VN微合金化超细晶高强钢的组织性能研究

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Nb、V微合金化细晶高强韧性钢板JG590生产工艺开发

Nb、V微合金化细晶高强韧性钢板JG590生产工艺开发

Nb、V微合金化细晶高强韧性钢板JG590生产工艺开发冯勇,蔡薇(济南钢铁集团总公司,山东济南250101)摘要:利用低硫铁水,钢包内充分脱氧,以铌钒复合微合金化、钢包底吹氬LF精炼处理、钢包喂线和严格的控温轧制技术,以较低的成本批量生产出6~40 mm厚规格合格的590 MPa级高强钢,技术性能指标满足用户提出的要求,济钢探索开发出高强钢新的生产工艺途径。

关键词:高强钢;复合微合金化;铌;钒;控轧控冷中图分类号:TG335.5;TG142.41 文献标识码:A 文章编号:1004-4620(2007)04-0007-03Process Development of Fine Grain High Strength and Toughness JG590 SteelPlates with Nb-V Micro-alloyingFENG Yong, CAI Wei(Jinan Iron and Steel Group Corporation, Jinan 250101, China)Abstract: The grade 590 MPa high strength steel with the 6~40 mm spec. was developed in lower cost with the application of low sulfur molten iron, de-oxygen and LF purified in ladle, Nb-V composite micro-alloying and strict control rolling technology. The quality and the technology properties of the steel plate can meet the technology requirements of customers. The new production process for high strength steel is developed in Jinan steel.Key words: high strength steel; composite micro-alloying; niobium; vanadium; control rolling and control cooling国内外部分企业[1]主要采用先进的铁水预处理、RH炉外精炼、微合金化细化组织和控轧控冷工艺生产590 MPa级高强钢,有的公司具备热处理设施,产品实物质量好,但成本高。

Nb-和V-微合金化对高碳钢热加工性的影响

Nb-和V-微合金化对高碳钢热加工性的影响
第2 9卷第 6期
20 0 8年 1 2月
特 殊钢
S E I L P C AL Sr EE
Vo . 9 No 6 12 . De e e 2 0 c mb r 0 8 ・l ・ 3
N . V 微 合 金化 对 高碳 钢 热加 工 性 的 影 响 b 和 -
刘 平 李 峰 陈爱梅 史凤 武
1 0 保温 2mn 再以 3 ̄/ 的速率降温至 目标 0o 3 C i, Cs 温度并保温 2mn 然后以 1 1 - s i, × 0 3 的变形速率拉 /
伸试样 。
表 1 试 样 钢 的化 学成 分/ %
Ta l Ch m ia o p st n o s t es/% b e1 e c l m o i o ft tse l c i e
n e Nb e t ei xs d i a t i e . se la d d V. a d F . u e te e i e n c s b l t fNb V te d e t l o
M a e i lI d x Nb tr a n e .V.Mir a o i g e o U yn ,Hih C r o te .Ho o k b l y g ab n Se1 t W r a i t i
Hi h Ca bo te g r n Sel
Li ng。LiF n u Pi e g。Ch n Ai ia d S iFe g e me n h n wu
( eh ia C ne . atuI nadS e G op o B oo 10 0 T cncl et B oo o n t l( ru )C r r r e p, atu04 1 )
a o tl3 0~8 0 ℃ b e be 1 0 D h r lsmuain ma hn . Reut s o e h tte h tpat i fV.te n fs 0 yGle l 5 0 tema i lt c ie o sl h w dta h o lsi t o s li rt s cy e i b i l o e ≥ 12 0 o n i rt e z n o —8 o℃ W Sb t rt a h t fN .t e d Nb V se 1 tW dc . rt ez n t o C a d t r b t o e 1 0 h d il 0 0 a et h n t a b se l e o n a . te .I a i i a s n td b c nn lcr n mi r s o y a d e e g p cr m n lsst a e Nb C el ci xse n c tbl t fNb t e 。 e y s a i g ee t c o c p n n ry s e tu a ay i h tF — — t e t e i d i a i e —se l n o t c t s l o

VN微合金对低碳-硅-锰钢性能和组织的影响

VN微合金对低碳-硅-锰钢性能和组织的影响

2008年第1期新疆钢铁总105期V N微合金对低碳一硅一锰钢性能和组织的影响陈勇陈跃军(宝钢集团八钢公司技术开发中心)摘要:通过调整碳硅锰试验钢的成分.在合适的轧钢工艺条件F对比分析认为:合适的钒氮合金可使材料在塑性基本保持不变的前提下,强度提高明显:R el提高80~l ooM Pa。

R m提高30~50M Pa,热轧钢板具有各向异性小,成形性能好的特点。

关键词:V N合金;强度;韧性;焊接;组织中图分类号:TG l42.】文献标识码:A文章编号:1672—4224(2008)ol一0019~031前言我国低合金结构板是以材料的下屈服值不小于某个量值为该强度级的标志,其板卷产品广泛应用于机械制造、汽车、桥梁、钢结构、工程建设等行业;目前国内市场主要以Q345级和Q390级为主,随着下游轻型化的发展对钢材的强度等级要求不断提升,R m在1000M Pa以上的材料已开发成功¨j。

随着强度等级的提高,材料的塑性将下降,如何保证在塑性不降低的情况下提高材料的强度是冶金工作者长期不懈努力寻求攻克的难题。

目前各级别的强度板均以低碳硅锰钢为基础,加入微量的合金元素和轧钢精确控轧控冷来提高材料的强韧性,介绍了在Q345级结构钢板卷工业试验中通过对冶炼成分的调整和热轧工艺合理控制,在较低的碳当量的前提下,合理利用钢中的氮使材料的强韧性得以明显提高,为高质量结构钢板的开发与研究打下基础。

