
同时，这些颗粒还可以作为非均匀形核的核心，促进钢的加工硬化。
2. 对硬度的影响NbC的析出显著提高高Nb微合金钢的硬度。
由于NbC具有较高的硬度，其析出物在钢基体中形成硬质相，从而提高钢的整体硬度。
此外，细小的晶粒和第二相强化也有助于提高钢的硬度。
四、实验验证与分析为了验证NbC的析出对高Nb微合金钢组织与硬度的影响，我们进行了以下实验：首先，制备了不同Nb和C含量的高Nb微合金钢试样；其次，对试样进行不同的热处理工艺；最后，观察试样的组织和测定其硬度。
实验结果表明，随着Nb和C含量的增加以及适当的热处理工艺，NbC的析出量增加，钢的组织得到细化，硬度得到提高。
Nb微合金钢的高温塑性研究及应用
Nb微合金钢的高温塑性研究及应用袁伟霞马勤学袁桂莲姜凤琴韩志强（武汉钢铁（集团）公司）（北京科技大学）摘要：研究了国内工程中大量应用的中碳Nb微合金钢的高温塑性，得出了其脆性温度范围及其特征，分析了其脆性主要影响因素，并结合实际生产过程中出现的表面裂纹，对生产工艺参数和高温特性进行了综合分析。
关键词：Nb微合金钢高温塑性塑性低谷表面裂纹1 前言随着钢产品向优质低耗高效化方向发展，微合金元素在钢铁产品中用途越来越广，用量越来越大。
连铸技术的大力发展使连铸微合金钢的产量大大增加。
与普通钢相比，微合金钢的连铸裂纹敏感性较强，生产难度较大。
这些元素在高温下析出碳化物、氮化物及碳氮化物，使钢的脆性明显提高，铸坯表面裂纹发生率较高。
连铸坯表面裂纹的形成与钢的高温塑性密切相关，采用高温热模拟试验方法可以模拟连铸条件下钢所承受的应力应变组织变化。
本文采用Gleeble-2000热模拟试验机测定了工程结构用含Nb钢的高温塑性，对其高温状态下的组织形态、断裂方式、碳化物析出等进行了形态研究，并对该研究结果在实际生产中的应用进行了分析讨论。
2 试验方法所研究试样取自连铸大板坯，试样尺寸为Φ10mm×120mm，试样化学成分及对比试样的化学成分如表1所示。
表1 试验钢及对比试验钢化学成分%钢种 C Si Mn P S Al Nb NB 0.174 0.410 1.500 0.016 0.013 0.034 - 0.0042高温塑性测试在Gleeble-2000热模拟实验机上进行。
试验前测试室内先抽真空，然后采用氩气保护，以20℃/s的速率升温，达到1350℃后保温3min，然后以20℃/s的冷却速度降温至试样的拉伸变形温度，保温3min后以一定的应变速率进行高温拉伸试验，拉断后立即进行快速冷却以保留试样在试验温度下的组织形貌。
图1为试验过程中工艺参数变化示意图。
图1 高温拉伸试验的温度制度和形变制度采用金相显微镜、扫描电镜、透射电镜等手段对试样断口的组织形貌和析出物进行观察分析，同时采用电解相分析的方法对试样断口部分进行分解，得到高温拉伸试验条件下析出物的数量，并将之与未进行拉伸的静态保温析出量进行了对比分析。
U75V钢相变动力学曲线测定及热处理工艺研究
２ ０ １ ５年 ４月
包
钢
科
技
Ｖｏ １ ． ４１． Ｎｏ ． ２ Ａｐ ｒ ｉ ｌ ， ２０１ ５
Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔ ｅ ｃ ｈｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ｏ ｆ Ｂａ ｏ ｔ ｏ ｕ Ｓ ｔ ｅ ｅ ｌ
Ｕ ７ ５ Ｖ钢 相 变 动力 学 曲线 测 定 及 热处 理 工 艺 研 究
Ｂａ ｏ ｔ ｏ ｕ ０１ ４０１ ０， Ｎｅ ｉ Ｍｏ ｎ ｇ ｇｏ ｌ ， Ｃｈ ｉ ｎ ａ；
２ ． Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｉ ｃ ａ ｌ Ｃ ｅ ｎ ｔ ｅ ｒ ｆＳ ｏ ｔ ｅ ｅ ｌ Ｕ ｎ ｉ ｏ ｎ Ｃ ｏ ． Ｌ ｔ ｄ ． ｏ ｆＢ ａ ｏ ｔ ｏ ｕ Ｓ ｔ ｅ ｅ ｌ （ Ｇ ｒ ｏ ｕ ｐ ） Ｃ ｏ ｒ ｐ ． ，
王 立 新 ， 李 智 丽 ， 彭 军 ， 智建 国
（ １ ． 内蒙古科技 大 学材料 与 冶金 学院 ， 内蒙古 包头 ０ １ ４ ０ １ ０ ；
２ ． 内蒙古 包钢 钢联 股份 有 限公 司技 术 中心 ， 内蒙古 包头 ０ １ ４ ０ １ ０ ）
摘
