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微合金钢中碳氮化物再加热过程中的热稳定性分析

2012-07-13张晓娟苑少强梁国俐

唐山学院学报 2012年6期

张晓娟,郝 斌,苑少强,,梁国俐

(1.唐山学院 机电工程系,河北 唐山063000;2.新金属材料国家重点实验室,北京100083)

主要微合金元素Nb,Ti,Mo等在现代高强钢中起着重要的作用[1-2]。在热加工过程中,只有当合金元素全部溶解到奥氏体基体中后,才能发挥其在阻碍奥氏体晶粒长大、析出强化等方面的作用。同时,在加热回溶过程中,析出相的尺寸及成分会同时发生变化。前期研究工作中[3]对简单成分的Nb-Ti钢进行了分析,得到了初步结论。本文拟通过多元合金钢的模拟轧制实验,来跟踪析出颗粒在回溶过程中其碳氮化物的组成变化,并通过热力学计算来分析实验结果的可靠性。

1 试验材料及方法

试验用微合金钢在25kg真空感应炉熔炼,真空浇注,铸锭锻造成 Φ16mm 圆棒。其化学成分为(Wt.%):C 0.049;Si 0.34;Mn 1.94;Ti 0.018;Nb 0.08;Mo 0.26;Cu 0.44;Ni 0.38;B 0.0019;其 他 杂 质 元 素 含 量 (Wt.%):P 0.0052;S 0.0014;N 0.008;O 0.0066。锻造后的圆棒制成Φ12×6mm圆片若干,分别抽真空后用石英管密封,在850℃至1 300℃保温不同时间后快速冷却到室温。试样抛光后采用文献[4]的方法进行萃取复型制样。然后在H-800分析电镜和JEOL 2010上进行观察和能谱分析,每一回溶时间的试样中统计12个大的析出颗粒,分析成分随回溶时间的变化规律。

2 结果与分析

2.1 原始试样中的析出相形貌

试验钢经高温浇注后锻造成金属圆棒,这一过程经历了合金凝固及随后的连续冷却,期间由于塑性变形的存在必然导致应变诱导析出过程的发生。合金中的主要微合金元素Nb,Ti,Mo,Cu等由于固溶度不同会在不同的温度范围内从基体中析出。根据作者前期工作的试验结果[3]可知,合金中的析出相由两类组成:即凝固过程中形成的高钛碳氮化物及锻造过程中的应变诱导析出相,两者在成分及尺寸形貌上有着本质的区别。……

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