2结构用板的属性及成分设计特点该类材料除钢铁材料固有的强度、塑性和成形性能外,材料的可焊性及低的时效系数也是结构用板考虑的因素,综合考虑强度和工艺性能成分设计应以低碳高锰为方向,为减少材料的时效性和保证焊接质量,应采取必要的固氮措施,试验中采用了V、A l两种元素进行固氮处理。

2.1碳对材料性能的影响碳主要以碳化物形式存在于钢中。

是决定钢的组织和性能的主要元素。

主要通过影响显微组织中的各组织组分的相对量及其分布特点进而影响钢的力学性能。

微量Nb、V对高强度耐候钢组织与性能的影响

微量Nb、V对高强度耐候钢组织与性能的影响
( c n lgia e tr,M a n h nI o & S elCo ,Lt . Teh oo c l n e C a sa r n te . d )
[ bt c] A tr d ig0 0 6 Nbo . 7 V rset ey h w cro te t h o oi A s at r f dn .2 ea r 0 3 0 ep ci l,tel ab nsei wi tecmp s v o s h —
0 0 3 V后 , 行 同一 轧 制 工 艺试 验 和 正 火 处 理 , 果 发 现 含 Nb钢 比 含 V 钢 塑 韧 性 高 但 强 . 7 进 结
度低 , 组织更 易发 生 岛状 马 氏体 或粒 状 贝氏体转 变 。 且
[ 关键 词] 高 强度 耐候 钢 微 量 Nb 微 量 V 显微 组织 力 学性 能
ton 0. Cu 0 07P 0 Cr0. i 4 一. 一 .6 一 3Niwe e t e t d wih t a e r ln nd or aii o e s s The t s e ul r r a e t he s m ol g a n m l ng pr c s e . i z e tr s t
将 A、 B试 验 钢 锻 为 5 0 mm×6 0 mm×1 0 5
mm 的 锻 坯 , 作 模 拟 轧 制 用 , 进 行 金 相 以 并
检验 。
作 者 简 介 : 结才 , , 鞍 山钢铁 股 份 有 限公 司技 术 中心 , 级 工 程 师 , 事 H 型 钢 的 研 究 与 开 发 。 吴 男 马 高 从
s owe h he pls i n ou ne spr h d t att a tc a d t gh s ope te fN b mi r a i e t e s mar dl b te t n t to r is o c o loy d s e lwa ke y e t r ha ha f V m ir al e t e , bu hes r ngt s l co i d se l oy tt te h wa owe ha c nt i ng o rt n V o ani ne,t t u t eofN b c t i ng s e lwa hes r c ur on ani t e s

V、Nb与变形条件对微合金钢组织超细化的影响研究的开题报告

V、Nb与变形条件对微合金钢组织超细化的影响研究的开题报告

V、Nb与变形条件对微合金钢组织超细化的影响研
究的开题报告
研究背景:
微合金钢是目前钢铁行业广泛应用的材料之一,具有耐腐蚀、耐磨损、高强度和高韧性等优点。

其中,微合金元素V、Nb的加入可以有效
控制晶粒长大,实现晶粒超细化,进一步提高钢的力学性能。

同时,变
形条件(如变形温度、应变速率等)也在一定程度上影响微合金钢的组
织和性能。

研究目的:
本文旨在研究微合金钢中添加V、Nb元素对钢的组织超细化的效果,并探究不同变形条件下的组织演变和力学性能变化机制,为微合金钢的
材料设计和加工提供一定的理论依据。

研究内容:
1. 综述微合金钢中添加V、Nb元素的作用机理和晶粒超细化原理;
2. 通过对比研究不同状态下微合金钢的组织演变和力学性能变化,
对比不同条件影响下的微合金钢性能,并探究微合金钢中V、Nb元素的
作用机理;
3. 通过实验验证,模拟出微合金钢在不同变形条件下的演变规律,
结合理论分析探究不同变形条件下的微合金钢力学性能形成机制。

预期结果:
通过对V、Nb微合金钢的研究,探究其在不同变形条件下的组织演
变和力学性能变化机理,有望为微合金钢的材料设计和加工提供理论依据,并为钢材的设计和应用提供参考依据。

500MPa级VN微合金化螺纹钢筋组织及性能研究

500MPa级VN微合金化螺纹钢筋组织及性能研究

J1 0 2 u .2 1
5 0MP 0 a级 V N微 合 金 化 螺 纹 钢 筋 组 织 及 性 能 研 究
奚 30 ) 400
摘 要 : 分析了50 P N 对比 0 M a 微合金化螺 V 纹钢筋 和余热淬火螺纹 在显微组织、 钢筋 硬度、 抗时效性上的差异。结果 表
关键 V 微合金化; 司:N 显微组织; 抗时 硬度; 效性
中图分 类号 : G 4 . : G 1 . 1 文献标 识 码 : 文 章编 号 :6 2— 9 4 2 1 ) 3— 0 1— T 12 1 T 1 5 2 A 17 9 9 (02 0 00
03
钢筋 混凝 土用 热 轧 带 肋 钢 筋 在 我 国钢材 产 品
显的提高 J 。近些年, N微合金化技术在高强 V 度焊接钢筋、 非调质钢等长型材产品的开发 中已得
到广泛 应用 , 微合 金化 技术 非 常适 合 我 国钢 铁工 业
高附加值钢材品种的生产 , 采用微合金化 , 可充分 发挥技 术上 的优 势 , 较 经 济 的条 件 下 , 使 钢 铁 在 促 产 品升 级换代 J 。为此 , 文 对 50MP N微合 本 0 aV
院, 讲师 。
珠光体。这主要是 因为 , 余热处理生产螺纹钢筋 ,
总第 5 7期
奚 向红 :0 a V 5 0MP 级 N微 舍 金 化 螺 纹钢 筋 组 织及 性 能研 究
・3 ・
心 部呈 现增 长趋势 ; 样硬 度从 边 部 向心部 逐渐 升 试 高 约 3 OHV左 右 , 硬度 分 布较 均匀 。
况下 , 采用 V N合金得 到 的强 度要 比单 独 加钒 有 明
处理 , 薄 柱 状 表 面 的 氧 化 层 在 砂 纸 上磨 掉后 即 将 可 。硬度 分 析实 验 采 用 日本 精 工 全 自动显 微 硬度