要： 用Ｆ ｏ ｒ ｍ ａ ｓ ｔ ｏ ｒ —Ｆ型热膨胀仪测定 了 Ｕ ７ ５ Ｖ钢的相 变动力学 曲线 （ Ｃ Ｃ Ｔ与 Ｔ Ｔ Ｔ曲线 ） ； 对该 钢轨 的热处理工
ｐ ｅ ａ ｒ ｌ ｉ ｔ ｅ ｗ ｈ ｅ ｎ ｃ ｏ ｏ ｌ ｉ ｎ ｇ ｒ ａ ｔ ｅ ｉ ｓ ０ ． ２ ５～６ ． ０ ０￣ Ｃ／ ｓ ａ ｓ ｗ ｅ ｌ ｌ ａ ｓ ｔ ｈ ｅ ｍｉ ｃ ｒ ｏ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ｉ ｓ ｉ ｆ ｎ ｅ ｒ ａ ｎ ｄ ｈ ａ ｒ ｄ ｎ ｅ ｓ ｓ ｉ ｎ ｃ ｒ ｅ ａ ｓ ｅ ｓ ｗｉ ｔ ｈ ｉ ｎ ｃ ｒ ｅ ａ ｓ ｅ ｏ ｆ
nb微合金钢的高温塑性研究及应用
nb微合金钢的高温塑性研究及应用现代工业需要使用性能优良的新型金属材料，满足高温下工作的迫切要求。
NB微合金钢在国内外新型钢类材料研究中具有重要地位，正在广泛应用于航空航天、汽车、石油、化工、铁路、桥梁和大型机械设备等工业领域。
本文旨在以NB微合金钢为研究对象，综述总结其高温塑性研究和应用情况。
一、NB微合金钢的研究现状NB微合金钢是一种钢，其组成中含有少量铬和铬，加上其他各类元素，其特点是高抗拉强度和高温塑性。
在使用温度较高的装置时，其强度高、耐热性好、耐腐蚀性强，能有效抵抗惯性应力的侵蚀和冲击，是一种价格较低、性能较好的新型钢类材料。
近些年来，随着研究的深入和应用的推广，NB微合金钢的研究取得了巨大的进步，有的研究者利用实验和理论研究了其高温塑性行为，有的研究者通过分析、计算和模拟，对不同温度下NB微合金钢的力学特性和微观结构特征进行了深入研究。
具体而言，NB微合金钢的高温塑性行为在温度、外加应力和微观结构方面表现出良好的塑性行为，其显微结构特征受到温度升高的影响，表现出较强的机械性能，其强度可在室温下高达1000MPa，能有效抵抗惯性应力的侵蚀和冲击。
对于NB微合金钢的高温塑性行为，研究者们也提出了不少有益的理论模型和方法，比如变形模型、应力应变关系模型等。
二、NB微合金钢的应用现状NB微合金钢性能优良，其中力学性能、耐热性和耐腐蚀性均不可替代，是一种重要的新型高温动力结构材料，在航空航天、汽车、石油、化工、铁路、桥梁和大型机械设备等工业领域得到了广泛的应用。
首先，NB微合金钢可用于航空航天领域，可以用于制造机身、机轮、发动机外壳和飞机结构部件等，它能够在高温条件下工作，且耐腐蚀性强，抗拉强度高，可以有效延长飞行舱寿命，提高飞行舱安全性。
其次，NB微合金钢可用于汽车工业，如发动机外壳和变速箱壳体等，其优良的耐热性能，抗拉强度高，可抵抗热震动，改善汽车结构的稳定性和安全性，并可有效提高汽车的可靠性。
nb微合金钢的高温塑性研究及应用
nb微合金钢的高温塑性研究及应用随着冶金技术的发展和工业技术的进步，人们对材料提出了更多要求。
目前，已经开始使用新型耐热钢代替传统的低合金结构钢，以满足现代机械制造业日益增长的需要。
为此，研究新型nb微合金钢具有重大意义。
本论文是我在导师的指导下完成的毕业论文。
通过查阅资料，收集数据，并与同行交流等方式来获得所需信息。
首先介绍了nb微合金钢的概念及其分类，然后阐述了nb微合金钢的相关理论知识，最后根据实验室试验确定了nb微合金钢的主要化学成分，力学性能参数，显微组织，硬度值等。
通过计算机模拟，对比不同成分nb微合金钢的拉伸曲线，可以看到它们之间存在明显差异。
从而说明该钢种具备良好的综合性能，适宜于作为各种零件的材料。
1.1 nb微合金钢的基础理论1.1.1 nb微合金钢的概念及分类nb微合金钢(nb-mn 钢)是由锰、硅、钼、铌、钒、钛、铌、锆等元素按照一定配比加入到普通碳素钢中形成的微量合金化钢系列。
这些合金元素除了能够改善钢的淬透性外，还会产生细小弥散的第二相粒子，起到固溶强化效果。
因此， nb微合金钢兼顾了碳素钢和合金钢的优势，既保持了碳素钢的强韧性又具有较高的抗回火稳定性，被广泛应用于航空、汽车、石油、电子、机械、建筑、轻纺等领域。
1.1.2 nb微合金钢的相关理论知识1.1.2.1 nb微合金钢的晶体结构nb微合金钢属于亚共析钢，其典型的铁素体晶格常数为A=8.0×10-9m，其中c=4.0×10-6m，n=1.5×10-3m。
nb微合金钢的铁素体晶格常数比普通碳素钢的铁素体晶格常数稍大，但仍处于亚共析范围内，即铁素体晶格转变温度区间为Ac1-Ac3。
