论钢的微合金化与提高钢材强韧性.doc
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论钢的微合金化与提高钢材强韧性,本文共59页22896字摘 要随着科学技术的不断进步，对钢材的性能要求越来越高，不仅要具有高的强度，而且要具有良好的塑韧性。钢的微合金化是提高钢材强韧性的一条重要而有效的途径。微合金化和控轧控冷技术的应用使得钢材的强韧性指标达到了一个新的水平。铁路用合金弹簧钢60si2crvat控轧控冷...
内容介绍
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论钢的微合金化与提高钢材强韧性
本文共59页 22896字
摘 要
随着科学技术的不断进步，对钢材的性能要求越来越高，不仅要具有高的强度，而且要具有良好的塑韧性。钢的微合金化是提高钢材强韧性的一条重要而有效的途径。微合金化和控轧控冷技术的应用使得钢材的强韧性指标达到了一个新的水平。
铁路用合金弹簧钢60Si2CrVAT控轧控冷后具有优异的综合力学性能，其中微合金元素V的主要作用是在产品的控轧控冷过程中以碳氮化物的形式析出，起到析出强化的作用，同时也可利用其细化晶粒及固溶强化来提高钢的强韧性。在本文中，利用热模拟实验来测得了实验钢60Si2CrVAT的PTT曲线。以850℃作为终轧温度，采用水冷和空冷两种冷却方式进行实验控冷，随后利用透射电镜对析出物的形貌、分布及弥散程度进行了对比观察，并用选区电子衍射对析出物的类型进行了确认。最后对控轧控冷条件下实验钢的组织和力学性能进行了分析，并给出了理论解释。本论文主要的研究结论如下：
（1）弹簧钢60Si2CrVAT的PTT曲线呈近似的“C”型，在850℃附近钒的碳氮化物析出得最快，析出时间最短为104.9s；
（2）在热模拟控轧控冷条件下，从550℃控冷温度以0.5℃/s的冷速冷却到室温过程，在珠光体基体的铁素体上有大量的碳氮化钒的细小均匀弥散析出；
（3）实验钢在850℃终轧，以1℃/s的冷速冷却到550℃随后空冷的工艺条件下，珠光体组织均匀细小，铁素体呈游离态弥散分布。在基体组织中可观察到V的碳氮化物大量而细小的均匀沉淀析出，充分发挥了V的析出强化作用，同时弥散分布的析出物阻碍晶粒粗化，大大提高钢的强塑性。
关键词：微合金元素；控轧控冷；析出；强韧性
目 录
摘 要 1
Abstract 2
引 言 1
1文献综述 2
1.1弹簧钢概述 2
1.1.1弹簧钢的性能要求及主要评价标准 2
1.1.2国内外高品质汽车用弹簧钢生产工艺现状 3
1.1.3首钢发展高品质汽车用弹簧钢60Si2CrVAT的现场条件 5
1.2弹簧钢的微合金化 6
1.2.1钢的微合金化技术简介 6
1.2.2微合金元素在合金钢中的作用 7
1.2.3碳氮化物对奥氏体再结晶的抑制 11
1.2.4碳氮化物对奥氏体晶粒长大的抑制 12
1.2.5奥氏体冷却过程中的碳氮化物的析出行为 12
1.2.6铁素体中碳氮化物的析出行为 13
2试验材料及基本试验方法 15
2.1试验材料及成分 15
2.2试样制备 15
2.2.1热模拟试样制备 15
2.2.2金相样品的制备 15
2.2.3薄膜透射样品的制备 15
2.2.4 拉伸试样制备 16
2.3试验方法 17
2.3.1PTT曲线测定 17
2.3.2控轧控冷条件下V析出规律及其对组织性能影响的试验研究 18
3弹簧钢60Si2CrVAT析出动力学研究 19
3.1弹簧钢60Si2CrVAT中V的基础数据分析 19
3.1.1弹簧钢60Si2CrVAT固溶温度的理论计算 19
3.1.2 PTT曲线数据测定 20