微氮合金+钒氮合金微合金化工艺在高强钢筋生产中的应用

微氮合金+钒氮合金微合金化工艺在高强钢筋生产中的应用

生产实践·应用技术山西冶金SHANXI M ETALLURGY Total 180No.4,2019DOI:10.16525/14-1167/tf.2019.04.总第180期2019年第4期微氮合金+钒氮合金微合金化工艺在高强钢筋生产中的应用陈东辉(河钢集团宣钢公司,河北宣化075100)摘要:为了降低生产成本,宣钢采用微氮合金+钒氮合金微合金化工艺对HR B400系列钢筋进行生产试制研究,通过合理的控制技术,微观方面有明显的V(CN)析出相,提高了微合金化作用,生产出组织性能更为优良的针状铁素体热轧抗震螺纹钢筋,提高了钢筋的加工性能和耐候性能,钢筋的时效性能明显降低,同时降低了生产成本。

关键词:钒氮合金微氮合金高强钢筋性能中图分类号:TG142.33文献标识码:A文章编号:1672-1152(2019)04-0110-02收稿日期:2019-05-12作者简介:陈东辉(1985—),男,2009年毕业于河北理工大学冶金工程专业,工程师,现在河钢集团宣钢公司二钢轧厂从事转炉炼钢技术管理工作。

河钢集团宣钢公司(全文简称宣钢)钢筋生产一直采用钒微合金化技术[1],对钢筋进行透射电镜分析,HRB400E 中未发现有明显的VN 析出物,致使宣钢钢筋不能充分发挥钒的微合金效果。

经过技术研究和试验,采用微氮合金+钒氮合金微合金化工艺,在满足客户产品标准、保证低合金钢(钢筋)力学性能条件下,充分利用微合金元素的固溶强化[2]、位错强化、晶界强化、沉淀强化[3]与相间强化等钢综合强化效果,突出(弥散)沉淀强化与相间强化(体)强化效果,通过控制成品钢的不同种类的碳氮化物弥撒、细小、均匀析出,实现了化学成分与组织相适应的最佳工艺控制,钢筋的性能各项指标达到了技术要求。

通过降低主要常规合金元素Mn 、Si 元素的含量及贵重合金V 的含量,宣钢降低了冶炼成本,取得良好的经济效果。

1微氮合金和钒氮合金主要理化指标宣钢在高强钢筋中应用微氮合金+钒氮合金微合金化技术,使用的微合金化物料主要为I-400型微氮合金和钒氮合金,其理化指标分别如表1和2所示。

一种Nb-V复合微合金化非调质钢的组织和性能(精)

一种Nb-V复合微合金化非调质钢的组织和性能(精)
( 1. T he State K ey Laboratory of Rolling and Auto mation, N ortheastern U niversity, Shenyang 110004, China; 2. R & D Center, FA W Group Corporation, Changchun 130011, China. Cor respondent: CHEN Li qing, professor, E - mail: lqchen @ mail. neu. edu. cn)
Microstructure and Meห้องสมุดไป่ตู้hanical Properties of a Kind of Nb -V Micro -alloyed Forging Steel
ZH A O Yang 1 , CHEN L i-qing 1 , X U X iang -qi u 2 , LI U Xi ang -hua 1
[ 1- 6]
部件材料对高韧性的要求 Nb - V 微合金 钢现主 要应用于连杆、 曲轴、 凸轮轴、 反向连杆、 后桥轴和 支撑盖等部件的生产 , 在汽车前轴等保安件 中的应用还未见报道 Nb - V 复 合微合金 化的特 点是不降低强度的同时, 韧性也能得到提高 , 可以 满足汽车制造中对高强度高韧性材料的要求, 具 有良好的发展前景 本文研究了几种不同 Nb, V 质量分数复合微 合金非调质钢的组织和性能, 并分析其用于汽车
[ 7- 9]
非调质钢大多采用 V 作为微合金元素 , 但含 V 的非调质钢韧性较差 , 有时不能够满足汽车零
收稿日期 : 2008 - 06 -03 基金项目 : 教育部新世纪优秀人才支持计划项目 ( N CET - 06- 0285) 作者简介 : 赵 阳 ( 1981- ) , 男 , 辽宁辽阳 人 , 东北 大学 博士研 究生 ; 陈 礼清 ( 1965- ) , 男 , 安徽 安庆 人, 东 北大学 教授 ; 刘相 华 ( 1953- ) , 男 , 黑龙江双鸭山人 , 东北大学教授 , 博士生导师

VN微合金化高强度厚板的研制

VN微合金化高强度厚板的研制

V-N微合金化高强度厚板的研制杨雄,金永春,王全礼,张功焰(首钢技术研究院,北京100041)摘要:进行了V-N微合金化和V微合金化钢对比,确认钢中增加N含量能有效提高V的析出强化与细晶强化能力,对钢的各项性能都不会产生不利影响。