当加入少量合金元素时，则会促使晶格向共析转变，即晶格常数逐渐减小，直至消失，这就是nb微合金钢的“固溶强化”现象。
1.1.2.2 nb微合金钢的强化机制nb微合金钢的强化机制包括固溶强化、沉淀强化、弥散强化三部分。
nb微合金钢的高温塑性研究及应用
nb微合金钢的高温塑性研究及应用nb微合金钢由于具有优异的综合性能，得到了越来越广泛的应用。
由于其价格昂贵，只限于在某些特定领域使用。
为此，本文对nb微合金钢进行了高温塑性研究，并利用研究结果开发出了nb微合金钢薄板制造技术，实现了nb微合金钢在航空、汽车及机械制造等领域的推广应用。
材料与热处理工艺对nb微合金钢的高温塑性影响极大。
试验所用的nb微合金钢为大冶钢铁公司生产的nb80e钢， nb80e钢是一种含锰量小于0。
08%的超低碳nb微合金结构钢，其中含锰量的多少直接影响其高温塑性，随着含锰量的增加，材料的高温塑性也相应提高，其含锰量最高可达2。
4%。
该钢采用真空自耗电弧炉熔炼[gPARAGRAPH3]法成功地实现了全过程自动化。
nb微合金钢主要采用电渣重熔工艺来生产，与其他微合金钢比较， nb微合金钢的生产成本较低，但焊接性能和耐腐蚀性能略差，并且在其它方面不如普通微合金钢。
在进行高温塑性研究时，将该钢加热到500 ℃，保温2h，然后快冷至400 ℃，测定了室温至700 ℃温度范围内材料的强度、弹性模量、线膨胀系数、冲击韧性和磁导率。
从表1可以看出，在500-700 ℃区间，随着材料含锰量的增加，材料的抗拉强度逐渐提高，但高温塑性下降，当含锰量达到2。
4%时，其高温塑性达到最大值。
表1 nb微合金钢的高温塑性试验数据注： sb80e钢500 ℃、 700 ℃的室温力学性能为屈服强度，抗拉强度的60%； nb80e钢500 ℃、700 ℃的高温力学性能为屈服强度，抗拉强度的70%； nb80e钢500 ℃、 700 ℃的室温弹性模量，当含锰量达到2。
4%； nb80e钢500 ℃、 700 ℃的高温弹性模量，当含锰量达到2。
4%nb微合金钢在750-800 ℃长期工作时，仍能满足预定的塑性指标要求，同时高温塑性也无明显降低。
由此说明， nb微合金钢的高温塑性主要取决于其中mn的含量。
《2024年高Nb微合金钢中NbC的析出对组织与硬度的影响》范文
《高Nb微合金钢中NbC的析出对组织与硬度的影响》篇一一、引言高Nb微合金钢作为一种重要的工程材料，因其优异的力学性能和良好的加工性能，在汽车、桥梁、建筑等领域得到了广泛应用。
Nb（铌）作为微合金元素，在钢中具有显著的影响。
其中，NbC的析出行为对钢的组织和硬度具有重要影响。
本文将详细探讨高Nb微合金钢中NbC的析出机制，及其对组织与硬度的影响。
二、NbC的析出机制高Nb微合金钢中，Nb元素主要通过与C元素结合形成NbC 析出物。
这种析出行为主要发生在钢的固溶处理和随后的冷却过程中。
在高温下，Nb原子在钢基体中具有较高的扩散速率，与C 原子结合形成NbC相。
随着温度的降低，NbC相逐渐从基体中析出，形成细小的颗粒状结构。
三、NbC析出对组织的影响1. 晶粒细化：高Nb微合金钢中，NbC的析出可以有效细化晶粒。
由于NbC相的析出阻碍了晶界的迁移，使得晶粒在生长过程中受到限制，从而实现了晶粒的细化。
细晶强化是提高钢力学性能的重要手段，细化的晶粒可以提高钢的强度和韧性。
2. 微结构优化：NbC的析出还可以优化钢的微结构。
通过控制NbC的析出量、大小和分布，可以调整钢的微观组织结构，如贝氏体、马氏体等相的比例和形态。
这些微观组织的优化有助于提高钢的硬度和耐磨性。
四、NbC析出对硬度的影响硬度是衡量材料力学性能的重要指标之一。
高Nb微合金钢中，NbC的析出对硬度具有显著影响。
1. 硬质相的形成：NbC作为一种硬质相，其析出可以显著提高钢的硬度。
这是因为硬质相在基体中起到了承载载荷的作用，能够有效地抵抗外界的冲击和压力。
2. 强化机制：除了硬质相的形成外，NbC的析出还通过其他强化机制来提高钢的硬度。
例如，细晶强化和沉淀强化等机制使得钢基体更加均匀、致密，从而提高了硬度。
3. 影响规律：一般来说，随着Nb含量的增加和析出量的增多，钢的硬度也会相应提高。
但需要注意的是，过量的NbC析出可能会导致钢的韧性降低，因此需要合理控制Nb的含量和析出行为。
