加熱工藝對(duì)Nb-Ti微合金化高強(qiáng)鋼的影響

梁文，吳潤(rùn)，胡俊，杜濤，尹云洋

(1.武漢科技大學(xué)材料與冶金學(xué)院，湖北武漢，430081；2.寶鋼中央研究院武漢分院，湖北武漢，430080)

在低合金鋼中添加微合金化元素來改善鋼鐵材料的力學(xué)性能是目前高強(qiáng)鋼普遍采用的技術(shù)手段。微合金元素在鋼中主要以固溶物和第二相析出物(碳氮化物)形式存在，不同的存在形式具有不同的作用，且在不同溫度下形成的碳氮化物的析出特點(diǎn)及其作用也不相同。微合金元素在鋼中的主要作用為：在鋼中形成高度彌散的碳氮化合物顆粒以有效固定奧氏體晶界，從而細(xì)化奧氏體晶粒和成品晶粒；微合金化元素原子的固溶阻塞、拖曳作用以及碳氮化物的動(dòng)態(tài)析出可顯著阻滯形變奧氏體的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶；在低溫階段通過析出強(qiáng)化等方式改善鋼的力學(xué)性能[1-2]。學(xué)者們對(duì)微合金鋼的強(qiáng)化機(jī)理進(jìn)行了大量研究[3-7]。在實(shí)際的生產(chǎn)中，含Ti鋼的力學(xué)性能波動(dòng)比含Nb鋼的大。如抗拉強(qiáng)度600 MPa級(jí)的含0.07%～0.12%Ti鋼(質(zhì)量分?jǐn)?shù))強(qiáng)度的波動(dòng)范圍為180 MPa，而同強(qiáng)度級(jí)別含0.04%～0.06%Nb鋼(質(zhì)量分?jǐn)?shù))強(qiáng)度的波動(dòng)范圍僅為120 MPa。但因Ti元素具有明顯的成本優(yōu)勢(shì)，鋼鐵企業(yè)仍大量使用Ti來提高強(qiáng)度，同時(shí)也帶來了性能波動(dòng)等問題。影響微合金鋼性能的熱軋工藝主要包括加熱溫度、精軋溫度、冷卻速度以及卷取溫度等。選擇加熱工藝時(shí)，一般考慮2個(gè)因素：較小的奧氏體晶粒粒徑和較高的微合金元素固溶量[8]。特別是在鋼鐵材料的奧氏體化過程中，微合金碳氮化物的回溶行為將直接影響奧氏體晶粒粒徑和均勻化程度以及軋制過程中奧氏體再結(jié)晶規(guī)律、軋制過程中和軋制后微合金元素的析出行為，進(jìn)而顯著影響鋼材成品的綜合力學(xué)性能[9-12]。……