采用V-N微合金化和控制轧制工艺试制了60 mm、70 mm厚板,产品性能到达了Q390E 钢的质量要求。

关键词:V-N;微合金化;厚板;控制轧制0引言随着国家经济的快速发展,国内市场对高强度厚板的需求量越来越大。

传统的高强度厚板生产工艺是微合金钢轧制+轧后热处理工艺,生产成本高。

本研究在无轧后热处理工序下,采用微合金化配合控轧控制轧制工艺生产高强度厚板。

厚板的研制过程中发现了V微合金化具有许多优点,也具有不足之处,其主要特点是V的强化能力不足,不能充分发挥微合金化的特点。

通过大量的分析,发现V不能充分发挥强化作用的主要原因是V在钢中的固溶量多、析出量少,发挥有效强化作用的数量少。

在钢中增加N含量后,可以大幅度减小V在钢中的固溶量、增加析出量,充分发挥V的强化作用。

为此首钢在中厚板的生产中,采用了增加钢中N含量,提高V的强化能力的技术,使V充分发挥其强化作用,从而保证中厚板、特别是厚规格钢板的性能。

1V-N微合金化与V微合金化强化能力的比较为比较钢中增加N含量后其强化效果的改变。

采用了V-N微合金化和V微合金化进行试验,对两种微合金化的强化特点进行对比分析。

1.1 化学成分对比钢的C含量控制相同,都是0.13%,V微合金化钢的V含量为0.065%、N含量为0.0030%,V-N微合金化钢的V含量为0.064%、N 含量为0.0108%,其余成分都控制在GB/T 1591的要求内。

1.2 试验结果试验轧制了18 mm厚钢板,轧制工艺采用控轧控冷。

表1、表2是钢板的强度、延伸率和冲击功检验结果,表明采用这两种微合金化方式都可以生产出高性能的高强度钢板。

1.3 对比分析V-N微合金化和V微合金化钢的化学成分基本一致,特别是C含量一样、V含量仅差0.001%。

高强度钢材的研究及其应用

高强度钢材的研究及其应用

高强度钢材的研究及其应用随着工业化的发展,钢材在现代社会中具有重要的地位。

钢材的种类很多,其中高强度钢材因其优异的机械性能,在现代工程中得到越来越广泛的应用。

高强度钢材的研究是一个热门的课题,在本文中,我们将探讨高强度钢材的研究历程和应用领域。

一、高强度钢材的研究历程高强度钢材无疑是钢材研究领域的一个热门话题。

在过去的几十年中,人们不断探索研究高强度钢材的技术和性能,逐步实现了高强度钢材的产生。

以下是高强度钢材产生的历程:1. 20世纪60年代初,在冶金学领域,出现了一种新型冶金加工工艺——微合金化技术。

这种技术采用小量添加元素后产生的效应,可使钢材的强度和韧性显著提高,成为高强度钢材的首要生产技术。

2. 20世纪80年代,高强度钢材开始用于航空工业。

然而,由于很难在制造过程中得到均匀、一致的性能,限制了原材料应用的范围。

为了克服这些问题,钢铁业开始采用超高强度钢的生产技术,以增加钢材的强度和韧性。

3. 进入21世纪,高强度钢材的研究进入了一个新的发展阶段。

国内外研究人员将合金元素添加的范围扩大到了5%~10%,并增加了一些新的添加元素。

通过纳米晶材料的制备和控制晶界结构,实现了高强度、高韧性的超细晶钢材的制备。

二、高强度钢材的应用领域高强度钢材具有优异的机械性能,因此具有广泛的应用领域。

以下是高强度钢材的几个应用领域:1. 汽车工业:随着汽车产业迈向高效、安全和环保方向,对汽车材料的要求也越来越高。

高强度钢材在汽车工业中应用广泛,它被用于汽车车身、底盘和发动机等部分。

高强度钢材可以减轻汽车整车重量,提高安全性、舒适性和节省能源。

2. 航空工业:航空工业是高强度钢材的一个重要应用领域。

高强度钢材可以用于许多航空器的零部件,例如发动机、机身框架等。

高强度钢材可以为航空工业提供增加承载能力的优势。

3. 建筑结构:随着建筑物结构的不断变化,越来越多的高强度钢材被应用于建筑结构部分。

大型的钢制桥梁、高耸的钢制塔楼、高效的空间框架、特殊的钢制屋顶都广泛地应用了高强度钢材,这些应用不仅提升了建筑物的结构强度,而且极大程度上节约了建筑成本。

VN微合金化钢筋的强化机制

VN微合金化钢筋的强化机制

钒氮微合金化钢筋的强化机制1 引言钢筋是我国消耗量最大的钢材品种,为了尽快与国际接轨和节约钢材,中国正在加速建筑用钢的更新换代,HRB400钢筋的应用已成为主流。

采用微合金化技术是世界各国发展高强度钢筋的主要技术路线之一,钢中的微合金化元素均通过形成微合金化碳、氮化物来起作用。

由于钢中氮化物比碳化物具有更高的稳定性,析出相更细小弥散,其强化效果明显提高。

众所周知,钒是有效提高钢筋强度的微合金化元素之一,大量研究表明,氮是含钒钢中十分有效的合金元素,含钒钢中每增加10ppm的氮可提高强度6MPa以上,并且基本上与工艺条件无关。

通过利用廉价的氮元素,可显著提高含钒钢的强化效果,达到节约合金含量,降低生产成本的目的。

为此,北京钢铁研究总院率先在国内展开了钒氮微合金化技术生产高强度钢筋的研究工作,研究结果充分说明了采用钒氮微合金化技术生产高强度钢筋的技术、经济优势,这为发展我国经济型HRB400钢筋开辟了新途径。

本文根据近年来国内外在钒氮微合金化技术方面的研究成果,详细地叙述了钒氮微合金化在钢筋中的强化机制。

2 V(C、N)在奥氏体和铁素体中的析出2.1 V(C、N)在奥氏体中的溶解与析出研究表明,V(C、N)在奥氏体中的溶解度很大,在高温奥氏体中析出量极少,在平衡条件下,特别是在钢中钒、氮含量都较高时,钢中仅有一小部分钒在奥氏体中析出。

因此,在热轧过程中,即终轧温度在1000℃以上时,钒几乎全部固溶于奥氏体中,因此它对奥氏体再结晶不能产生有效的阻碍作用,无法抑制奥氏体晶粒的长大。

2.2 V(C、N)在铁素体中的析出能起有效作用的V(C、N)是在奥氏体—铁素体相变的最后阶段在铁素体中析出的。

在终轧温度高于1000℃时,所有钒都可以在铁素体内沉淀。

V(C、N)可以跟随着奥氏体—铁素体界面的移动在铁素体内随机析出,即普通析出,也可以平行于奥氏体/铁素体界面,以一定间距形成片层状分布的相间析出。

大量研究表明,对于典型结构钢,普通析出产生于较低温度区域,通常低于700℃,而相间析出在较高温度形成。

微合金化高强度钢研究的开题报告

微合金化高强度钢研究的开题报告

微合金化高强度钢研究的开题报告开题报告:微合金化高强度钢的研究摘要本文研究的目的是探索微合金化高强度钢的制备工艺和性能,通过了解现有的钢材工艺和技术,结合新型合金材料的开发,提高高强度钢的力学性能和综合性能,满足现代工业对钢材的需求。