《2024年高Nb微合金钢中NbC的析出对组织与硬度的影响》范文
《高Nb微合金钢中NbC的析出对组织与硬度的影响》篇一一、引言高Nb微合金钢是一种具有优异力学性能的金属材料，其中Nb元素的添加对其组织和性能起着关键作用。
NbC作为高Nb微合金钢中的一种重要析出相，其形成和析出过程对钢的组织和硬度具有显著影响。
本文旨在探讨高Nb微合金钢中NbC的析出行为及其对组织与硬度的影响。
二、高Nb微合金钢的组成与性质高Nb微合金钢是一种以铁为基础，添加了Nb、C等元素的合金钢。
其中，Nb元素的添加可以显著提高钢的强度和韧性。
在高温冶炼过程中，Nb与C元素结合形成NbC析出相，这些析出相在钢的组织中起着重要作用。
三、NbC的析出过程1. NbC的形成：在高温冶炼过程中，Nb元素与C元素结合形成NbC。
这一过程受到温度、时间和合金元素含量等因素的影响。
2. NbC的析出：随着温度的降低，NbC逐渐从固溶体中析出，形成细小的颗粒。
这些颗粒在钢的组织中分布均匀，对钢的性能产生重要影响。
四、NbC的析出对组织的影响1. 细化晶粒：NbC的析出可以有效地细化晶粒，使钢的组织更加致密。
这是因为NbC颗粒可以作为非均质形核的核心，促进晶粒的形成和生长。
2. 改变组织结构：随着NbC的析出，钢的组织结构发生改变，由原来的粗大晶粒转变为细小晶粒加弥散分布的NbC颗粒的组织结构。
这种组织结构有利于提高钢的力学性能。
五、NbC的析出对硬度的影响1. 硬度增强：由于NbC的硬度较高，其析出可以显著提高钢的硬度。
这是因为NbC颗粒能够阻碍位错运动，增加材料的抗变形能力。
2. 硬化机制：NbC的析出导致钢的硬化机制主要包括弥散强化和细晶强化。
弥散强化是指硬质相（如NbC）在基体中的分布和数量对材料性能的影响；细晶强化则是指细小晶粒具有更高的位错运动阻碍能力，从而提高材料的强度和硬度。
六、结论高Nb微合金钢中NbC的析出对组织和硬度具有显著影响。
首先，NbC的析出可以细化晶粒，改变组织结构，使钢的组织更加致密和均匀。
nb微合金钢的高温塑性研究及应用
nb微合金钢的高温塑性研究及应用NB微合金钢是一种新型的高性能材料，它结合了微合金化技术和高温力学技术，在高温下具有良好的塑性加工性能和耐腐蚀耐磨性能，广泛应用于航空航天、船舶舰艇、能源、汽车和其他领域。
本文旨在研究NB微合金钢的高温塑性和应用。
NB微合金钢的高温塑性行为的影响因素包括材料的物理和化学特性、工艺参数、热处理工艺、温度和加载速率等。
NB微合金钢包含高温下可塑性元素，使其可以在较高温度（900-1100°C）下加工。
合金元素可以改善塑性加工及其相应的机械性能，如屈服强度、抗拉强度、伸长率、断裂应变等，这些性能主要受到各种外在因素的影响。
经过适当的合金元素添加，工艺参数的选择和温度的调节，可以有效改善NB微合金钢的高温塑性行为。
NB微合金钢在实际应用中具有良好的抗腐蚀、耐磨、强度和抗失效能力，可以用于制作包括航空航天、船舶舰艇、能源、汽车等行业需要的各种重要零件。
例如，航天器及其发动机的组件，如发动机燃烧室、发动机叶片、发动机燃气系统、发动机空气涡轮系统等，都能够从NB微合金钢中获益。
此外，NB微合金钢也可用于制造重要的能源系统零件，如燃烧室、燃烧器、渣滓管等，以满足能源领域的需求。
本文通过分析NB微合金钢的高温塑性行为及其在航空航天、船舶舰艇和能源等行业的应用，探讨了NB微合金钢作为新型高性能材料的发展前景。
随着NB微合金钢性能的不断提高，其在航空航天、船舶舰艇和能源等领域的应用范围也会不断扩大。
要想获得更好的性能，还需要深入研究NB微合金钢的高温塑性行为，如室温下晶粒细化对高温塑性行为的影响、塑性行为与材料组织和结构变化之间的关系等，以及热处理工艺参数、温度和应力等因素对高温塑性行为的影响，通过材料组织、力学性能和微观结构的控制，进一步提高NB微合金钢的性能。
从上述分析可知，NB微合金钢的高温塑性行为对其在航空航天、船舶舰艇和能源等行业的应用至关重要，结合力学性能和微观结构的控制，可以有效改善NB微合金钢的加工性能，使其具有更好的高温塑性行为。
nb微合金钢的高温塑性研究及应用
nb微合金钢的高温塑性研究及应用随着全球结构材料产业的发展，高性能钢的应用越来越普及。
NB 微合金钢是一种具有良好塑性、抗热震性能和氧化抗性的钢材，已经成为重要的优质材料之一。