3.2在850℃下变形弛豫过程中碳氮化钒的析出分析 23
3.3试验小结 24
4弹簧钢60Si2CrVAT控轧控冷条件下的碳氮化钒析出 26
4.1 850℃控轧控冷下碳氮化钒的析出分析 26
4.2 850℃控冷下弹簧钢的组织性能 27
4.3 试验小结 29
结 论 30
参 考 文 献 31
附 录 一 34
附 录 二 43
本文共59页 22896字
摘 要
随着科学技术的不断进步，对钢材的性能要求越来越高，不仅要具有高的强度，而且要具有良好的塑韧性。钢的微合金化是提高钢材强韧性的一条重要而有效的途径。微合金化和控轧控冷技术的应用使得钢材的强韧性指标达到了一个新的水平。
铁路用合金弹簧钢60Si2CrVAT控轧控冷后具有优异的综合力学性能，其中微合金元素V的主要作用是在产品的控轧控冷过程中以碳氮化物的形式析出，起到析出强化的作用，同时也可利用其细化晶粒及固溶强化来提高钢的强韧性。在本文中，利用热模拟实验来测得了实验钢60Si2CrVAT的PTT曲线。以850℃作为终轧温度，采用水冷和空冷两种冷却方式进行实验控冷，随后利用透射电镜对析出物的形貌、分布及弥散程度进行了对比观察，并用选区电子衍射对析出物的类型进行了确认。最后对控轧控冷条件下实验钢的组织和力学性能进行了分析，并给出了理论解释。本论文主要的研究结论如下：
（1）弹簧钢60Si2CrVAT的PTT曲线呈近似的“C”型，在850℃附近钒的碳氮化物析出得最快，析出时间最短为104.9s；
（2）在热模拟控轧控冷条件下，从550℃控冷温度以0.5℃/s的冷速冷却到室温过程，在珠光体基体的铁素体上有大量的碳氮化钒的细小均匀弥散析出；
（3）实验钢在850℃终轧，以1℃/s的冷速冷却到550℃随后空冷的工艺条件下，珠光体组织均匀细小，铁素体呈游离态弥散分布。在基体组织中可观察到V的碳氮化物大量而细小的均匀沉淀析出，充分发挥了V的析出强化作用，同时弥散分布的析出物阻碍晶粒粗化，大大提高钢的强塑性。
关键词：微合金元素；控轧控冷；析出；强韧性
目 录
摘 要 1
Abstract 2
引 言 1
1文献综述 2
1.1弹簧钢概述 2
1.1.1弹簧钢的性能要求及主要评价标准 2
1.1.2国内外高品质汽车用弹簧钢生产工艺现状 3
1.1.3首钢发展高品质汽车用弹簧钢60Si2CrVAT的现场条件 5
1.2弹簧钢的微合金化 6
1.2.1钢的微合金化技术简介 6
1.2.2微合金元素在合金钢中的作用 7
1.2.3碳氮化物对奥氏体再结晶的抑制 11
1.2.4碳氮化物对奥氏体晶粒长大的抑制 12
1.2.5奥氏体冷却过程中的碳氮化物的析出行为 12
1.2.6铁素体中碳氮化物的析出行为 13
2试验材料及基本试验方法 15
2.1试验材料及成分 15
2.2试样制备 15
2.2.1热模拟试样制备 15
2.2.2金相样品的制备 15
2.2.3薄膜透射样品的制备 15
2.2.4 拉伸试样制备 16
2.3试验方法 17
2.3.1PTT曲线测定 17
2.3.2控轧控冷条件下V析出规律及其对组织性能影响的试验研究 18
3弹簧钢60Si2CrVAT析出动力学研究 19
3.1弹簧钢60Si2CrVAT中V的基础数据分析 19
3.1.1弹簧钢60Si2CrVAT固溶温度的理论计算 19
3.1.2 PTT曲线数据测定 20
3.2在850℃下变形弛豫过程中碳氮化钒的析出分析 23
3.3试验小结 24
4弹簧钢60Si2CrVAT控轧控冷条件下的碳氮化钒析出 26
4.1 850℃控轧控冷下碳氮化钒的析出分析 26
4.2 850℃控冷下弹簧钢的组织性能 27
4.3 试验小结 29
结 论 30
参 考 文 献 31
附 录 一 34
附 录 二 43