本文的工作内容包括:调查分析微合金化高强度钢的国内外研究现状,评估现有的钢材工艺和技术,讨论新型高强度钢的制备工艺和合金设计,对制备工艺进行优化和改进,并将新型合金材料的性能进行测试和分析。

预期结果是:通过合理的合金设计和制备工艺,制备出具有高强度、高塑性、高韧性、高耐热、高耐腐蚀性能的微合金化高强度钢,在现代工业制造领域有广泛的应用。

关键词:微合金化高强度钢,制备工艺,合金设计,力学性能,综合性能引言高强度钢是现代工业中应用广泛的一种重要材料。

随着现代机械制造和汽车工业的不断发展,对于钢材的性能要求也越来越高,特别是高强度、高塑性、高韧性、高耐热、高耐腐蚀性能的需求也越来越大。

因此,微合金化高强度钢成为了钢材行业的研究热点之一,其重要性不可忽视。

微合金化高强度钢是通过在钢中添加稀土、微量元素等微合金元素来改变组织和物理化学性质,从而提高钢材的力学性能和综合性能。

本研究将通过开展调查和实验,探索微合金化高强度钢的制备工艺和性能,为现代工业生产提供更加优质的高强度钢材料。

材料与方法1. 材料本研究将采用现有的高强度钢材,包括Q345B、Q460E、Q690D等常用钢材。

同时,在材料制备方面,将引入新型合金材料,包括稀土元素、微量元素等微合金元素。

2. 方法2.1 调查分析本研究通过文献调查和分析,了解国内外微合金化高强度钢的研究现状,对常用钢材的工艺和技术进行评估,为新型合金材料的开发提供理论依据。

2.2 实验设计本研究将确定钢材制备的关键工艺参数,包括热处理工艺、合金设计等。

通过优化制备工艺和合金设计,自主制备微合金化高强度钢,并运用各类实验技术,测试钢材的力学性能和综合性能。

钒氮微合金化对高强度耐候钢组织与性能的影响的开题报告

钒氮微合金化对高强度耐候钢组织与性能的影响的开题报告

钒氮微合金化对高强度耐候钢组织与性能的影响的开题报告1. 研究背景和意义:高强度耐候钢广泛应用于桥梁、建筑、船舶等结构工程中,其具有高强度、耐候性、耐蚀性等优良性能。

然而,由于合金元素含量较高,制造难度大,成本高。

因此,研究如何在合金元素含量较低的情况下获得高强度、耐候性能的高强度耐候钢是一个共同面临的难题。

钒和氮在高强度耐候钢中被广泛应用,可以通过钒氮微合金化的方法实现高强度、耐候性能的提升。

因此,研究钒氮微合金化对高强度耐候钢组织与性能的影响,有助于深入探究钒和氮元素在高强度耐候钢中的作用,为高强度耐候钢的制造和应用提供理论依据和技术支持。

2. 研究内容和方法:研究内容:本文将从以下几个方面开展研究:(1)高强度耐候钢的原理和性能特点;(2)钒与氮的微合金化原理及其在高强度耐候钢中的作用;(3)分别使用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X-ray衍射仪等方法研究钒氮微合金化对高强度耐候钢组织形貌和相变行为的影响;(4)利用热处理试验和力学性能测试等方法,研究钒氮微合金化对高强度耐候钢力学性能的影响;(5)通过对实验数据的分析,总结钒氮微合金化对高强度耐候钢组织和性能的影响规律。

研究方法:(1)制备高强度耐候钢试样;(2)钒氮微合金化处理;(3)使用SEM、TEM、XRD等手段对试样进行显微结构分析;(4)利用热处理试验和力学性能测试等方法,研究试样的力学性能;(5)通过对实验数据的统计和分析,总结钒氮微合金化对高强度耐候钢组织和性能的影响规律。

3. 预期研究结果及意义:预期研究结果:(1)钒氮微合金化会显著改善高强度耐候钢的组织形貌和相变行为;(2)钒氮微合金化能够提高高强度耐候钢的力学性能;(3)随着钒氮微合金化处理的增加,高强度耐候钢的各项性能表现得更为优异。

研究意义:(1)为钒氮微合金化在高强度耐候钢制造中的应用提供理论依据和技术支持;(2)丰富高强度耐候钢的改性方法,提高其性能表现,拓展其应用领域;(3)有助于缓解高强度耐候钢制造过程中合金元素含量过高的问题,降低生产成本。