因此，有必要研究NB微合金钢的高温塑性特性，以及其在结构应用中的潜在性。
NB微合金钢的高温塑性是一种可以在高温条件下强度随着塑性进行变化的材料特性。
它主要取决于材料的温度、应力、微观组织和化学成分等因素。
因此，通过研究NB微合金钢在高温条件下的变形行为，可以为结构材料提供开发及应用建议。
NB微合金钢的高温塑性研究通常采用实验方法进行。
常见的实验方法包括力学性能测试、热流变特性测试和结构变形测试等。
这些实验可以有效地帮助研究者确定NB微合金钢在高温条件下的变形行为，包括热韧性、Yield指数、屈服值和塑性模量等性能参数。
此外，可以通过先进的实验方法，如扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)来研究NB微合金钢的微观结构特性及变形行为。
这些实验主要用于研究塑性变形行为的具体机理，并可以有效地帮助研究者设计出适合NB微合金钢的高温应力过程。
此外，有必要研究NB微合金钢在高温条件下的耐久性。
通常，可以通过测试NB微合金钢的高温持久性来评估其在高温条件下的耐久性。
一些典型的测试包括高温蠕变细节、高温持久疲劳性能和抗氧化等。
最后，NB微合金钢在结构应用中也具有广泛的潜力。
比如，它可以用于传动轴、离合器、发动机零部件、管道系统和机械配件等。
此外，它还可以用于制造飞机叶片、航天器外壳和核能反应堆等特殊结构部件。
综上所述，NB微合金钢具有良好的高温塑性、抗热震性能和耐氧化性能。
通过实验研究，可以确定NB微合金钢的塑性变形行为，并评估其在高温条件下的耐久性。
这些可以为结构材料的开发及专用结构部件的设计提供有效的参考。
因此，NB微合金钢的高温塑性研究及应用具有广泛的前景。
nb微合金钢的高温塑性研究及应用
nb微合金钢的高温塑性研究及应用今天，nb微合金钢的高温塑性研究及应用已经受到了越来越多的关注。
与传统钢材相比，nb微合金钢具有更好的耐高温性能，并拥有优良的力学性能和塑性。
此外，它具有良好的工艺可塑性和可焊接性，适用于航空航天、汽车制造和其他高技术领域。
本文主要研究nb微合金钢在室温和高温下的塑性性能，探讨其在高温条件下的应用。
NB微合金钢是一种特殊的钢材，其主要成分为碳、硅、铬等多种元素组成，具有良好的热强度性能和优良的耐腐蚀性。
此外，因其独特的化学组成，能够有效抵抗高温条件下的腐蚀环境，具有良好的抗氧化和耐磨性能。
由于其优良的力学性能，可以满足各种不同的工程需求，并可以在高温条件下使用。
要研究nb微合金钢在高温下的塑性性能，需要结合实验和理论分析。
在实验方面，可以通过钢材对热处理和冷加工试验来研究材料的力学性能。
例如，可以通过拉伸、冲压和扭转试验来研究材料的抗拉强度和抗压强度。
此外，还可以采用恒定载荷室温热处理、恒定载荷高温试验和温度-时间循环试验来研究材料的塑性性能。
从理论分析的角度来看，可以研究材料的结构和性质，来考察材料在不同温度下的塑性性能。
例如，可以采用X射线衍射、扫描电子显微镜和热衍射等方法，对nb微合金钢的结构特征和热力学特性进行定量分析，以评价其塑性变形能力。
另外，还可以通过模型计算等方法，对材料在高温下的抗拉强度和抗压强度进行模拟研究。
本文的研究表明，Nb微合金钢具有优良的耐高温性能和优良的力学性能，并且能够有效抵抗高温条件下的腐蚀环境。
此外，它还具有良好的工艺可塑性和可焊接性，使其可以广泛应用于航空航天、汽车制造和其他高技术领域。
总之，nb微合金钢是一种具有极高应用价值的新型材料，具有很高的经济价值和社会价值。
未来，随着技术的不断进步，nb微合金钢将得到更广泛的应用，为更多的工程项目提供有力的支持。
nb微合金钢的高温塑性研究及应用
nb微合金钢的高温塑性研究及应用NB微合金钢是一种新型钢种，能够克服传统钢种在高温下性能不稳定的特性。
目前，全球各国都在积极研究和开发NB微合金钢，为其在各种高温环境中的应用提供了可靠的技术基础。
NB微合金钢的主要特点是其对高温的塑性变形特性优异。
在一定温度和应力下，它的变形能力明显优于一般台座钢，因此，NB微合金钢可以被用于各种高温环境的塑性变形制造。
此外，NB微合金钢的变形温度也比一般钢种高出许多，即使在如飞机发动机等高温条件下，NB微合金钢仍然能够维持较高的塑性变形性能，这有助于提高制造过程的安全性。
此外，NB微合金钢还具有较高的抗拉伸强度，因此，它可以用于诸如汽车等需要抗拉力的产品。
另外，NB微合金钢还具有抗磨损、抗腐蚀以及耐热熔性等优异特性，这些特性使得NB微合金钢的应用范围不断扩大。
综上所述，NB微合金钢具有优异的高温塑性及其他特性，所以它可以用于许多高温环境中的制造工艺。
近年来，已经有不少公司在利用NB微合金钢生产高性能的部件，例如汽车、航空发动机以及摩托车等。
然而，为了更好地发挥NB微合金钢的优异性能，还需要对其进行深入研究和分析，以拓宽其应用范围。
一般而言，对NB微合金钢进行高温塑性变形研究的主要工作包括室温力学性能测试、高温塑性变形行为评估和微观组织分析等。
其中，断裂行为测试通过室温、低温和高温试验来评估材料的力学性能，以便了解材料在不同温度下的变形行为。
同时，高温塑性变形行为也需要用试验和数值模拟结合评估，以更好地反映材料在温度、速率和应变率变化情况下的变形性能。
此外，为了更好地掌握材料的力学特性，还需要进行微观组织分析，以反映金属材料的晶粒度、组织分布和微观结构等。
NB微合金钢的高温塑性变形性能与材料的组织结构密切相关，因此，通过组织结构调控，可以改善材料的高温塑性变形性能。
近年来，许多工艺技术已经被开发出来，例如热处理、冷变形、搅拌挤压等，这些技术都可以显著改善材料的力学性能。
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第40卷第3期2019年6月特殊钢SPECIAL STEELVol.40.No.3June2019-1••试验研究•Nb微合金化对U75V重轨钢成分和析出相的热力学计算及应用窦为学*郭志红'冯捷'国栋'朱苗勇|王晓丽"（1东北大学冶金学院，沈阳110004；2敬业钢铁有限公司炼钢厂，平山040500；3河北科技大学材料科学与工程学院，石家庄050018；4包头钢铁职业技术学院教务处，包头014010）摘要利用Thermo-Calc软件对0~0.06%Nb含量的重轨钢U75V（Cr含量为0.45%）进行了热力学计算。
结果表明：在400~1600t温度区间,试验钢中主要平衡析出相为Al^Oj'MnS'AlN'MX相和渗碳体相。
试验钢奥氏体相的主要组成元素为Fe、C以及Nb,铁素体相的主要组成元素为Fe、Mn和Si,渗碳体相的主要组成元素为Fe、C、Mn和Nb.MX相的成分为Nb（C,N）f MX相和A1N相的析岀温度与最大析出摩尔分数随着Nb含量的变化具有相同的规律，即随着Nb含量增加两个参数均升高。
通过分析得出试验钢成本与性能配合最佳的Nb含量为0.028%。
通过生产实践表明：重轨钢的力学性能达到最大值即抗拉强度为1229MPa、屈服强度为716MPa、硬度为HB343、伸长率为11%;其组织性能达到最好值即珠光体片层间距为0.26Jim,晶粒度等级提高，晶粒变得细小,晶粒度等级为85级。
关键词Nb微合金化高速重轨钢U75V渗碳体珠光体Thermodynamic Calculation and Application of Composition and Precipitated Phase of U75V Heavy Rail Steel of Nb Microalloying Dou Weixue1'2,Guo Zhihong3,Feng Jie3,Guo Dong',Zhu Miaoyong1and Wang Xiaoli4（1College of metallurgy of Northeastern university,Shenyang110004；2Steel Mills of Jingye Iron and Steel Co.,Ltd.Pingshan040500;3College of Material Science and Engineering of Hebei University of Science and Technology, Shijiazhuang050018；4BaoTou Iron and Steel Vocational Technical College,Baotou014010）Abstract The thermodynamic calculation of heavy rail U75V steel(Cr content is0.45%)with different0~0.06% Nb