钒氮微合金化高强度钢的研究及应用

钒氮微合金化高强度钢的研究及应用
强化机制及其应用概况。
1 物理 冶金 原理
细 品强化可以用 H l e h a —P t 关系式表述 , l c 即 =O 十 " 0 , 中 O 为 常数 , 式 " 0 足表征晶界对强度 的影响程度与 晶界结构有关 , d为 晶粒直径。该式 高。如果晶粒尺寸减小 1 个数量级 , 那么将导致晶 粒强化项 的增量达 到先前 的 倍, 韧脆转折温度
刘 建, 王华昆 , 宋立秋2方淑芳2 ,
(. 1昆明理工大学材料与冶金工程学院 昆明 609 ; . 50 32 攀枝花钢铁研究院 四川 攀枝花 6 70 ) 100
【 要】 根据国内外对钒氮合金微合金化技 术的研究现状, 摘 综述 了钒氮微合金化在高强度钢中的强化机
制, 并概述 了钒 氮微合金在 高强度钢 中的研 究开发 、 用状况 。 应
(, n n 1Kumi gUnvri f cec n eh o g aut f tr l adMeal gcl n ier g, n n 60 9 ; iesyo S i eadT cnL yF cl o Maeis a t n o y a t u i E g ei Ku mig 50 3 lr a n n
【 关键词 】 钒 氮合金
晶粒细化
沉淀强化
应用
RES EARCH AND APP CATI LI ON OF VN
MI CROALLOYI NG GH TRENGTH TEELS HI S S
Lu i Wag ukn Sn iu ag hf f iJ n a n au og q z n u n H L i F S a
[ e od] V lyG a enm n ,r i t i t n tei , p lai K y rs w N ao , r nR f e et e p a o Sr g n g A p ct n l i i P c itn e h n i o 铌、 钛微合金化技术 , 钒、 经过 4 多年 的研究发 O 展和完善 , 在合金设计原理、 生产工 艺、 应用领域等 方面都得到了巨大的发展和完善。钒作为唯一既可 的钒 , 充分发挥了钒 的沉淀强化作用 ;

氮含量对钒微合金钢组织性能的影响

氮含量对钒微合金钢组织性能的影响

氮含量对钒微合金钢组织性能的影响氮含量对钒微合金钢组织性能的影响张开华1雍岐龙2(1. 攀枝花钢铁研究院,攀枝花617000;2.钢铁研究总院结构所,北京100081)摘要为了研究钒的析出形式对微合金组织和性能的影响,检验了实验室轧制的不同氮含量的两种钒微合金钢的组织和性能,结果表明,在轧后水冷条件下,V钢的组织中仅有极少量的铁素体,而V-N钢有大量的晶界铁素体。

在轧后空冷条件下,两种钢的组织均为铁素体+珠光体,V-N钢的铁素体晶粒比V钢细小,由于V-N钢中V(C,N)析出温度高,析出粒子粗大,对强度贡献较小,V-N钢的屈服强度和抗拉强度比V钢低,延伸率比V钢高。

关键词钒微合金钢组织性能氮含量The Effect of Nitrogen on Micro-structure and Mechanical Propertiesof V-bearing Micro-alloying SteelZhang Kaihua1 Yong Qilong2(1.Panzhihua Iron and Steel Research Institute, Panzhihua, 617000;2.Central Iron and Steel Research Institute ,Beijing,100081) Abstract The microstructure and mechanical properties of V-bearing micro-alloying steel of different nitrogen content have been studied at laboratory. The results show that the ferrite exists scarcely in V steel, and the grain boundary ferrite exists in V-N steel with water-cooling after rolling. With air-cooling after rolling, the temperature of V(C,N) presentation in V-N steel is higher that in V steel, the ferrite grain size of V-N steel is finer than that of V steel, the yield strength and tensile strength of V steel is higher than that of V-N steel, the elongation is lower thanthat of V-N steel.Key words vanadium, micro-alloying steel, structure, mechanical properties, nitrogen1 引言高强度微合金钢中,加入微合金元素的目的是产生晶粒细化和沉淀强化,提高钢材的性能。

Nb、V微合金化细晶高强韧性钢板JG590生产工艺开发

Nb、V微合金化细晶高强韧性钢板JG590生产工艺开发

钢 中 c含量 提高可 以提高 钢 的强 度 ,同时也 恶
化钢 的韧性 及焊接 性能 , 故不 宜过 高 。s、 l iA 是炼 钢
过程脱 氧元素 , 量加入 可 以改善钢 的强 韧性 。P s 适 、 是钢 中有害杂 质元 素 ,炼钢 的主要 目的之一 是去 除
杂质 , 净化 钢质 。Mn 到固溶 强化效果 , 起 可适 中控 制
相 比 , 产成本相 对来说 要低 得多 。 生 如再 采用 热处理
工艺 , 成本也要 增加较 多 。 则
13 力 学检验和 组织观 察 .
; 复合加入 N 和 V微合金元素是本钢种的设计关键 , b
利用 N 、 bV叠加 细化组 织 和沉淀 强化 的作 用闭 使 其 ,
在钢 的热加工 过程 中细化相 转变 组织 ,改进 钢 的强
L F精炼 处理 、钢包 喂线 和严格 的控 温控 轧技 术 , 以 较 低 的成 本 批 量 生 产ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ出 6~4 m 厚 规 格 合 格 的 0m 5 0MP 级钢 板 ,能够满 足 用户提 出 的基 本 技术 要 9 a
Wet n 9 REB 2 25 3 4 。 5 0 le 5 0 REC 3  ̄2 6 0 5 9 0
表 1 钢 的化 学成 分 %
国 内外部 分企业 【 】 采用先 进 的铁水 预处 理 、 主要 R H炉外精炼 、 微合金 化细化 组织和控 轧控冷 工艺 生
钢号 规 服 度 拉 度延 , 10 j)J … / .强a抗 / a 85率 弯 ( !, 格屈 / b强 % 8曲V 向专 伸 功 m m MP MP 。 纵
并 将其定 为生产 控制 目标 。
冯 勇( 9 3 ) 18 年毕业 1 6 一 ,9 5 于北京钢铁 学 院金属材料 专 业。现任 济钢首 席工 程 师, 工程技 术应 用研究员 , 济南市第 八届专 业技术 拔 尖人 才 。 主要 从 事 高 强 钢 、耐磨 钢新产 品开发 等 工作 , 文章 3 篇 。 发表 7

VN微合金化超细晶高强钢的组织性能研究

VN微合金化超细晶高强钢的组织性能研究
高吉祥 李春艳 朱达 炎 谢 利群
( .华南理 工大学 机械与 汽车工 程学 院 , 东 , 1 广 广州 5 0 4 ;. 钢集 团技 术 中心 , 16 0 2 广 广东 , 州 ,17 0 广 503 )
摘 要 基 于 电 炉 薄板 坯 连铸 连 轧 流 程 氮 高 的特 点 , 用 V 采 N微 合 金 化 的成 分 设 计 , 过炼 钢 、 铸 、 通 连 均热 、 制 和 轧
冷却 各 工 艺过 程 的 控制 研 究 , 发 了 V 开 N微 合 金 超 细 晶高 强 钢 板 。 钢板 屈 服 强 度 达 到 了 5 0 a级 , 素 体 晶粒 尺 5 MP 铁
寸达 到 了 30~ . m, 有 良好 的韧 性 、 . 40 具 冷成 形 性 能 和 焊接 性 能 , 满足 汽 车 、 工程 机械 制 造 等行 业 的要 求 。 关键 词 薄 板坯 连 铸 连 轧 ; N 微合 金 化 ; 细 晶高 强 钢 V 超
中 圈分 类 号 : G 4 . T 12 1 文献 标 识 码 : A 文 章 编 号 : 6 1 3 1 ( 0 1 O 0 2 0 1 7 — 8 8 2 1 ) 3— 0 2— 3
S TUDY oN ⅣⅡCRoS TRUCTURE AND PRoPERTY oF VN ⅣⅡCRo- ALLoY G ULTRA . NE FI GRAI HI N GH TRENGTH TEEL S S
等 。其 中细 晶强化 效 果最 为明 显 , 也是 唯一 的强 度
与 韧性 同时 增 加 的 机 制 … 。薄 板 坯 连 铸 连 轧 流 程
弥 散颗粒 , 对铁 素体 尺寸进行细 化 , 同时 随着氮含 量
的增 加 , 沉淀颗 粒变得 越来越小 , 量不 断增加 。氮 数 含量 的增 加还 可 以促 进 沉 淀颗 粒 的 成 核 , 防止 颗 粒 粗 化 , 分 发 挥 微 合 金 化 元 素 在 钢 中 的 关 键 充
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第2期总第192期冶金丛刊Sum.192No.22011年4月METALLURGICAL COLLECTIONS April 2011作者简介:高吉祥(1973-),男,高级工程师,博士,2004年毕业于华南理工大学.VN 微合金化超细晶高强钢的组织性能研究高吉祥1,2李春艳2朱达炎2谢利群2(1.华南理工大学机械与汽车工程学院,广东,广州510640;2.广钢集团技术中心,广东,广州,510730)摘要基于电炉薄板坯连铸连轧流程氮高的特点,采用VN 微合金化的成分设计,通过炼钢、连铸、均热、轧制和冷却各工艺过程的控制研究,开发了VN 微合金超细晶高强钢板。

钢板屈服强度达到了550MPa 级,铁素体晶粒尺寸达到了3.0 4.0μm ,具有良好的韧性、冷成形性能和焊接性能,满足汽车、工程机械制造等行业的要求。

关键词薄板坯连铸连轧;VN 微合金化;超细晶高强钢中图分类号:TG142.1文献标识码:A文章编号:1671-3818(2011)03-0022-03STUDY ON MICROSTRUCTURE AND PROPERTY OF VN MICRO-ALLOYINGULTRA-FINE GRAIN HIGH STRENGTH STEELGao Jixiang 1,2Li Chunyan 2Zhu Dayan 2Xie Liqun 2(1.School of Mechanical &Automotive Engineering ,South China University of Technology ,Guangzhou ,510640,Guangdong ;2.Technology Center of GISE ,Guangzhou ,510730,Guangdong )AbstractBased on characteristics of high N in EAF-TSCR ,using the design of VN micro-alloying ,controlling the steelmaking ,continuous casting ,soaking ,rolling and cooling processes ,the VN Micro-al-loying ultra-fine grain high strength steel was developed.The strip yield strength reached 550MPa grade ,ferrite grain size reached 3.0to 4.0microns.The strip has good toughness ,cold formability and weld-ability which met the requirements of automotive ,mechanical industry and other industry.Key wordsThin slab casting and rolling ;VN micro-alloying ;ultra-fine grain high strength steel提高钢铁材料的强度是实现用钢行业节能减排的有效手段。

提高钢铁材料强度的途径有固溶强化、位错强化、细晶强化和第二相粒子的析出强化等等。

其中细晶强化效果最为明显,也是唯一的强度与韧性同时增加的机制[1]。

薄板坯连铸连轧流程由于其铸坯薄、拉速快、板坯温度均匀性好的特点,更适合于高强度钢的生产。

珠钢针对电炉薄板坯连铸连轧流程自身原料的特点,钢水的氮含量比转炉的高,采用VN 微合金化的成分设计,通过炼钢、连铸、均热、轧制和冷却各工艺过程的控制研究,开发了VN 微合金超细晶高强钢板[2]。

钢板屈服强度达到了550MPa 级,铁素体晶粒尺寸达到了3.04.0μm ,具有良好的韧性、冷成形性能和焊接性能。

1成分设计及工艺控制技术1.1成分设计VN 的溶解度在铁素体与奥氏体中都比VC 低得多。

因此VN 的形成有更大的化学驱动力,容易形成体积分数大且稳定性高(粗化倾向小)的细小弥散颗粒,对铁素体尺寸进行细化,同时随着氮含量的增加,沉淀颗粒变得越来越小,数量不断增加。