content was performed using Thermo-Calc software.Results show that main balance precipitated phase are A12O3,MnS, AIN,MX and cementite phase in400〜1600°C.The main elements of the austenitic phase are Fe,C and Nb.The main elements of the ferrite phase are Fe,Mn and Si.The main component of the cementite phase are Fe,C,Mn and Nb.The MX phase is Nb(C,N).The precipitation Temperature and maximum precipitation mole fraction of MX and AIN phase increase with the increase of Nb content.The best Nb content is0.028%by the cost and performance analysis of the steel.The production of the heavy rail steel show that the tensile strength is1229MPa,the yield strength is716MPa,the hardness is HB343and the elongation is11%.Its pearlite lamella spacing is0.26(im and the grain size grade increases to8~8.5.Material Index Nb Miaroalloying,High Speed Heavy Rail Steel U75V,Cementite,Pearlite试验钢化学成分设计是在钢厂生产的重轨钢U75V（Cr含量为0.45%）的基础上，添加了微量Nb 合金元素，既保证了足够的淬透性，又充分利用了合金元素的固溶强化和析岀强化作用，但合金元素Cr、Nb、V、N之间的相互作用比较复杂2、目前仅有少量关于该类钢种析出相的温度、组成与钢原始化学成分和热处理温度之间关系的论述。
因此，运用Thenno-Cale软件，由合金热力学计算，来探讨了新体系中平衡析出相的温度、组成与钢原始的化学成分关系之间的规律意义重大。
1含Nb试验钢化学成分设计热力学计算计算时使用Thermo-Calc软件中的TCFE6数据库,合金体系设为1mol,参照状态为29&15K和105Pa,温度为摄氏温度（T）。
合金体系的各组元按照质量分数输入。
由于奥氏体和碳氮化物析出相中的元素有相同的晶格占位类型，因而它们有相同的吉布斯自由能表达式，它们之间的平衡可用溶解度间隙来表示，即通讯作者：冯捷，男，副教授，高品质钢夹杂物行为及腐蚀性能研究，河北科技大学材料科学与工程学院。
E-mail：hbgyfj@・2・特殊钢第40卷表1试验钢的设计化学成分/%Table 1 Design chemical composition of experimental steel / %编号CSiMn P S V Al Cr Nb 1#0.71-0.800.50 -0.800.80-1.10W0.025W0.0250.04 ~0. 100.024 20.450.0002#0.71-0.800.50 〜0.800. 80 ~ 1.10W0.025W0.0250.04-0. 100.024 10.450.0153#0.71-0.800.50 -0.800.80-1.10W0.025W0.0250.04-0. 100.023 90.450.0304#0.71-0.800.50 -0.800.80-1.10W0.025WO. 0250.04-0. 100. 024 10.450.0455#0.71-0.800.50-0.800.80-1.10WO. 025W0. 0250.04 ~0. 100.024 30.450.060400 ~ 1 600 £ ,试验钢中主要平衡析出相为A12（）3、MnS 、AlN 、MX 相以及渗碳体相。
其中，曲线与水平坐标温度的交点表 示析出相的析出温度，垂直坐标表示析出相摩尔分表2试验钢计算采用的化学成分/%Table 2 Chemical composition of experimental steel for calculation /%C Si Mn P S V Cr Nb 0N Al 0.75 0.65 0.950.015 0.0150.070.45 0.0150.0040.0060. 024 2数,其析出相的平衡相变点温度见表3。
对于表3中的各相，除A12O 3,MnS 和A1N 的成分已知外，其余各相奥氏体7相和富含V 的碳氮化物相，在Thermo-Calc中可用MX 相表示“切。
为了解析出相的析出模式 及析出相组成的演变过程，对钢中析出相随温度的 变化进行了热力学计算。
在对U75V （ Cr 含量为0. 45% ）重轨钢试验钢 研究的基础上，添加微合金化元素Nb,在试验钢中添加Nb 的含量控制在0.015% ~0.060%o 同时参 考U75V （Cr 含量为0.45%）重轨钢对产品的成分要求，进行了相应的调整和优化，分别设计了五种不 同Nb 含量的试验钢，以求得到成本与性能配合最佳的含Nb 重轨钢。
表1为含Nb 试验钢设计化学 成分。
计算所采用成分为表1中1# ~5"钢中各成分的 平均值（Nb 含量除外），如表2, Nb 含量分别为0%、0.015%、0. 030%、0. 045% 以及 0.060%。
为了解析出相的析出模式及析出相组成的演变过程，对试验钢中析出相随温度的变化进行了计算，计算采用表2成分,Nb 含量为0.015%,结果如图1 所示。
由图1可知，在热力学平衡状态下，在温度为渗碳体-0.01MXXiN *的成分均未知。
因此，采用Thermo-Calc 热力学计算 软件，对未知成分相的成分进行了计算，结果如图2所示。
由图2中（a 、b 、c 、d ）可知：含Nb 试验钢奥氏体相的主要成分为Fe 、C 以及Nb,铁素体相的主要成分为Fe 、Mn 和Si ,渗碳体相的主要成分为Fe 、C 、Mn 和Nb 。
MX 相的成分较复杂，在1 190 T 析出开始时，MX 相为Nb （C, N ）相，随着温度的降低,1 000覽左右，Nb 含量降低，V 含量增加,900七左右,MX 相转变为V （C,N ）相。
2 Nb 含量变化对试验钢主要析出相的影响为了解Nb 含量变化对主要析出相的影响，采用Thermo-Calc 热力学计算软件对其在400 ~1 600乜的主要析出相进行了计算。
计算结果表明：Nb 含量变化对MX 相和A1N 有较大影响，对其余各相的影响不大。
对含Nb 钢而 言,Nb 含量变化对渗碳体相析出量无太大影响，但 是含Nb 钢与不含N1）钢渗碳体的析出温度不一样, 不含Nb 钢渗碳体的析出温度较低为737七，含Nb钢的渗碳体的析出温度接近784 T 。
含Nb 钢MX 相的析出温度与最大析出摩尔量 均与Nb 含量有关,Nb 含量越高MX 相的析出温度与最大析出摩尔分数越高,含Nb 量超过0. 030%的10400600800 1 000温度/弋MnS1 2001 4001 600图1试验钢平衡析出相与温度的关系Fig. 1 Relationship between equilibrium precipitation phase and temperature of test steelfraction of precipitated phase of experimental steel表3试验钢析出相的析出温度及最大析出摩尔分数Table 3 Precipitation temperature and maximum mole 析出相析出开始温度/%最大析出摩尔分数ai 2o 3- 2. 12 x 10'4AIN 1 088 4.58 x 10~4F7480.8671 4401渗碳体7840. 136MnS 1 330 1.64 xlO'4MX1 1903.10x10"第3期窦为学等:Nb 微合金化对U75V 重轨钢成分和析出相的热力学计算及应用・3・0.050.10600 800 1000 1200温度/*€400400 450 550 600 650 700 750 800温度O5Q 5O5O 55.44.3.3.22Ja a c so.o.o.a a I 。