氮含量的增加还可以促进沉淀颗粒的成核,防止颗粒粗化,充分发挥微合金化元素在钢中的关键作用[3]。

珠钢发挥电炉钢水中约0.007%的氮含量优势,同时加入VN 合金增氮,才能使钢中的含氮量在0.02%以上。

试验钢的化学成分设计见表1[4,5]。

1.2生产流程及工艺控制技术珠钢生产工艺流程为废钢料→150吨超高功率第2期高吉祥等:VN 微合金化超细晶高强钢的组织性能研究·23·表1试验钢板的化学成分设计(质量分数)%C Si Mn P S V Als N ≤0.07≤0.5≤2.0≤0.03≤0.020.08 0.20≥0.0150.020 0.030交流电弧炉(EAF )冶炼→150吨LF 钢包精炼→50 60mm 厚度薄板坯连铸→辊底式均热炉均热→6机架热连轧→层流冷却→卷取。

在生产工艺控制过程中,首先是提高钢水的洁净度,优化配料方案和冶炼工艺,优化电炉泡沫渣工艺生产技术,控制钢水中的w (P )≤0.020%、w (As )≤0.020%、w (Sn )≤0.015%。

精炼过程控制钢水中夹杂物的数量和形态。

提高VN 合金精炼过程氮的回收率,精确控制钢水的化学成分。

连铸过程严格控制钢水的过热度,采用全过程保护浇注,防止钢水受二次污染,确保铸坯质量。

利用CSP 立弯式连铸机浇注,铸坯以950 1000ħ左右的表面温度进入均热炉,以1100ħ 1160ħ的均热温度均热20 30min ,然后在6机架热连轧机上分别轧制成1.8 8mm 厚的热轧钢板。

2试验结果2.1钢板的显微组织对轧制的钢板进行显微组织观察,高强钢板的组织为超细晶铁素体加少量珠光体。

钢板沿厚度截面的组织比较均匀,且随钢板规格变化显微组织变化很小。

带钢的金相组织照片见图1,铁素体晶粒尺寸的统计结果见表2。

由图1与表2可见,所有试验钢板的铁素体晶粒尺寸在3.0 4.0μm 之间,并没有出现中心偏析与带状,组织均匀性良好。

图1不同厚度试验钢板的显微组织表2试验钢板的铁素体晶粒尺寸钢板厚度/mm铁素体晶粒尺寸/μm3.43.45.03.86.03.58.03.82.2钢板的力学性能采用ASTM -317标准对各种规格试验钢板进行拉伸试验和冷弯性能分析,同时沿垂直于轧制方向取小尺寸试样对较厚带钢的Charpy -V 缺口韧性进行了分析,结果见表3。

由表3力学性能可见,采用VN 微合金化技术可实现超细晶高强度级别带钢的生产。

所有试验钢板的屈服强度在600 630MPa 之间,而且钢板的纵、横向力学性能差异较小,且随厚度规格变化力学性能的变化也较小,性能十分稳定。

对较厚规格钢板的韧性分析表明,钢板具有良好的低温冲击韧性。

2.3钢板的焊接性能超细晶高强钢板的焊接性能好坏直接影响钢板应用的安全,对6.0mm 厚度规格钢板进行焊接试验。

试验采用常规CO 2气体保护焊,将焊后的钢板进行金属拉伸试验和焊接热影响区与焊缝的金相组织检验。

钢板焊接热影响区没有出现明显的组织粗化现象,也未出现明显的软化,见图2。

焊接试样在拉伸后均在母材部位断裂(见表4),说明钢板焊接后仍然具有较好的拉伸性能,可见其焊接性能良好。

表3试验钢板的力学性能钢板厚度/mm 屈服强度/MPa 纵向横向抗拉强度/MPa 纵向横向A5%纵向横向宽冷弯b =35mm ,d =2a ,180ʎCharpy -V 缺口韧性/J 试样尺寸/mm-20ħ1.86256307006952534完好——3.46156256856952826完好2.5295.06156256656802324完好2.5286.06206306756902624完好5508.06006106857002322完好559·24·冶金丛刊总第192期图2试验钢板焊接部位组织(t =6.0mm )表4试验钢焊接前后拉伸性能厚度/mm 焊接前屈服强度/MPa抗拉强度/MPa延伸/%焊接后屈服强度/MPa抗拉强度/MPa断裂位置6.060567526595670母材3应用情况珠钢开发的超细晶高强钢板已广泛应用于北美半挂车和欧洲铆接车型的一些重要部件上,如侧立柱、滑轨梁、纵梁及横梁等(见图3)。

高强钢板具有优异的韧性、冷成形性能和良好的焊接性能,完全满足汽车、半挂车、工程机械制造行业的要求。

图3应用车型及部件4结论(1)基于电炉薄板坯连铸连轧流程氮高的特点,采用VN 微合金化的成分设计,通过炼钢、连铸、均热、轧制和冷却各工艺过程的控制研究,开发了厚度1.8 8mm 的550MPa 级高强钢。

(2)高强钢板铁素体晶粒尺寸为3.0 4.0μm ,屈服强度600 630MPa ,抗拉强度665 700MPa ,延伸率22% 28%。

(3)产品具有良好的韧性、冷成形性能和焊接性能,满足工程机械、交通运输和车辆制造行业对高强度钢板的要求,应用前景广泛。

参考文献[1]翁宇庆.超细晶钢理论及技术进展.超细晶钢及其生产技术培训班讲义.北京:2005:1-4.[2]刘清友,毛新平,林振源,杨才福.CSP 流程VN 微合金钢的冶金学特征.钢铁研究学报[J ],2005,17(增刊):26-31.[3]R.兰纳伯格,等著.钒在微合金钢中的作用.杨才福,等编译.2000.[4]张若生,毛新平,刘清友,等.一种采用薄板坯连铸连轧技术生产V -N 微合金化高强度钢带的工艺[P ].中国,CN 200510100421.2.[P /OL ].2006-3-22.http :/www.cnipr.com /.[5]毛新平,高吉祥,陈麒琳.一种提高V -N 微合金化高强钢钒合金利用率的方法[P ].中国:CN 200710031550.X.[P /OL ].2008-4-16.http ://www.cnipr.com /.。

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